生成質譜數據的方法和設備的製作方法

2024-01-20 19:22:15 1

專利名稱：生成質譜數據的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及使用質譜儀，例如TOF質譜儀，生成質譜數據的方法和設備。
背景技術：
飛行時間(TOF)質譜測定法是用於通過加速離子並測量離子到離子檢測器的飛行時間來測量離子的質量/電荷比率的分析技術。在簡單形式中，TOF質譜儀包括用於生成樣品材料的離子的脈衝(或者脈衝串)的離子源和用於檢測已經從離子源行進到離子檢測器的離子的離子檢測器。離子源產生的離子優選地具有例如預定的動能，因為它們已被加速到該動能，所以根據其質量/電荷比率而具有的不同的速度。因此，隨著離子在離子源和離子檢測器之間行進，具有不同質量/電荷比率的離子通過其不同的速度而被分離且由此被離子檢測器在不同的時間檢測到，這允許基於離子檢測器的輸出測量到它們各自的飛行時間。這樣，代表樣品材料的離子的質量/電荷比率的質譜數 據能夠基於離子檢測器的輸出被獲得到。通常稱為「基質輔助雷射解析電離(MALDI) 」的基質(matrix)輔助雷射解吸/離子化是一種電離化技術，在該技術中，一般地雷射器被用以將光發射到樣品材料和吸收光的基質的(通常結晶化的)混合物上，以便離子化樣品材料。用於MALDI的樣品材料典型地包括諸如生物分子(biomolecule)(例如蛋白質)的分子、大的有機分子和/或聚合物。吸收光的基質一般被用以保護這種分子以免被來自雷射器的光毀壞或者破壞。然後由此產生的離子被加速到高動能，通常約20keV，該離子通常具有數千個道爾頓的質量。一般的，構造成通過MALDI產生離子的離子源稱為「MALDI離子源」。MALDI離子源典型地包括通過將光發射到樣品材料和吸收光的基質的混合物上來離子化樣品材料的雷射器。MALDI通常與飛行時間質譜測定法結合來提供「MALDI T0F」質譜測定法，其中，一般地通過MALDI產生離子脈衝並且然後測量離子在越過通常約1-2米的距離上的飛行時間，從而能夠確定離子的質量/電荷比率。在現代的TOF質譜儀例如MALDI TOF質譜儀中的離子飛行時間的測量通常要求多種多樣的範圍的高速數字電子設備和模擬電子設備。例如，可以使用高速計時電子設備，以使各個高壓電脈衝與雷射器的發射以及離子信號的獲得精確地同步。此外，kV/μ s轉換速率(slew-rate)的高壓電脈衝可用以加快、門控以及引導雷射器產生的離子化的分子。最後，高速多數位模數轉換器可用以記錄離子檢測器的輸出，從而能夠確定離子的飛行時間並由此確定離子的質量/電荷比率。這種高速的數字和模擬電子設備典型地在TOF質譜儀的每個獲得周期運行。直到近來，TOF質譜儀，例如MALDI TOF質譜儀，已經使用具有高達數十赫茲重複率(repetition rate)(能夠發射光脈衝的速率)的氣體雷射器。更新近的TOF質譜儀已經使用能夠實現高得多的重複率的固態雷射器，例如IkHz或更高。本發明人已經發現固態雷射器的高重複率與數字電子設備的增大的時鐘速率在TOF質譜儀特別是在MALDI TOF質譜儀的設計中帶來了新的問題。這些設計問題包括
-如何產生多個高精度的延遲(例如，具有微秒的持續時間以及亞納秒的解析度)；-如何穩定電子設備穩定的電源而不輻射大量的窄帶電噪聲，特別是對於高壓脈衝；以及-如何降低噪聲在這種MALDITOF質譜儀產生的質譜數據中的表現。根據上述考慮已經設計了本發明。

發明內容
總的來說，本發明涉及使用質譜儀生成質譜數據的方法，該方法通過從代表樣品材料的離子的質量/電荷比率的信號質譜數據中減去代表質譜儀中的噪聲的噪聲質譜數據來產生修改的代表樣品材料的離子的質量/電荷比率的信號質譜數據。結果，修改的信號質譜數據優選地具有降低的噪聲。因此，本發明的第一方面可提供使用具有離子源以及離子檢測器的質譜儀生成質譜數據的方法，其中該方法包括在至少一個信號獲得周期中，基於所述離子檢測器的輸出獲得表示樣品材料的離子的質量/電荷比率的信號質譜數據，在所述至少一個信號獲得周期中，通過所述離子檢測器檢測通過所述離子源產生的樣品材料的離子；以及 從所述信號質譜數據減去代表所述質譜儀中的噪聲的噪聲質譜數據以產生修改的代表所述樣品材料的離子的質量/電荷比率的信號質譜數據。由於此方法，修改的信號質譜數據優選地具有降低的噪聲。特別地，修改的信號質譜數據能夠具有與原獲得的信號質譜數據相比較降低的系統噪聲。優選地，該方法包括在至少一個噪聲獲得周期期間基於離子檢測器的輸出獲得代表質譜儀中的噪聲的噪聲質譜數據。通過使用質譜儀獲得噪聲質譜數據，噪聲質譜數據能夠提供在信號質譜數據中的任意系統噪聲的良好代表。然而，在一些實施方式中，該方法不包括獲得噪聲質譜數據，例如因為噪聲質譜數據被在較早時間獲得或者產生，例如在製造質譜儀時。例如，從信號質譜數據中減去的噪聲質譜數據可以是或者可以基於預存儲的噪聲質譜數據，即在獲得信號質譜數據之前儲存(例如，儲存在質譜儀的存儲器中)的噪聲質譜數據。預存儲的噪聲質譜數據可能例如是平均的噪聲質譜數據，並且可能已經在獲得信號質譜之前已被存儲較長的時間(例如，大於一天)，例如在質譜儀的初期測試期間或者當構建質譜儀時。使用預存儲的噪聲質譜數據的優點在於不必在每一次獲得信號質譜數據時獲得噪聲質譜數據。缺陷是預存儲的噪聲質譜數據可能不會像每一次獲得信號質譜數據時獲得噪聲質譜數據那樣提供在質譜儀中的系統噪聲的良好代表，因為例如供電電壓、溫度及其他引起質譜儀中的噪聲的物理和電子參數可以隨時間而漂移。優選地，在至少一個噪聲獲得周期中，離子檢測器不檢測來自離子源的任意離子。這樣，離子檢測器在至少一個噪聲獲得周期中檢測的任意信號將總體上代表質譜儀中的噪聲。這種噪聲可包括隨機或者系統噪聲，如以下更詳細地說明的。將觀察到，其中離子檢測器不檢測來自離子源的任意離子的噪聲獲得周期能夠以至少兩種不同的方式實現。