[发明专利]被配置为产生图像电荷/电流信号的设备及其调谐方法

说明书

本发明提供被配置为产生图像电荷/电流信号的设备及其调谐方法。设备被配置为产生表示经历振荡运动的俘获离子的图像电荷/电流信号，设备包括：静电离子阱；图像电荷/电流检测器，被配置为获得表示在静电离子阱中经历振荡运动的俘获离子的图像电荷/电流信号。图像电荷/电流检测器包括一个或多个拾取电极，一个或多个拾取电极被配置为获得图像电荷/电流信号。一个或多个拾取电极被布置成检测由具有给定质/荷比m的离子在各信号周期T_sig(m)内所引起的两个信号脉冲。一个或多个拾取电极进一步被布置成使得：两个信号脉冲之间的时间间隔Δt_sep(m)满足预定条件，以抑制图像电荷/电流信号内的预定n次谐波，n是1或更大的整数。

技术领域

本发明涉及被配置为产生表示经历振荡运动的俘获离子的图像电荷/电流信号的设备。

背景技术

利用离子的非谐波振荡的用于质量分析的静电离子阱是已知的。

例如，WO2012/116765A1公开了利用离子的非谐波振荡的各种形式的静电离子阱。

静电离子阱中的离子可以根据离子阱的结构来进行谐波振荡或非谐波振荡。一般而言，谐波振荡可被理解为产生振幅A随时间t而改变的信号作为A(t)＝A₀sin(ft+a)的振荡，其中f和a分别对应于振荡的频率和相位。而非谐波振荡可被理解为产生振幅行为偏离正弦函数的信号的振荡。

基于离子的非谐波振荡而在静电离子阱中检测到的图像电荷信号产生包括具有与离子振荡的频率相对应的频率的多个谐波的复杂频谱。如果正在研究相对较宽范围的离子质量，则与不同离子质量相对应的谐波在频谱中可能彼此重叠。因此，在离子振荡的频率可以与离子的质荷比有关之前，例如通过抑制不想要的谐波，频谱的一个或多个谐波阶次通常需要被破译或被去除。例如，在从频谱中清除了二次谐波和四次谐波之后，可以获得仅包括与可被明确地转换成质谱的各离子质量的三倍频率相对应的三次谐波的频谱(只要质量范围没有大到其它谐波与三次谐波重叠即可)。在频谱中观察更高次谐波(即，H_n，其中n＝2或更大)的好处是，在不会增加被测信号的持续时间的情况下，(与基频H₁相比，也称一次谐波频率)提供更高的质量分辨率。

提出了各种方法来从非谐波信号获得质谱。

EP2642508A2公开了一种线性组合方法，其需要N+1个拾取电极来从频谱中消除N个谐波。缺点是需要数个电极和各自的信号测量(放大器数量、数据获取系统和数据大小的成比例增加)的要求。另一缺点是该方法不能应对等分离子的频率。此外，在进行线性组合之后，信噪比(S/N)可能劣化。

EP2779206A2公开了如下的方法，该方法包括：对频域中的图像电荷/电流信号中的多个峰中的各峰应用有效性测试，其中对频域中的图像电荷/电流信号中的峰应用有效性测试包括：判断与该峰相关联的相位角是否满足预定条件。该方法还包括：形成新的图像电荷/电流信号，该新的图像电荷/电流信号包括表示通过了有效性测试的一个或多个峰的数据；以及排除表示未通过有效性测试的一个或多个峰的数据。

WO2017162779A1公开了信号的定向正交投影。该技术需要实质后处理工作以及一个或一组校准信号。该方法针对来自频谱的各峰定义离子频率候选，然后使用校准信号和随后的输出各频率候选的强度的线性方程求解系统来生成针对各候选的信号。缺点是大量计算机资源，并且需要时间来获得质谱。

本发明是有鉴于上述考虑而设计的。

发明内容