[发明专利]改进的装置控制以最大化系统利用率

说明书

本发明提供了一种质谱仪，该质谱仪包括：离子源，该离子源被配置为从样品中产生离子；一组四极杆杆，该一组四极杆杆被配置为基于质荷比选择离子；DC杆驱动器，该DC杆驱动器被配置为产生电压；DC杆驱动滤波器，该DC杆驱动滤波器被配置为滤波RF频率干扰；和控制器。该控制器被配置为利用约束凸优化的结果以使该DC杆驱动器产生DC滤波器输入，并向该一组四极杆杆提供所需电压，该约束凸优化利用该DC杆驱动滤波器的脉冲响应曲线来确定该DC滤波器输入，以在该一组四极杆杆上实现该所需电压；基于该质荷比选择穿过该一组四极杆杆的离子；以及测量这些离子的强度。

技术领域

本公开大体上涉及质谱领域，其包括改进的装置控制以最大化系统利用率。

引言

四极杆质量分析仪是一种用于质谱分析的质量分析仪。顾名思义，四极杆由通常为圆柱形或双曲线的四个杆组成，该杆被设置成彼此平行的对，例如竖直对和水平对。这四个杆负责在离子沿四个杆创建的路径传递时基于离子的质荷比(m/z)选择样品离子。在四极杆滤质器中基于离子在施加于杆的振荡电场中的轨迹稳定性来对离子进行分离。每个相对杆对电连接在一起，并且在一对杆与另一对杆之间施加带有DC偏移电压的射频(RF)电压。离子在杆之间沿四极杆行进。对于施加于杆的给定电压比，仅某一质荷比的离子才能够穿过杆并且到达检测器。其它离子具有不稳定轨迹，并且会与杆碰撞。这准许选择具有特定m/z的离子，或允许操作者通过连续变化所施加的DC电压和RF电压来扫描一定范围的m/z值。

通过借助能够随时间斜变的所施加RF和DC电势来设置稳定性限值，此类仪器可用作滤质器，使得具有特定范围的质荷比的离子在整个装置中具有稳定轨迹。具体地说，通过以所属领域的技术人员已知的方式将固定的和/或斜变的AC和DC电压施加于配置的圆柱形但更常见为双曲线的电极杆对，建立期望的电场以稳定预定离子在x和y维度中的运动。因此，在x轴中施加的电场使较重离子的轨迹稳定，而较轻离子具有不稳定轨迹。相比之下，y轴中的电场使较轻离子的轨迹稳定，而较重离子具有不稳定轨迹。在四极杆中具有稳定轨迹并因此到达位于四极杆杆组的出射横截面的检测器的质量范围由质量稳定性限值限定。

期望尽可能在所选择的反应监测(SRM)方法和所选择的离子监测(SIM)方法上进行最佳测量，并且期望能够非常快速地进行许多测量。为了得到最佳测量值，您需要在给定的持续时间内将四极杆置于指定的设置处，以允许感兴趣的离子有时间穿过并被测量。然而，如果获得测量值的时间有限，则在监测的质荷比数量和数据质量之间存在权衡。另外，在四极杆状态之间变化时存在时间延迟，导致一段时间内无法测量任何东西。从前述应当理解，时间延迟的减少可增加测量值的数量和质量。

发明内容

在第一方面，一种方法可包括获得针对电气部件的脉冲响应曲线；执行约束凸优化，以确定DC滤波器输入，从而在一组四极杆杆上实现所需的电压；利用该约束凸优化的结果使DC杆驱动器产生该DC滤波器输入；基于质荷比选择穿过该一组四极杆杆的离子；测量这些离子的强度。

在第二方面，一种方法可包括向多极供应第一组电压，以选择第一目标质荷比；保持该第一组电压，同时收集具有该第一目标质荷比的离子的强度数据；从第一组电压扫描到第二组电压，同时收集在第一目标质荷比和第二目标质荷比之间的质荷比范围内的离子的强度数据，其中第二组电压选择第二目标质荷比；保持该第二组电压，同时收集具有第二质荷比的离子的强度数据；和使用该质荷比范围内的离子的该强度数据生成质谱。

在第三方面，质谱仪可包括离子源，该离子源被配置为从样品中产生离子；一组四极杆杆，该一组四极杆杆被配置为基于质荷比选择离子；DC杆驱动器，该DC杆驱动器被配置为产生电压；DC杆驱动滤波器，该DC杆驱动滤波器被配置为滤波RF频率干扰；和控制器。该控制器可被配置为利用约束凸优化的结果以使该DC杆驱动器产生DC滤波器输入，并向该一组四极杆杆提供所需电压，该约束凸优化利用该DC杆驱动滤波器的脉冲响应曲线来确定该DC滤波器输入，以在该一组四极杆杆上实现该所需电压；基于该质荷比选择穿过该一组四极杆杆的离子；以及测量这些离子的强度。