作為第一示例，其中離子檢測器不檢測來自離子源的任意離子的噪聲獲得周期可以通過離子源在噪聲獲得周期中不產生任意樣品材料的離子的噪聲獲得周期實現，不產生任意樣品材料離子的原因例如在於用於離子化樣品材料的雷射器不發射。作為第二示例，離子檢測器不檢測來自離子源的任意離子的噪聲獲得周期可以通過離子源在噪聲獲得周期中產生樣品材料的離子但是離子源產生的離子被阻止由離子檢測器檢測到的噪聲採集周期實現，例如因為離子源產生的離子被阻止到達離子檢測器例如使用偏轉器和/或單透鏡和/或離子柵(ion gate)。因此，在一些實施方式中，在至少一個噪聲獲得周期中，離子源不產生任何的樣品材料的離子或者離子源產生樣品材料的離子但是離子源產生的(樣品材料)的離子被阻止由離子檢測器檢測到。優選地，所述噪聲獲得周期或每個噪聲獲得周期像所述信號獲得周期或每個信號獲得周期一樣可行，不同之處在於在至少一個噪聲獲得周期中，離子檢測器不檢測來自離子源的任意離子。這樣，噪聲質譜數據能夠提供在信號質譜數據中的任意系統噪聲的良好代表。為此，所述噪聲獲得周期或每個噪聲獲得周期以及所述信號獲得周期或每個信號獲得周期優選地包括以下中的一個或多個產生一個或更多個高壓脈衝(例如，±500V或者更大，±lkV或者更大)，例如在質譜儀的一個或更多個高壓電源中；將一個或更多個高壓脈衝(例如，±500V或者更大，±lkV或者更大)，例如從質譜儀的一個或更多個高壓電源，供給到該質譜儀的一個或更多個部件(例如，離子柵、雷射器)；以及操作質譜儀的一個或更多個馬達。如以下詳細說明的，這些處理能夠引起質譜數據中的「模擬電子噪聲」。類似的，所述噪聲獲得周期或每個噪聲獲得周期以及所述信號獲得周期或每個信號獲得周期優選地包括基於離子檢測器的輸出操作用於生成質譜數據的電子設備。此電子設備可包括例如模擬輸入段(section)，例如用於調節來自離子檢測器的輸出；模數轉換器，例如用於將來自離子檢測器的輸出數位化(例如，如模擬輸入段調節後)；以及一個或更多個存儲器，例如用於存儲質譜數據。如以下詳細說明的，這些處理能夠引起質譜數據中的「數字電子噪聲」。

為簡單起見，所述噪聲獲得周期或每個噪聲獲得周期可以大致相同於所述信號獲得周期或每個信號獲得周期，不同之處在於在所述噪聲獲得周期或每個噪聲獲得周期中，或者離子源不用來產生任意的樣品材料的離子或者離子源用來產生樣品材料的離子但離子源產生的離子不被離子檢測器檢測。例如，所述噪聲獲得周期或每個噪聲獲得周期可以大致相同於所述信號獲得周期或每個信號獲得周期，不同之處在於在所述噪聲獲得周期或每個噪聲獲得周期中，用於通過將光發射到樣品材料以離子化樣品材料的雷射器不發射以離子化樣品材料。作為另一示例，所述噪聲獲得周期或每個噪聲獲得周期可以大致相同於所述信號獲得周期或每個信號獲得周期，不同之處在於離子源產生的樣品材料的離子被阻止到達離子檢測器，例如使用偏轉器和/或單透鏡和/或離子柵。優選地，離子檢測器在特定時刻的輸出代表離子檢測器在該時刻檢測的離子數量。例如，該輸出可表示當離子通過和/或撞擊離子檢測器時感應的電荷或產生的電流，輸出信號的幅度表示離子檢測器檢測的離子數量。質譜數據可採取能夠表示樣品材料的離子的質量/電荷比率的任意形式。在實踐中，這可通過採取下述數據形式的質譜數據實現使代表離子檢測器檢測的離子數量的幅度與離子的飛行時間或者質量/電荷比率有關。優選地，離子的飛行時間(或者質量/電荷比率)在離散的飛行時間(或者質量/電荷比率)間隔或「箱(bin) 」內被組合在一起，每個飛行時間(或者質量/電荷比率)「箱」代表飛行時間(或者質量/電荷比率)的範圍。因此，從信號質譜數據減去噪聲質譜數據可包括使每個飛行時間(或者質量/電荷比率)「箱」的噪聲質譜數據的幅度從相應「箱」的信號質譜數據被減去幅度。在本申請的上下文中，「從信號質譜數據減去噪聲質譜數據」意圖是指從信號質譜數據實際上消除(減去)噪聲質譜數據或者從噪聲質譜數據消除(減去)信號質譜數據的任何操作。換句話說，為本申請的目的，從噪聲質譜數據減去信號質譜數據相當於從信號質譜數據減去噪聲信號質譜數據。如果存在多個信號獲得周期和多個噪聲獲得周期，則為了方便起見，優選地，在已經獲得全部的噪聲質譜數據和信號質譜數據後，噪聲質譜數據被從信號質譜數據減去。替代地，在每個噪聲獲得周期期間獲得的噪聲質譜數據可從在各自的一個信號獲得周期期間獲得的信號質譜數據中被減去，以漸進地逐步建立修改的信號質譜數據。信號、噪聲或者修改的信號質譜數據可繪製為示出了幅度針對飛行時間或者質量/電荷比率幅度的質譜，其中幅度代表給定飛行時間或者質量/電荷比率下由檢測器檢測的尚子數量。 優選地，基於多個信號獲得周期期間離子檢測器的輸出獲得信號質譜數據。換言之，在從信號質譜數據減去噪聲質譜數據之前，可以在多個周期上獲得信號質譜數據，在每個信號獲得周期中，離子源產生有差別的樣品材料的離子。這樣，隨機噪聲在信號質譜數據中的比例能夠降低。在多個信號獲得周期中的每一個周期期間獲得的質譜數據可例如被累積、做加法或平均化以提供信號質譜數據。優選地，基於多個噪聲獲得周期期間離子檢測器的輸出獲得噪聲質譜數據。換言之，在噪聲質譜數據被從信號質譜數據減去之前，可在多個周期上獲得噪聲質譜數據。這樣，隨機噪聲在噪聲質譜數據中的比例能夠降低。在多個噪聲獲得周期中的每一個周期期間獲得的質譜數據可例如被累積、做加法或平均化以提供信號質譜數據。該方法可包括在多個段中獲得噪聲質譜數據，每個段的噪聲質譜數據優選地代表在各自的質量/電荷比率範圍上的質譜儀中的噪聲，並且優選地基於至少一個各自的噪聲獲得周期期間的離子檢測器的輸出獲得。在多個段中獲得噪聲質譜數據的優點在於能夠降低(噪聲)獲得周期之間的時間，因為本發明人已經發現，在實踐中，將代表在整個質量/電荷比率範圍上的質譜儀中的噪聲的噪聲質譜數據(例如通過累積)存儲到存儲器中花費的時間要比首先產生噪聲質譜數據花費的時間長，例如因為存儲噪聲質譜數據花費的時間比質譜儀中的離子的飛行時間長。因為系統噪聲總體上並不會在獲得周期之間明顯變化，所以在多個段中獲得噪聲質譜數據能夠起作用。