本发明大体上涉及包含简化源控制接口的质谱法领域。
背景技术：
质谱法是一种分析化学技术，其可以通过测量气相离子的质荷比和丰度来识别存在于样品中的化学物质的量和类型。通常，离子源中产生的离子沿着从离子源到质量分析仪的路径行进。获得最佳结果常常需要调整控制离子源的大量设定，例如各种气流、温度、电流和其它项目。这可能常常需要对仪器和质谱法的专门的了解。所述系列的设定可能使得可能与关于其所获得的数据的个别仪器参数的效应相比更了解其样品和其数据要求的用户害怕质谱法的使用。由此，需要一种用以配置包含简化源控制接口的质谱仪器的新的系统和方法。
技术实现要素：
在第一方面中，一种具有简化控制接口的质谱系统可包含处理器和存储器。存储器可包含指令，所述指令在执行时致使所述处理器执行以下步骤：提供包含多个调整元件的用户接口，所述调整元件用于调整至少一个结果有效参数或至少一个样品描述参数；基于所述至少一个结果有效参数和所述至少一个样品描述参数确定多个仪器控制参数；以及在根据所述多个仪器控制参数操作时分析样品。
在第一方面的各种实施例中，所确定的仪器控制参数的数目可大于结果有效参数和样品描述参数的数目。
在第一方面的各种实施例中，所述至少一个结果有效参数可包含所要敏感度。
在第一方面的各种实施例中，所述至少一个样品描述参数可包含样品溶剂的挥发性或目标化合物的稳定性。
在第一方面的各种实施例中，仪器控制参数可包含雾化气流、去溶剂化气流、吹扫气流、去溶剂化气体温度、离子入口温度、喷射电压、源碰撞诱导解离，或其任何组合。
在第一方面的各种实施例中，调整元件可包含滑块、旋钮或其任何组合。
在第二方面中，一种用于操作具有简化控制接口的质谱系统的方法可包含：提供包含多个调整元件的用户接口，所述调整元件用于调整至少一个结果有效参数或至少一个样品描述参数；基于所述至少一个结果有效参数和所述至少一个样品描述参数确定多个仪器控制参数；以及在根据所述多个仪器控制参数操作时分析样品。
在第二方面的各种实施例中，所确定的仪器控制参数的数目可大于结果有效参数和样品描述参数的数目。
在第二方面的各种实施例中，所述至少一个结果有效参数可包含所要敏感度。
在第二方面的各种实施例中，所述至少一个样品描述参数可包含样品溶剂的挥发性或目标化合物的稳定性。
在第二方面的各种实施例中，仪器控制参数可包含雾化气流、去溶剂化气流、吹扫气流、去溶剂化气体温度、离子入口温度、喷射电压、源碰撞诱导解离，或其任何组合。
在第二方面的各种实施例中，调整元件可包含滑块、旋钮或其任何组合。
在第三方面中，一种用于操作具有简化控制接口的质谱系统的方法可包含：接收来自用户的敏感度/稳健性设定、溶剂挥发性设定、化合物稳定性设定或其任何组合；以及基于所接收的设定确定多个仪器控制参数。所述多个仪器控制参数可包含雾化气流、去溶剂化气流、吹扫气流、去溶剂化气体温度、离子入口温度或其任何组合。所述方法可进一步包含根据所述多个仪器控制参数设定质谱系统的流动速率和/或温度。
在第三方面的各种实施例中，所确定的仪器控制参数的数目大于所接收设定的数目。
在第四方面中，一种质谱系统可包含处理器和存储器。存储器可包含指令，所述指令在执行时致使所述处理器执行以下步骤：基于层析液体流动速率确定一个或多个仪器控制参数；提供包含一个或多个调整元件的用户接口，所述调整元件用于调整至少一个结果有效参数或至少一个样品描述参数；基于所述至少一个结果有效参数或至少一个样品描述参数确定仪器控制参数；以及在根据所述多个仪器控制参数操作时分析样品。
在第四方面的各种实施例中，所确定的仪器控制参数的数目大于结果有效参数和样品描述参数的数目。
在第四方面的各种实施例中，所述至少一个结果有效参数包含所要敏感度。
在第四方面的各种实施例中，所述至少一个样品描述参数包含样品溶剂的挥发性或目标化合物的稳定性。
在第四方面的各种实施例中，仪器控制参数包含雾化气流、去溶剂化气流、吹扫气流、去溶剂化气体温度、离子入口温度、喷射电压、源碰撞诱导解离，或其任何组合。
