[发明专利]处理图像电荷/电流信号的方法和离子分析器装置

说明书

本发明涉及用于处理在离子分析器装置内进行振荡运动的离子的图像电荷/电流信号的装置和方法。所述方法包括：获得所述图像电荷/电流信号(20a‑20e)在时域中的记录。然后，由信号处理单元确定周期信号分量在记录的信号内的周期(T)的值。随后，将所述记录的信号分段成多个连续的时间片段[0；T]，其持续时间对应于所述周期(T)。然后，在定义所述周期(T)的第一时间维度(t₁)中共配准这些时间片段。然后，沿着横向于所述第一时间维度(t₁)的第二时间维度(t₂)分离经共配准的时间片段。这生成共同定义二维(2D)函数的时间片段的堆栈。所述二维(2D)函数在所述第一时间维度中的堆栈上变化，并且同时沿着所述第二时间维度中的堆栈变化。

技术领域

本发明涉及用于图像电荷/电流分析的方法和装置以及一种用于图像电荷/电流分析的离子分析器装置，并且特定而言(但不是唯一地)，涉及由离子迁移率分析器、电荷检测质谱仪(CDMS)或离子阱装置生成的图像电荷/电流信号的分析，诸如：离子回旋加速器、Orbitrap^RTM、静电线性离子阱(ELIT)、四极离子阱、轨道频率分析器(OFA)、平面静电离子阱(PEIT)或其他离子分析器装置，以用于在其中生成振荡运动。

背景技术

一般来说，离子阱质谱仪通过捕获离子来工作，使得捕获的离子进行振荡运动，例如，沿着线性路径或环形轨道前后运动。离子阱质谱仪可以产生磁场、电动力场或静电场，或者这些场的组合来捕获离子。如果是使用静电场捕获离子，那么离子阱质谱仪通常被称为“静电”离子阱质谱仪。

一般来说，离子阱质谱仪中捕获离子的振荡频率取决于离子的质荷(m/z)比，因为与m/z比小的离子相比，m/z比大的离子通常需要更长的时间来执行振荡。使用图像电荷/电流检测器，有可能非破坏性地获得表示在时域中进行振荡运动的捕获离子的图像电荷/电流信号。这个图像电荷/电流信号可以例如使用傅立叶变换(“FT”)被转换到频域。由于被捕获离子的振荡频率取决于m/z，所以频域中的图像电荷/电流信号可以被视为提供关于被捕获离子的m/z分布的信息的质谱数据。

在质谱分析中，在离子分析器装置(例如，离子阱)内进行振荡运动的一个或多个离子可以感应图像电荷/电流信号，该图像电荷/电流信号可被为此目的配置的装置的传感器电极检测到。一种用于分析这种图像电荷/电流信号的成熟方法是执行时域信号到频域的变换。为此目的，最流行的变换是傅立叶变换(FT)。傅立叶变换将时域信号分解成正弦分量，每个分量具有特定的频率(或周期)、幅度和相位。这些参数与被测图像电荷/电流信号中存在的周期分量(频率分量)的频率(或周期)、幅度和相位有关。这些周期分量的频率(或周期)可以很容易地与相应离子种类的m/z值或其质量(如果其电荷状态已知)相关。利用这些原理的质谱仪被称为傅里叶变换质谱仪，该领域本身被称为傅里叶变换质谱法(FTMS)。

两种流行的FTMS离子阱是傅里叶变换离子回旋共振阱(FTICR)和Orbitrap^RTM。前者使用磁场捕获离子，而后者使用静电场捕获离子。两个阱均生成谐波图像电荷/电流信号。其他类型的FTMS离子阱被配置成生成非谐波图像电荷/电流信号。FTICR通常采用超导体磁场来进行离子捕获，而在“Orbitrap^RTM”中，离子被静电场捕获，从而以螺旋轨迹围绕中心电极循环。离子阱质谱仪的另一个已知示例是轨道频率分析器(OFA)，见述于Li Ding和Aleksandr Rusinov等人在Anal.Chem.2019,91,12,7595-7602的“High-CapacityElectrostatic Ion Trap with Mass Resolving Power Boosted by High-OrderHarmonics”。离子阱质谱仪的另一个已知示例是Zajfman等人在WO02/103747(A1)中公开的静电离子束阱(“EIBT”)。在EIBT中，离子通常沿着线性路径来回振荡，因此这种离子阱也被称为“静电线性离子阱”(ELIT)。