如果在多個段中獲得噪聲質譜數據，噪聲獲得周期的數量可以比信號獲得周期的數量大段的數量的倍數。這在使得噪聲獲得周期的「有效」數量等於信號獲得周期的數量中是有用的。該方法可進一步包括從所述信號質譜數據減去多個段的噪聲質譜數據，以產生修改的代表所述樣品材料的離子的質量/電荷比率的信號質譜數據。這可以以下述方式實現組合多個段的噪聲質譜數據以形成合成噪聲質譜數據(代表在整個質量/電荷比率範圍上質譜儀中的噪聲)，然後從信號質譜數據減去合成的噪聲質譜數據。替代地，多個段的噪聲質譜數據可以分別地從信號質譜數據被減去以不組合各個段而產生修改的信號質譜數據。優選地，在質譜儀的連續的周期中執行多個信號獲得周期和多個噪聲獲得周期，優選地連續的周期之間具有小的時間差，例如I秒或更小的連續的周期之間的時間差，更優選地為100毫秒或更小，更優選地為10毫秒或更小，更優選地為I毫秒或更小，更優選地為100微秒或更小。這樣，噪聲質譜數據能夠具有非常類似於信號質譜數據中的噪聲的特徵，並且因此能夠從信號質譜數據被減去以產生具有改進的信噪比的修改的信號質譜數據，例如供電電壓、溫度以及質譜儀內的其它物理和電子參數能夠隨時間漂移。然而，雖然已經發現小的時間差一般能夠實現更好的信噪比，但也發現，更大的時間差，例如若干小時或者甚至若干天的時間差，能夠實現可接受的信噪比。多個信號獲得周期以及噪聲獲得周期可以任意的順序執行。然而，優選地，多個信號獲得周期與多個噪聲獲得周期交錯，即，使得信號獲得周期在噪聲獲得周期之間執行，反之亦然。這樣，噪音質譜數據能夠具有非常類似於信號質譜數據中的噪聲的特徵，因此能夠被從信號質譜數據中減去以產生修改的具有改進的信噪比的信號質譜數據。然而，多個信號獲得周期可與多個噪聲獲得周期分離地執行，即不交錯。不考慮信號獲得周期和噪聲獲得周期是否交錯，多個信號和噪聲獲得周期被在質譜儀的連續周期內執行，優選地如上所述在連續周期之間具有小的時間差。為簡單起見，信號獲得周期的數目可等於噪聲獲得周期的數目。然而，在一些實施方式中，信號獲得周期和噪聲獲得周期的數目可以不相等。例如，如果在段中來獲得噪聲質譜數據(例如，如上所述)，不相等的信號獲得周期和噪聲獲得周期的數目可以是有用的。如果信號獲得周期的數目不等於噪聲獲得周期的數目(或「有效」數目)，則信號質譜數據和/或噪聲質譜數據可根據用以獲得數據的獲得周期的數目來縮放(scale)。以這種方法，從信號質譜數據減法的噪聲的量能夠對應於信號質譜數據中存在的實際噪聲。

優選地，該方法包括在與用於分析信號質譜數據的處理單元連接的預處理單元中，從信號質譜數據減去噪聲質譜數據。處理單元可以例如是計算機，其可以被用軟體編程以分析來自TOF質譜儀的質譜數據。優選地，該方法包括將修改的信號質譜數據從預處理單元傳遞到處理單元，例如用於以後的處理單元分析。該方法可以包括在預處理單元中獲得信號質譜數據和/或噪聲質譜數據。該方法可以包括將信號質譜數據(例如通過累積)存儲在預處理單元中的第一存儲器中和/或將噪聲質譜數據(例如通過累積)存儲在預處理單元中的第二存儲器中。通過使用這種預處理單元，可以在處理單元分析信號質譜數據之前產生修改的信號質譜數據。這能夠提供花費在產生和分析修改的信號質譜數據上的明顯減少的時間，因為處理單元不必既產生且分析修改的信號質譜數據。另外，通過使用預處理單元，需要傳送到處理單元的數據明顯更少，因為僅修改的質譜數據，而不是信號質譜數據和噪聲質譜數據，需要被傳送。另外，通過使用預處理單元，不必將處理單元構造為執行減法。雖然如上所述使用預處理單元是優選的，在一些實施方式中，可以在用於分析質譜數據的處理單元中從信號質譜數據減去噪聲質譜數據以產生修改的信號質譜數據。本發明的第二方面涉及用於實施根據本發明的第一方面的方法的質譜儀。因此，本發明的第二方面可以提供一種質譜儀，其具有
用於生成樣品材料的離子的離子源；用於檢測由所述離子源產生的樣品材料的離子的離子檢測器；第一數據獲得裝置，所述第一數據獲得裝置用於在至少一個信號獲得周期中，基於所述離子檢測器的輸出獲得代表樣品材料的離子的質量/電荷比率的信號質譜數據，在所述至少一個信號獲得周期中，通過所述離子檢測器檢測由所述離子源產生的樣品材料的離子；以及減法裝置，所述減法裝置用於從由所述第一數據獲得裝置產生的信號質譜數據減去代表所述質譜儀中的噪聲的噪聲質譜數據，以產生修改的代表所述樣品材料的離子的質量/電荷比率的信號質譜數據。該質譜儀可以構造成實施任何與第一方面有關的方法步驟，或者具有用於實施該方法步驟的裝置。例如，質譜儀優選地具有第二數據獲得裝置，該第二數據獲得裝置用於在至少一個噪聲獲得周期期間基於離子檢測器的輸出獲得代表質譜儀中的噪聲的噪聲質譜數據，例如，在該噪聲獲得周期中，離子檢測器不檢測任何來自離子源的離子。然而，第二數據獲得裝置在一些實施方式中可被省略， 例如減法裝置被構造成從第一數據獲得裝置產生的信號質譜數據中減去預存儲的噪聲質譜數據。質譜儀可以包括用於存儲該預存儲噪聲質譜數據的存儲器。作為另一示例，質譜儀優選地構造成使得所述噪聲獲得周期或每個噪聲獲得周期以及所述信號獲得周期或每個信號獲得周期包括以下中的一個或更多個產生一個或更多個高壓脈衝將一個或更多個高壓脈衝供給到質譜儀的一個或更多個部件；以及操作質譜儀的一個或更多個馬達。作為另一示例，質譜儀優選地構造成使得所述噪聲獲得周期或每個噪聲獲得周期以及所述信號獲得周期或每個信號獲得周期包括基於離子檢測器的輸出操作用於產生質譜數據的電子設備(所述電子設備優選地被包括在質譜儀中)。作為另一示例，為簡單起見，質譜儀可被構造成使得所述噪聲獲得周期或每個噪聲獲得周期與所述信號獲得周期或每個信號獲得周期大致相同，不同之處在於在所述噪聲獲得周期或每個噪聲獲得周期中，離子源不用以產生任何的樣品材料的離子或者離子源用以產生樣品材料的離子但離子源產生的離子不被離子檢測器檢測。作為另一示例，質譜儀可以包括用於將信號、噪聲或修改的信號質譜數據繪製為示出幅度針對飛行時間或質量/電荷比率的質譜，其中幅度代表規定飛行時間或質量/電荷比率下檢測器檢測的離子的數目。作為另一示例，質譜儀可被構造成使得在多個信號獲得周期期間基於離子檢測器的輸出獲得信號質譜數據和/或使得在多個噪聲獲得周期期間基於離子檢測器的輸出獲得噪聲質譜數據。作為另一示例，第二數據獲得裝置可用於在多個段中獲得噪聲質譜數據，每個段的噪聲質譜數據優選地代表在各自的質量/電荷比率範圍上的質譜儀中的噪聲，並且優選地在至少一個各自的噪聲獲得周期期間基於離子檢測器的輸出獲得。質譜儀可進一步包括如下裝置該裝置用於從信號質譜數據減去多個段的噪聲質譜數據，以產生修改的代表所述樣品材料的離子的質量/電荷比率的信號質譜數據。