在第四方面的各种实施例中，调整元件包含滑块、旋钮或其任何组合。
附图说明
为了更加全面地理解本文中所公开的原理和其优点，现参考结合附随的图式和展示作出的以下描述，其中：
图1是根据各种实施例的示范性质谱系统的框图。
图2是根据各种实施例的示范性电喷射电离源的图。
图3a和3b是说明根据各种实施例的简化源控制接口的示范性选择元件的图式。
图4、5和6是说明根据各种实施例由于选择元件的设定而导致的仪器控制参数的移位的示范性曲线。
图7是说明根据各种实施例分析样品的示范性方法的流程图。
图8是说明示范性计算机系统的框图。
应理解，图式不一定按比例绘制，图式中的对象也不一定相对于彼此按比例绘制。图式是意图为本文中所公开的设备、系统和方法的各种实施例带来清晰性和理解的描绘。在可能的情况下，将贯穿图式使用相同的参考标号来指代相同或相似零件。此外，应了解，图式并不意图以任何方式限制本发明教示的范围。
具体实施方式
在本文和附随的展示中描述用于离子隔离的系统和方法的实施例。
本文中所用的章节标题仅用于组织目的并且不应理解为以任何方式限制所描述的主题。
在各种实施例的此详细描述中，出于解释的目的，阐述许多特定细节以提供对所公开实施例的透彻理解。然而，所属领域的技术人员应了解，这些各种实施例可以在具有或不具有这些特定细节的情况下实践。在其它情况下，结构和装置以框图形式展示。此外，所属领域的技术人员可以容易地了解，用以呈现和执行方法的特定序列是说明性的，并且预期所述序列可以变化而仍保持在本文所公开的各种实施例的精神和范围内。
在本申请中引用的所有文献和类似材料(包含(但不限于)专利、专利申请、文章、书籍、论文和因特网网页)出于任何目的明确地以全文引用的方式并入。除非另外描述，否则本文中所使用的所有技术和科学术语具有与本文中所描述的各种实施例所属的领域的普通技术人员通常所理解相同的含义。
应了解，在本发明教示中论述的温度、浓度、时间、压力、流动速率、截面面积等之前存在隐含的“约”，因此细微和非大幅的偏差处于本发明教示的范围内。在本申请中，除非另外具体规定，否则单数的使用包含复数。此外，“包括”、“含有”以及“包含”的使用并不打算是限制性的。应理解，以上大体描述和以下详细描述均仅是示范性和解释性的，且并不限制本发明教示。
如本文中所使用，“一(a/an)”也可指“至少一个”或“一个或多个”。此外，“或”的使用是包含性的，使得当“a”真实、“b”真实，或“a”和“b”都真实时，短语“a或b”真实。另外，除非上下文另外需要，否则单数术语应包含复数，并且复数术语应包含单数。
“系统”阐述一组组件(真实或抽象)，包括一个整体，其中每一组件与整体内的至少一个其它组件交互或与其相关。
质谱平台
质谱平台100的各种实施例可包含如图1的框图中显示的组件。在各种实施例中，图1的元件可并入到质谱平台100中。根据各种实施例，质谱仪100可包含离子源102、质量分析仪104、离子检测器106和控制器108。
在各种实施例中，离子源102从样品产生多个离子。离子源可包含(但不限于)基质辅助激光解吸附/电离(maldi)源、电喷射电离(esi)源、加热电喷射电离(hesi)源、大气压化学电离(apci)源、大气压光电离源(appi)、电感耦合等离子体(icp)源、电子电离源、化学电离源、光电离源、辉光放电电离源、热喷射电离源等。
在各种实施例中，质量分析仪104可基于离子的质荷比分离离子。举例来说，质量分析仪104可包含四极质量过滤器分析仪、四极离子阱分析仪、飞行时间(tof)分析仪、静电阱(例如，orbitrap)质量分析仪、傅里叶变换离子回旋共振(ft-icr)质量分析仪等。在各种实施例中，质量分析仪104还可配置成使用碰撞诱导解离(cid)、电子转移解离(etd)、电子俘获解离(ecd)、光诱导解离(pid)、表面诱导解离(sid)等将离子分段，且进一步基于质荷比分离经分段离子。