作為另一示例，質譜儀可構造成使得在質譜儀的連續的周期中執行多個信號獲得周期和多個噪聲獲得周期，優選地連續的周期之間具有小的時間差，例如I秒或更小的連續的周期之間的時間差，更優選地為100毫秒或更小，更優選地為10毫秒或更小，更優選地為I毫秒或更小，更優選地為100微秒或更小。作為另一示例，質譜儀可構造成使得多個信號獲得周期與多個噪聲獲得周期交錯。作為另一示例，質譜儀可構造成使得信號獲得周期的數目等於噪聲獲得周期的數目。作為另一示例，質譜儀可以包括用於依照用以獲得數據的獲得周期的數目縮放信號質譜數據和/或噪聲質譜數據的裝置。作為另一示例，優選地，減所述法裝置包括在預處理單元中，該預處理單元與用於分析信號質譜數據的處理單元連接。優選地，預處理單元包括數據傳送裝置，該數據傳送裝置用於將修改的質譜信號質譜數據傳送到處理單元，例如用於以後的處理單元分折。優選地，預處理單元包括用於存儲信號質譜數據的第一存儲器和/或用於存儲噪聲質譜數據的第二存儲器。作為另一示例，所述預處理單元可以包括所述第一數據獲得裝置和/或所述第二數據獲得裝置。在任意上述方面中，離子源可以包括用於通過將光發射到樣品材料上而離子化樣品材料的雷射器。優選地，雷射器用於通過將光脈衝發射到樣品材料上而離子化樣品材料。雷射器優選地 產生紫外(UV)光。因此，上述的信號獲得周期可以包括雷射器將光脈衝發射在樣品材料上以產生樣品材料的離子。

在任意上述方面中，離子源可以是MALDI離子源。對於MALDI離子源，樣品材料可以包括生物分子(例如，蛋白質)、有機分子和/或聚合物。樣品材料可以被包括在樣品材料和吸收光線的基質的(優選地結晶的)混合物中。吸收光線的基質可以例如包括DCTB (T-2- (3- (4-T- 丁基-苯基)~2~甲基一2-亞丙稀基)丙_■臆)、DHB (2，5- _■輕基苯甲酸)、SA(芥子酸)、DTL(1,8,9_ 二輕基蒽酌·(地蒽酌·)) (anthrecenetriol (dithranol))或 CHCA ( α -氰基-4-對輕基桂皮酸(hydroxycinnamic acid))。在任何上述方面中，離子源可以包括用於將離子源產生的離子加速到預定動能的加速裝置。加速裝置可以包括至少一個加速電極，用於產生電場以將離子源產生的離子加速到預定動能。上述方法可包括使用加速裝置將(例如通過用於離子化樣品材料的雷射器產生的)離子加速到預定動能，例如對離子源產生的離子脈衝進行加速。在任何上述方面中離子源可以包括用於保持要被離子源離子化的樣品材料的樣品保持裝置。樣品保持裝置可以包括試樣板，用於以一個或更多個「試樣斑(spot)」的形式保持樣品材料。樣品保持裝置可以包括用於承載試樣板的試樣板載架。試樣板優選地構造成從離子源去除而試樣板載架可以不可移除地安裝在離子源中。在任何上述方面中，離子源優選地包括外殼，例如用於容納加速裝置和/或樣品保持裝置。該外殼優選地構造成被排空，即構造成包含真空。在任何上述方面中，質譜儀可以包括用於選取要檢測的離子的一個或更多個離子柵。
在任何上述方面中，質譜儀可以包括反射器。反射器是離子鏡，其在使用中將離子脈衝中的離子在離子源的方向上反射回到離子檢測器，離子檢測器在離子已被反射後檢測離子。使用反射器的一個優點在於，與使用線性離子檢測器相比，反射器通常產生更高的質量解析度(且因此產生更好的質量精度)，雖然通常會具有低的最大質量範圍。在任何上述方面中，質譜儀可以包括其中布置有離子源和離子檢測器的飛行管(flight tube)。其他部件，例如反射器，也可以布置在該飛行管中。飛行管優選地在質譜儀使用時被抽成真空。在任何上述方面中，質譜儀可以是TOF質譜儀。由此，例如，在每個獲得周期中，離子源可以產生樣品材料的離子脈衝(例如通過雷射器將光脈衝發射到樣品材料上)，以使離子檢測器檢測到樣品材料的離子。TOF質譜儀可以是MALDI TOF質譜儀。本發明還包括所述方面和優選特徵的任意組合，但這種組合明顯不被允許或者明確要避免之處除外。附圖簡述這些提議的實施方式在以下參考附圖論述，在圖中

圖1是示出在本發明的開發之前本發明人使用的TOF質譜儀構造的示意圖。圖2是示出「模擬電子噪聲」的示例的質譜。圖3是示出「數字電子噪聲」的示例的質譜。圖4是示出在本發明的開發之後本發明人使用的TOF質譜儀構造的示意圖。圖5-7圖示了將多個「信號」獲得周期與多個「噪聲」獲得周期交錯的不同方式。圖8圖示了如何在段中獲得噪聲質譜數據。圖9-11是圖示了從質譜數據消除了 「模擬電子噪聲」的質譜。圖12-14是圖示了從質譜數據消除了 「數字電子噪聲」的質譜。
具體實施例方式圖1是示出在本發明的開發之前本發明人使用的包括有質譜儀100的TOF質譜儀構造的示意圖。圖1所示的質 譜儀100具有用於產生樣品材料的離子脈衝的離子源110和用於檢測離子源110產生的樣品材料的離子的離子檢測器120。離子源110和離子檢測器120位於抽成真空的飛行管130中。離子源110包括雷射器112，雷射器112用於通過將(優選地UV)光的脈衝發射到樣品材料上以尚子化樣品材料。在MALDI TOF質譜僅中，樣品材料可以被包括在樣品材料和吸收光線的基質的結晶混合物。雷射器112在被從與其相關聯的高壓電源114供給高壓脈衝(典型地為±lkV或更大)時發射光脈衝。在現代質譜儀中，雷射器112可以是固態雷射器，能夠實現高的重複率，例如為IkHz或更大。因為TOF質譜測定法是一種脈衝技術，該技術中產生的是單個的脈衝的離子而不是連續流的離子，在使用中被供給高壓脈衝的其他部件可位於飛行管130中。例如，用於選取要由離子檢測器120檢測的離子的離子柵140可以位於飛行管130中。離子柵140在被從與其相關聯的高壓電源144供給高壓脈衝(典型地±500V，雖然能夠用更大的電壓)時，通過產生電場以使不希望的離子偏轉背離離子檢測器120的方向而選取要由離子檢測器120檢測的離子。離子柵可以例如包括交錯的導線。當離子柵140打開或閉合時，高壓電源144通常以非常高的速度切換，優選地以約IOns或更小的時間間隔。質譜儀100也可以反射器150。反射器150是離子鏡，該離子鏡將離子脈衝中的離子在離子源Iio的方向上反射回以由離子檢測器120檢測。質譜儀100還具有用於基於離子檢測器120的輸出產生質譜數據的電子設備，該電子設備優選地位於預處理單元160(或者「瞬態記錄器」)中。用於產生質譜數據的電子設備包括模擬輸入段162，用於調節離子檢測器120的輸出；模數轉換器164，用於以高速率(典型地數字轉換點之間小於I納秒(ns))將離子檢測器120的(如模擬輸入段162調節的)輸出數位化；和存儲器166，用於在將·代表樣品材料的離子的質量/電荷比率的信號質譜數據被傳送到諸如計算機的外部處理單元(未示出)之前存儲信號質譜數據。預處理單元160還包括定時電子設備168，用於使質譜儀100的一個或更多個部件按照觸發信號操作和/或用於使質譜儀(的例如模數轉換器)產生的數據與觸發信號同步。觸發信號可以表明質譜儀內觸發事件的發生，例如用於離子化樣品材料的雷射器的發射。使用中，質譜儀100執行一個或更多個信號獲得周期，在該信號獲得周期中，離子源Iio用以產生樣品材料的離子脈衝以便使樣品材料的離子隨後由離子檢測器120檢測至IJ。優選地，在每個信號獲得周期期間，離子脈衝由雷射器112將光脈衝發射到樣品材料上產生，其中離子化的樣品材料被加速電極(未示出)加速到預定動能。離子檢測器120的輸出被輸送到預處理單元160中的用於產生質譜數據的電子設備，預處理單元160調節並數位化所述輸出，然後在一個或更多個信號獲得周期期間基於被調節和數位化的輸出信號將代表樣品材料離子的質量/電荷比率的質譜數據存儲在存儲器166中。在一個或更多個獲得周期中收集的質譜數據可以被繪製為質譜，該質譜示出幅度針對飛行時間或質量/電荷比率，其中幅度代表對於規定飛行時間或質量/電荷比率，由檢測器檢測的離子的數目。對於大體上所有質譜儀，例如圖1中所示的質譜儀100，產生的質譜數據將通常包含除離子化的樣品材料的信號之外的不需要的噪聲。該噪聲能夠將其表現為質譜中的額外的峰和/或作為背景信號。理想地，在質譜數據中消除全部的噪聲，從而使得信噪比最大化，並且甚至能夠測量樣品材料的最弱的信號。質譜儀產生的質譜數據中的噪聲在本質上可以是隨機的或系統的。根據定義，隨機噪聲在每次獲得質譜數據時是不同的，因此，信噪比水平能夠僅通過在多個獲得周期上獲得質譜數據而得以提高。在許多個獲得周期上獲得的質譜數據可例如被一起平均化。對於質譜儀，這是常規做法，並且質譜數據通常被獲得或累積直到信噪比達到可接受的值或不再進一步提高為止。然而，僅通過獲得更多的質譜數據或通過執行更多的獲得周期，系統噪聲不能降低為可接受的水平以獲得期望的信噪比。TOF質譜儀產生的質譜數據中的系統噪聲的兩個主要來源可被稱為「離子噪聲」和「電子噪聲」，並且將參考圖1中所示的質譜儀100說明。「離子噪聲」在質譜儀100內以被檢測的額外的離子信號的形式產生。這種噪聲可以是化學噪聲或背景噪聲，並且僅在雷射器112發射時以及當樣品材料離子化時產生，因而難以將該噪聲從源自樣品材料離子的真實信號區分開。「電子噪聲」通常在電子電路中產生在離子檢測器120和預處理單元160之間及在其內產生。電子噪聲能夠通過該電子噪聲是在信號進入預處理單元160之前還是之後產生而被廣泛地分類。在預處理單元160外部產生的噪聲可稱為「模擬電子噪聲」，而在預處理單元160內部產生的噪聲可稱為「數字電子噪聲」。「模擬電子噪聲」可由模似電子電路引起，並且通常在檢測器120的輸出信號進入預處理單元160之前被添加到質譜數據。圖2是示出「模擬電子噪聲」的示例，該「模擬電子噪聲」能夠例如通過提供給離子柵140的高壓脈衝產生，離子柵140被用以阻擋或取消不需要的離子到達離子檢測器120。例如來自離子柵140的導線的電子噪聲可在抽成真空的飛行管130內部被輻射，並且能夠在離子柵140布置為過於接近離子檢測器120或未被非常良好地遮擋時被拾取到離子檢測器120的輸出信號中。模擬電子噪聲還可以經過用於高壓電源的電源和引線被拾取，在使用中該高壓電源供給高壓脈衝，例如與離子柵140關聯的高壓電源144。模擬電子噪聲在本質上為系統性的，但從一個獲得周期到另一獲得周期 將略微變化。由於通常不涉及預處理單元160的時鐘，因此一般模擬電子噪聲與獲得周期之間的時間差之間無任何關係。模擬電子噪聲還可以由操作質譜儀的一個或更多個馬達引起。「數字電子噪聲」可以由用於產生質譜數據的電子設備引起，該電子設備優選地位於預處理單元160中。該噪聲可源於位於輸入側上的在模數轉換器164之前的模似電子設備。數字電子噪聲也可在預處理單元160的數字電子設備中產生。因此，與模擬電子噪聲相比，數字噪聲是更為系統性的，例如是規則的或周期性的。數字電子噪聲通常具有與預處理單元160的時鐘的二進位倍數(binary multiples)相關的特性。特別地，數字電子噪聲的形狀總是在預處理單元160的8、16、32和64個時間間隔後重複。圖3是示出「數字電子噪聲」的示例的質譜，其中能夠清楚地看到與預處理單元160的時間間隔(「箱」)的二進位倍數相對應的重複(或周期性)結構。本發明人已經指出，與隨機噪聲不同，系統噪聲不管其是在預處理單元外產生(模擬電子噪聲)或是在預處理單元內產生(數字電子噪聲)並不隨因獲得更多的質譜數據而平均化為零。