在各种实施例中，离子检测器106可检测离子。举例来说，离子检测器106可包含电子倍增器、法拉第杯等。离开质量分析仪的离子可由离子检测器检测到。在各种实施例中，离子检测器可以是定量的，因此可以确定离子的准确计数。
在各种实施例中，控制器108可与离子源102、质量分析仪104和离子检测器106通信。举例来说，控制器108可配置离子源或启用/停用离子源。此外，控制器108可配置质量分析仪104以选择要检测的特定质量范围。此外，控制器108可例如通过调整增益来调整离子检测器106的敏感度。另外，控制器108可以基于正被检测的离子的极性调整离子检测器106的极性。举例来说，离子检测器106可配置成检测正离子或配置成检测负离子。
在各种实施例中，系统可以与层析装置110耦合。层析装置110可包含气体层析(gc)、液体层析(lc)(例如，hplc或uplc)等。层析装置可根据柱内的个别组分的滞留时间来分离样品的组分。在各种实施例中，层析柱可包含与样品组分中的至少一些相互作用的材料。组分和柱材料之间的相互作用可能使组分流经柱的速度减缓，从而形成取决于组分和柱材料之间的相互作用的程度的滞留时间。相互作用可基于组分的尺寸、组分的疏水性、组分的电荷、柱材料对于组分的亲和性等。因而，所述柱可使样品组分至少部分地彼此分离。
电喷射源
图2是示范性经加热电喷射源200。通常从层析仪供应的液体样品经由毛细管202引入。高电压电位施加到毛细管202的端部以使得液体样品形成泰勒锥(taylorcone)。液滴从泰勒锥弹射且形成喷射物204。在喷射物204内，液滴继续分裂从而形成越来越小的液滴直至样品的组分离子化。可供应雾化气流206来辅助液滴形成。可供应额外去溶剂化气流208来辅助溶剂的蒸发。此外，去溶剂化气体温度可由加热器210控制。
随着液滴的尺寸缩减，精细的液滴和气相离子212可从喷射物204汲取且进入离子入口。精细液滴和气相离子212的流动可由吹扫气体214调节。一旦在离子入口中，精细液滴和气相离子212就可沿着转移管件216向下行进到质量分析仪(未图示)。转移管件214可经加热以提供精细液滴和气相离子202的进一步去溶剂化，使得当其离开转移管件216时，流基本上由惰性气体分子和气相离子组成。在各种实施例中，可通过将离子加速到惰性气体中从而导致移除样品离子的加成物的碰撞而在转移管件216的出口处发生源碰撞诱导解离(cid)。源cid可由退出转移管件216的离子的速度控制，所述速度通过离子转移管件和离子透镜(未图示)的相对电位来调节。
简化控制接口
图3a说明包含多个滑块302、304、306、308和310的示范性用户接口300。滑块302包含选择器312、滑块轨道314以及多个位置标记316、318、320、322和324。滑块304、306、308和310可包含为简单起见未编号的类似元件。滑块302可设定结果有效变量，例如仪器稳健性。滑块304、306、308和310可设定样品描述参数，例如化合物稳定性、化合物形成加成物的倾向、溶剂挥发性或溶剂导电性。
图3b说明包含多个旋钮352、354、356、358和360的示范性用户接口350。旋钮352包含拨号盘362以及多个位置标记364、366、368、370和372。旋钮354、356、358和360可包含为简单起见未编号的类似元件。旋钮352可设定结果有效变量，例如仪器稳健性。旋钮354、356、358和360可设定样品描述参数，例如化合物稳定性、化合物形成加成物的倾向、溶剂挥发性或溶剂导电性。
在各种实施例中，增加稳健性可增加可执行的连续运行的次数，而无须清洁例如离子转移管件、离子入口等仪器组件。这可产生仪器的较高利用率，但可能减小敏感度。可能合乎需要的是，在用于具有所关注化合物的相对较高浓度的样品的例行分析的较稳健设定与具有所关注化合物的相对较低浓度的样品需要增加敏感度时的较不稳健设定之间交替。在各种实施例中，增加稳健性设定可增加吹扫气流。