因此，系統噪聲可能表現為質譜中的額外峰，其能夠與離子化的樣品材料的峰混淆，或甚至遮蔽來自離子化樣品材料的峰。最佳情況下，系統噪聲降低信噪比。最壞情況下，系統噪聲能夠完全中斷來自離子化的樣品材料的信號的檢測。在這兩者中的每一個例子中，效果在於降低質譜儀的靈敏度。圖4是示出在本發明的開發之後本發明人使用的包括有質譜儀200的TOF質譜儀構造的示意圖。圖4中所示的質譜儀200的多數特徵與圖1中所示的質譜儀100的特徵相同。這些特徵已被賦予相應的附圖標記並且不必進一步詳細論述。圖4所示的質譜儀200和圖1所示的質譜儀100之間的差異在於圖4所示的質譜儀200的預處理單元260具有第二存儲器267和減法單元270。使用中，質譜儀200執行一個或更多個信號獲得周期，其中離子源210用以產生樣品材料的離子的脈衝，以使來自該脈衝的離子隨後由離子檢測器220檢測到。來自離子檢測器220的輸出被輸送到預處理單元260，預處理單元260調節並數位化所述輸出，然後在一個或更多個信號獲得周期期間基於調節的且數位化的輸出信號將代表樣品材料的離子的質量/電荷比率的信號質譜數據存儲到第一存儲器266中。這與圖1中所示的質譜儀100的操作非常類似。使用中，質譜儀200還執行一個或更多個噪聲獲得周期，在該噪聲獲得周期中，離子檢測器220不檢測離子源210的任何離子。優選地，所述噪聲獲得周期或每個噪聲獲得周期與所述信號獲得周期或每個信號獲得周期大致相同，不同之處在於在所述噪聲獲得周期或每個噪聲獲得周期中，雷射器212不發射以離子化樣品材料或離子源210產生的樣品材料的離子被阻止到達離子檢測器220，例如使用離子柵240。離子檢測器220的輸出信號被輸送到預處理單元210，預處理單元210調節並數位化該輸出信號，然後在一個或更多個噪聲獲得周期期間基於調節的且數位化的輸出信號將代表質譜儀中的噪聲的噪聲質譜數據存儲在第二存儲器267中。接著，減法單元270從信號質譜數據減去噪聲質譜數據以產生代表樣品材料的離子的質量/電荷比率的、修改的信號質譜數據。以這種方法，與最初獲得的信號質譜數據相t匕，修改的信號質譜數據能夠具有下降的系統噪聲。在每個獲得周期中收集的修改的信號質譜數據可以被繪製為質譜，該質譜示出幅度針對飛行時間或幅度針對質量/電荷比率，其中幅度代表對於規定飛行時間或質量/電荷比率由檢測器檢測的離子的數目。隨著獲得更多的信號質譜數據和噪聲質譜數據，系統噪聲一般將被平均化為相同的值。因此，如果使用足夠數量的噪聲獲得周期獲得噪聲質譜數據，噪聲質譜數據將具有非常類似於信號質譜數據中的噪聲的特性，因此能夠被從信號質譜數據減去以產生具有改進的信噪比的修改的信`號質譜數據。噪聲質譜數據的獲得能夠在相對於信號質譜數據的不同時間進行，或者其能夠同時進行，例如通過使噪聲獲得周期與信號獲得周期交錯來進行，如以下將參考圖5-7說明的。優選地，從信號質譜數據減去噪聲質譜數據在預處理單元中執行，諸如圖4中的質譜儀中所示的預處理單元260。然而，在其它實施方式中，該減法可以在用於分析質譜數據的處理單元諸如計算機中執行。例如，在一些實施方式中，圖1所示的質譜儀可以構造成獨立地獲得信號質譜數據以及存儲器166中的噪聲質譜數據並且將所述數據傳送到單獨的處理單元，其也可以是用於分析質譜數據的處理單元，單獨的處理單元構造成從信號質譜數據減去噪聲質譜數據。雖然與現有質譜儀相比，獨立地且在不同時間獲得噪聲質譜數據和信號質譜數據以及在單獨的處理單元中從信號質譜數據中減去噪聲質譜數據能夠提供明顯的性能提高，這樣做存在一些缺陷。在還用於分析質譜數據的處理單元中對信號質譜數據和噪聲質譜數據積累和做減法的第一個缺陷在於收集噪聲質譜數據和信號質譜數據之間的時間越長，則信號質譜數據中的噪聲與噪聲質譜數據中的噪聲特性相差越遠。這是因為，例如供電電壓、溫度及其他物理和電子參數能夠隨時間漂移。另外，質譜儀中的設置能夠在樣品之間或在不同的工作模式之間變化，並且即使設置回用於原來光譜的值，噪聲能夠以略不同於收集信號質譜數據時的噪聲的方式變化。理想地，噪聲波譜和信號波譜將被同時獲得。在實行中，這能夠在質譜儀構造成在連續的獲得周期執行信號獲得周期和噪聲獲得周期完成，信號獲得周期與噪聲獲得周期交錯，所獲得的信號質譜數據和噪聲質譜數據被獨立地存儲，例如存儲在圖4中所示的分開的存儲器266和270中。圖5-7圖示了將多個信號獲得周期與多個噪聲獲得周期交錯的不同方式。例如，信號獲得周期和噪聲獲得周期能夠如圖5所示交替地執行。作為另一示例，如圖6所示，多個噪聲獲得周期能夠在信號獲得周期之間執行，其中對於每個信號獲得周期執行兩個噪聲獲得周期。作為再一示例，信號獲得周期和噪聲獲得周期能夠如圖7所示以小組執行，其中四個信號獲得周期後執行四個噪聲獲得周期等等。在從信號質譜數據減去噪聲質譜數據前，噪聲質譜數據和/或信號質譜數據的幅度優選地根據各個獲得周期的數目而縮放。在同樣用於分析質譜數據的處理單元中對信號質譜數據和噪聲質譜數據累積和做減法的第二缺陷在於執行噪聲質譜數據的獲得和減法花費的時間會明顯地增加到執行實驗的總時間。例如，當在計算機中執行時，對於合理的質量範圍，傳送和處理信號質譜數據以及噪聲質譜數據能夠花費若干秒。例如，數千個道爾頓(Daltons)的質量範圍可以相當於多於lOOus，即100微秒，甚高分辯率的預處理單元以若干GHz的採樣速率運行，這能夠需要在計算機中的上百萬的各個計算。另外，如果由預處理單元進行減法，僅存在一組質譜數據(修改的信號質 譜數據)要被傳送到計算機並在計算機中處理。圖8圖示了如何在段中獲得噪聲質譜數據。在圖8圖示的示例中,在四個段(圖8中標示為1、2、3和4)中來獲得噪聲質譜數據。在至少一個各自的噪聲獲得周期(在圖8中標示為lb、2b、3b和4b)期間，每個段的噪聲質譜數據基於離子檢測器的輸出在多個時間段(在圖8中標示為la、2a、3a和4a)中的各自的一個上獲得。多個時間段中的每一個對應於質譜儀中的離子的各自的飛行時間範圍，因此所獲得的每個段的噪聲質譜數據代表質譜儀中在各自的質量/電荷比率範圍上的噪聲。在圖8所示的示例中，通過在存儲器(例如，諸如圖4中所示的第二存儲器267)中累積在每個噪聲獲得周期期間產生的成段的噪聲質譜數據，成段的噪聲質譜數據被組合以形成代表在整個質量/電荷比率範圍上質譜儀中的噪聲的複合噪聲質譜數據。「有效」的噪聲獲得周期數目等於噪聲獲得周期的總數除以段數。在圖8所示的示例中，通過在每個噪聲獲得周期期間不使雷射器發射(並因此不產生任何的樣品材料的離子)來實施噪聲獲得周期，但如上所說明的，噪聲獲得周期能夠以其它方式實施，例如通過產生樣品的材料離子但阻止那些離子被離子檢測器檢測到。在多個段中獲得噪聲質譜數據的優點在於能夠降低(噪聲)獲得周期之間的時間，因為本發明人已經發現，在實踐中，將代表在整個質量/電荷比率範圍上的質譜儀中的噪聲的噪聲質譜數據(例如通過累積)存儲到存儲器中花費的時間要比早先產生噪聲質譜數據花費的時間長，例如因為存儲噪聲質譜數據花費的時間比質譜儀中的離子的飛行時間長。在多個段中獲得噪聲質譜數據能夠起作用，因為系統噪聲總體上並不會在獲得周期之間明顯變化。
示例數據圖9-11是圖示了從質譜數據消除「模擬電子噪聲」的質譜。該數據使用圖1所示類型的質譜儀產生，其中計算機(圖1未示出)構造成從信號質譜數據減去噪聲質譜數據。圖9是示出使用TOF質譜儀產生的信號質譜數據的質譜，該TOF質譜儀的雷射器在100個信號採集周期中每一個中發射，以產生樣品材料的離子的脈衝。在圖9中所示的質譜中，能夠看到主要的兩組的峰A和B，其中已知峰A是由樣品材料的離子產生的「離子」峰，峰B是由位於質譜儀的離子檢測器附近的拾取高壓脈衝(在數10納秒的上升時間內具有若干千伏(Kv)的幅度)的電子裝置產生的「噪聲」峰。噪聲峰B的幅度要高於離子峰A的幅度，並且還寬得多。這種峰可易於遮蔽具有相同飛行時間的真實離子峰。圖10是示出用相同TOF質譜儀產生的噪聲質譜數據的質譜，該TOF質譜儀的雷射器並不在100個噪聲獲得周期中的每一個中發射。除雷射器在100個噪聲獲得周期中的每一個中不發射使得不產生樣品材料的離子之外，噪聲獲得周期與信號獲得周期相同。在圖10所示的質譜中,僅能夠觀察到噪聲峰B。 圖11是示出通過從信號質譜數據(圖9中所示)減去噪聲質譜數據(圖10中所示)產生的修改的信號質譜數據的質譜。該減法通過將噪聲質譜數據的每個飛行時間「箱」的為毫伏(mV)的幅度從信號質譜數據的相應的飛行時間「箱」中減去而實現。在圖11中所示的質譜中，噪聲峰B的幅度被減小約50的因子。任何具有與噪聲峰B相同的飛行時間的離子信號現在將被清楚地看到。在總計100個獲得中，噪聲被平均化為非常近似相同的水平，以使在減去噪聲後，在修改的信號質譜中僅餘留低水平的殘留噪聲。圖12-14是圖示了從質譜數據消除了 「數字電子噪聲」的質譜。圖12示出了圖示以與圖9中相同的方法產生的信號質譜數據的質譜。然而，在圖12中所示的信號質譜數據中，基準線(預處理單元的模數轉換器的輸入端處的DC水平)已被人為地升高，使得數字結構比通常情況更為明顯。在圖12所示的質譜中，存在峰X和峰Y兩組強度不同的「離子」峰。組Y非常弱，並且在背影數字噪聲之上僅僅是可見的。圖13是示出以與圖10相同的方法產生的噪聲質譜數據的質譜。執行相同數目的信號獲得周期和噪聲獲得周期以產生圖12和13中的質譜。在圖13所示的噪聲質譜中，僅數字噪聲可見。圖14是示出通過從信號質譜數據(圖12中所示)減去噪聲質譜數據(圖13中所示)產生的修改的信號質譜數據的質譜。在圖14所示的質譜中，信噪比的改進是非常明顯的。與圖12所示的信號質譜相t匕，數字噪聲背影被減小近似10倍，使得離子峰的各個同位素(isotope)比信號質譜中的更為明顯。對於弱的離子峰Y，先前被噪聲遮蔽的等同性是明顯的。在圖14所示的質譜中，減去數字電子噪聲較之於現有的儀器的優點是非常明顯的。在現有儀器中，預處理單元通常被調節，使得數字噪聲在信號譜中不明顯。這通過在預處理單元的輸入端之前將小的負偏移施加到離子檢測器的輸出信號來實現，預處理單元進而僅測量正的信號水平。在上面給出的示例中，由噪聲遮蔽的峰不能夠被記錄到並且將從數據中丟失。由此，基於上述示例，本發明能夠提供近似10倍的靈敏度的改進。
當在本說明書和權利要求書中使用時，術語「包括」及其變形意味著指定的特徵、步驟或者整體被包括。所述術語並不被闡釋為排除其它特徵、步驟或整體的存在。在上文說明書中、或在以下權利要求書中、或在附圖中公開的特徵被以它們的具體形式或者依據執行所公開的功能的裝置、或用於實現所公開的結果的方法或過程，並且適當地可以獨立地或以這種特徵的任意組合被用以通過其多種形式實現本發明。雖然已經結合上述的示例性實施方式說明了本發明，但在給定本公開時，在不偏離所公開的寬泛構思的情況下，許多等同修改和變形對於本領域技術人員將是明顯的。因此，許可專利的範圍意圖僅由所附權利要求，如參考說明書和附圖所說明的，而不受本文描述的實施方式的局限性限制。例如，一些附圖示出通過在每個噪聲獲得周期期間不觸發雷射器的發射(且因此不產生任何的樣品材料離子)來執行噪聲獲得周期，但如上所述，噪聲獲得周期能夠以其它方式執行，例如通過產 生樣品材料的離子但阻止那些離子被離子檢測器檢測到。
權利要求
1.使用具有離子源和離子檢測器的質譜儀生成質譜數據的方法，其中，所述方法包括: 在至少一個信號獲得周期中，基於所述離子檢測器的輸出獲得代表樣品材料的離子的質量/電荷比率的信號質譜數據，在所述至少一個信號獲得周期中，通過所述離子檢測器檢測由所述離子源產生的樣品材料的離子；以及 從所述信號質譜數據減去代表所述質譜儀中的噪聲的噪聲質譜數據以產生修改的代表所述樣品材料的離子的質量/電荷比率的信號質譜數據。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述方法包括在至少一個噪聲獲得周期期間，基於所述離子檢測器的輸出獲得代表所述質譜儀中的噪聲的所述噪聲質譜數據。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，在所述至少一個噪聲獲得周期中，所述離子檢測器不檢測來自所述離子源的任何離子。