在各种实施例中，化合物稳定性可描述样品中所关注化合物的热稳定性，或化合物在高温下降解的倾向。可能合乎需要的是，在离子形成期间和之后例如通过降低离子入口温度而避免化合物的热降解。
在各种实施例中，化合物形成加成物的倾向可描述加成物形成的频率，以及化合物可例如以溶剂分子、盐和其它化合物形成潜在加成物的数目。增加的加成物形成可能使质量分析变复杂，且可能合乎需要的是在进一步分析之前经由源附近的碰撞诱导解离减少加成物的数目。
在各种实施例中，溶剂挥发性可描述溶剂将蒸发的速度。对于具有较低挥发性的溶剂，可能合乎需要的是增加雾化温度以及增加雾化气体和去溶剂化气体的流动来增加蒸发速率。
在各种实施例中，溶剂导电性可描述溶剂的导电程度。因为电喷射通过在电喷射尖端处将高电压电流施加到溶剂而工作，所以可能合乎需要的是当使用具有相对高导电性的溶剂时限制喷射电压以避免溶剂变成喷射电流的导电路径。
在各种实施例中，一个或多个仪器控制参数可取决于多个样品描述参数和结果有效参数的设定。举例来说，在低挥发性溶剂的情况下，可能合乎需要的是增加去溶剂化气体温度，但在具有低热稳定性的化合物的情况下，可能合乎需要的是避免使经挥发化合物暴露于高温。因此，化合物稳定性和溶剂挥发性均可能影响去溶剂化气体温度。在另一实例中，仪器稳健性和溶剂挥发性均可能影响可促成溶剂的蒸发的去溶剂化气流。因此，溶剂挥发性和仪器稳健性两者可能影响使溶剂挥发所需的去溶剂化气流。
在不同实施例中，对于质谱系统具有有限的技术经历的操作者可能对于设定结果有效参数和样品描述参数比确定不同仪器控制参数更加愉快。使用接口输入结果有效参数和样品描述参数可使较少经历的操作者能够有效地使用系统，而不需要进行详尽的实验来优化仪器控制参数。
图4是说明压力设定和来自层析仪的液体流动速率之间的关系的曲线。用以实现最佳信号的液体流动速率和必需的压力设定之间的关系可通过改变溶剂挥发性设定来调整。
图5是说明压力设定和来自层析仪的液体流动速率之间的关系的曲线。用以实现最佳信号的所要流动和必需的压力设定之间的关系可通过改变溶剂挥发性设定来调整。
图6是说明雾化器温度设定和来自层析仪的液体流动速率之间的关系的曲线。用以实现最佳信号的所要流动和必需的温度设定之间的关系可通过改变溶剂挥发性设定来调整。
图7说明用于操作质谱系统的方法700。在702处，质谱控制系统可显示包含多个调整元件(例如旋钮或滑块)的用户接口。调整元件可由操作者使用以设定一个或多个结果有效参数和一个或多个样品描述参数。结果有效参数可用于设定所要结果，例如敏感度、稳健性、总体气体消耗速率等。样品描述参数可用于选择样品的性质，例如溶剂挥发性、化合物稳定性、加成物形成倾向、溶剂导电性、溶剂粘度、化合物尺寸等。
在704处，仪器控制系统可从用户接口接收结果有效参数和样品描述参数，且在706处，仪器控制系统可确定一组仪器控制参数。在各种实施例中，仪器控制参数可基于层析流动速率，且可基于结果有效参数或样品描述参数而修改。举例来说，系统可基于使层析流动速率与仪器控制参数相关的等式来确定仪器控制参数，例如雾化气流、去溶剂化气流、去溶剂化气体温度或其任何组合。结果有效参数或样品描述参数可基于所述设定将偏移施加到等式，借此调整仪器控制参数。在其它实施例中，仪器控制参数可基于结果有效参数和样品描述参数来确定。
在各种实施例中，基于结果有效参数和样品描述参数确定的仪器控制参数的数目可大于结果有效参数和样品描述参数的数目。仪器控制参数可控制仪器的各种可配置设定，例如气流(雾化气体、去溶剂化气体、吹扫气体等)、温度(离子入口温度、去溶剂化气体温度等)、电压(喷射电压、离子入口电压、透镜电位等)等。在708处，可根据仪器控制参数分析样品。
计算机实施的系统