4.根據權利要求2或者3所述的方法，其中，在所述至少一個噪聲獲得周期中，所述離子源不產生任何樣品材料的離子，或者所述離子源產生樣品材料的離子但是所述離子源產生的離子被阻止由所述離子檢測器檢測到。
5.根據權利要求2至4中任一項所述的方法，其中，所述噪聲獲得周期或每個噪聲獲得周期和所述信號獲得周期或每個信號獲得周期包括以下中的一個或多個產生一個或更多個高壓脈衝；將一個或更多個高壓脈衝供給到所述質譜儀的一個或更多個部件；以及操作所述質譜儀的一個或更多個馬達。
6.根據權利要求2至5中任一項所述的方法，其中所述噪聲獲得周期或每個噪聲獲得周期和所述信號獲得周期或每個信號獲得周期優選地包括基於所述離子檢測器的輸出操作用於生成質譜數據的電子設備。
7.根據權利要求2至6中任一項所述的方法，其中所述噪聲獲得周期或每個噪聲獲得周期與所述信號獲得周期或每個信號獲得周期大致相同，不同之處在於，在所述噪聲獲得周期或每個噪聲獲得周期中，所述離子源不用於產生任何樣品材料的離子，或者所述離子源用來產生樣品材料的離子但是由所述離子源產生的離子不被所述離子檢測器檢測。
8.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中從所述信號質譜數據減去的所述噪聲質譜數據是預存儲的噪聲質譜數據或者是基於預存儲的噪聲質譜數據，所述預存儲的噪聲質譜數據在獲得所述信號質譜數據之前被儲存。
9.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中在多個所述信號獲得周期期間基於所述離子檢測器的輸出獲得所述信號質譜數據，和/或在多個所述噪聲獲得周期期間基於所述離子檢測器的輸出獲得所述噪聲質譜數據。
10.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述方法包括在多個段中獲得所述噪聲質譜數據，每個段的噪聲質譜數據代表在各自的質量/電荷比率範圍上的所述質譜儀中的噪聲並且在至少一個各自的噪聲獲得周期期間基於所述離子檢測器的輸出獲得。
11.根據權利要求9所述的方法，進一步包括從所述信號質譜數據減去所述多個段的噪聲質譜數據，以產生修改的代表所述樣品材料的離子的質量/電荷比率的信號質譜數據。
12.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中在所述質譜儀的連續的周期中執行多個信號獲得周期和多個噪聲獲得周期，其中所述連續的周期之間的時間差為I秒或更小，更優選地為100毫秒或更小，更優選地為10毫秒或更小，更優選地為I毫秒或更小，更優選地為100微秒或更小。
13.根據前述權利要求中任一項所述的方法，多個信號獲得周期與多個噪聲獲得周期交錯。
14.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述方法包括根據用以獲得所述數據的獲得周期的數量縮放所述信號質譜數據和/或所述噪聲質譜數據。
15.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述方法包括在與用於分析信號質譜數據的處理單元連接的預處理單元中從所述信號質譜數據減去所述噪聲質譜數據。
16.根據權利要求15所述的方法，其中所述方法包括在所述預處理單元中獲得所述信號質譜數據和/或所述噪聲質譜數據。
17.根據權利要求15或者16所述的方法，其中所述方法包括將所述信號質譜數據存儲在所述預處理單元中的第一存儲器中，以及將所述噪聲質譜數據存儲在所述預處理單元中的第二存儲器中。
18.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述離子源包括雷射器，所述雷射器用於將光發射到樣品材料以離子化所述樣品材料。
19.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述離子源是MALDI離子源。
20.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述質譜儀是TOF質譜儀。
21.一種質譜儀，具有 離子源，所述離子源用於生成樣品材料的離子； 離子檢測器，所述離子檢測器用於檢測由所述離子源產生的樣品材料的離子； 第一數據獲得裝置，所述第一數據獲得裝置用於在至少一個信號獲得周期中，基於所述離子檢測器的輸出獲得代表樣品材料的離子的質量/電荷比率的信號質譜數據，在所述至少一個信號獲得周期中，通過所述離子檢測器檢測由所述離子源產生的樣品材料的離子；以及 減法裝置，所述減法裝置用於從由所述第一數據獲得裝置產生的信號質譜數據減去代表所述質譜儀中的噪聲的噪聲質譜數據，以產生修改的代表所述樣品材料的離子的質量/電荷比率的信號質譜數據。
22.根據權利要求21所述的質譜儀，其中所述質譜儀具有第二數據獲得裝置，所述第二數據獲得裝置用於在至少一個噪聲獲得周期期間基於所述離子檢測器的輸出獲得代表所述質譜儀中的噪聲的所述噪聲質譜數據。
全文摘要
本發明涉及通過從代表樣品材料的離子的質量/電荷比率的信號質譜數據減去代表質譜儀中的噪聲的噪聲質譜數據而用質譜儀生成質譜數據的方法和設備。這產生了修改的代表樣品材料的離子的質量/電荷比率的信號質譜數據。該方法包括獲得以及減去代表質譜儀中的噪聲的噪聲質譜數據或替代地減去來自預獲得或者預存儲的噪聲質譜數據的噪聲質譜數據。實施方式表明與原獲得的信號質譜數據相比較降低的噪聲以及特別地降低的系統噪聲。
文檔編號H01J49/40GK103053005SQ201180037793
公開日2013年4月17日 申請日期2011年7月28日 優先權日2010年8月2日
發明者安德魯·鮑德勒 申請人:奎託斯分析有限公司