图8是说明本发明教示的实施例可在其上实施的计算机系统800的框图，其可并入有系统控制器(例如，图1中展示的控制器108)或与之通信使得相关联质谱仪的组件的操作可根据由计算机系统800作出的计算或确定来调整。在各种实施例中，计算机系统800可包含总线802或其它传送信息的通信机构，和与总线802耦合用于处理信息的处理器804。在各种实施例中，计算机系统800还可包含耦合到总线802的存储器806(其可为随机存取存储器(ram)或其它动态存储装置)以及待由处理器804执行的指令。存储器806还可用于在执行由处理器804执行的指令期间存储临时变量或其它中间信息。在各种实施例中，计算机系统800可进一步包含耦合到总线802以便存储用于处理器804的静态信息和指令的只读存储器(rom)808或其它静态存储装置。存储装置810(例如磁盘或光盘)可经提供且耦合到总线802用于存储信息和指令。
在各种实施例中，计算机系统800可经由总线802耦合到显示器812，例如阴极射线管(crt)或液晶显示器(lcd)，以将信息显示给计算机用户。包含文数字和其它键的输入装置814可耦合到总线802用于将信息和命令选择传送到处理器804。另一类型的用户输入装置是用于将方向信息和命令选择传送到处理器804并且用于控制显示器812上的光标移动的光标控制816，例如鼠标、跟踪球或光标方向键。此输入装置通常具有在两个轴线(第一轴线(即x)和第二轴线(即y))上的两个自由度，其允许所述装置指定平面中的位置。
计算机系统800可执行本发明教示。与本发明教示的某些实施方案一致，结果可由计算机系统800响应于处理器804执行含在存储器806中的一个或多个指令的一个或多个序列来提供。可将此些指令从另一计算机可读媒体(例如存储装置810)读取到存储器806中。存储器806中含有的指令序列的执行可致使处理器804执行本文所描述的过程。在各种实施例中，存储器中的指令可对处理器内可用的逻辑门的各种组合的使用排序以执行本文描述的过程。替代地，可以使用硬连线电路代替或结合软件指令以实施本发明教示。在各种实施例中，硬连线电路可包含必需的逻辑门，其以必需序列操作以执行本文中所描述的过程。因此，本发明教示的实施方案不限于硬件电路和软件的任何特定组合。
如本文中所使用的术语“计算机可读媒体”指代参与将指令提供到处理器804以供执行的任何媒体。此类媒体可以呈许多形式，包括(但不限于)非易失性媒体、易失性媒体和传输媒体。非易失性媒体的实例可包含(但不限于)光盘或磁盘，例如存储装置810。易失性媒体的实例可包含(但不限于)动态存储器，例如存储器806。传输媒体的实例可包含(但不限于)同轴电缆、铜线和光纤，包含包括总线802的导线。
非暂时性计算机可读媒体的常见形式包含(例如)软盘、软磁盘、硬盘、磁带，或任何其它磁性媒体、cd-rom、任何其它光学媒体、穿孔卡片、纸带、具有孔洞图案的任何其它物理媒体、ram、prom和eprom、快闪eeprom、任何其它存储器芯片或盒带，或计算机可从其进行读取的任何其它有形媒体。
根据各种实施例，被配置成由处理器执行以执行方法的指令存储在计算机可读媒体上。计算机可读媒体可以是存储数字信息的装置。举例来说，计算机可读媒体包含用于存储软件的如此项技术中已知的压缩光盘只读存储器(cd-rom)。计算机可读媒体由适合于执行被配置成待执行的指令的处理器存取。
在各种实施例中，本发明教示的方法可在以例如c、c++等常规编程语言编写的软件程序和应用中实施。
虽然结合各种实施例来描述本发明教示，但是并不打算将本发明教示限于这类实施例。相反，如所属领域的技术人员应了解，本发明教示涵盖各种替代方案、修改以及同等物。
另外，在描述各种实施例时，说明书可能将方法和/或过程呈现为特定序列的步骤。然而，在方法或过程不依赖于本文中所阐述步骤的特定次序的程度上，方法或过程不应限于所描述步骤的特定序列。如所属领域的普通技术人员将了解，步骤的其它序列是可能的。因此，本说明书中所阐述的步骤的特定次序不应解释为对权利要求书的限制。另外，针对方法和/或过程的权利要求不应限于以所写的次序执行其步骤，且所属领域的技术人员可容易地了解，所述序列可变化且仍保持在各种实施例的精神和范围内。