本公开大体上涉及质谱领域，包含减少校准和调谐期间的检测器耗损。
背景技术：
：质谱可用于对样品进行详细分析。此外，质谱可向样品中的大量化合物提供定性(化合物x是否存在于样品中)和定量(多少化合物x存在于样品中)的数据。这些性能已用于各种分析，例如对药物使用进行测试、测定食品中的农药残余物、监测水质等等。质谱仪的敏感度可以受离子源的效率、通过质谱仪且在质量分析器中的离子损耗以及检测器的敏感度限制。增大离子源的效率、每单位样品或每单位时间产生的离子数目可以显著地改进质谱仪的检测极限，从而使得能够检测化合物的较低浓度或使用较小量的样品。然而，增大每单位时间产生的离子数目可能会对减少电子倍增器寿命产生有害影响。因而，需要改进型离子源。技术实现要素：在第一方面中，一种操作质谱仪的方法可包含：使用检测器的第一增益设置或维持第一质荷比范围的第一发射电流来检测第一离子物种；使用所述检测器的第二增益设置或维持第二质荷比范围的第二发射电流来检测第二离子物种；以及使用所述检测到的第一和第二离子物种来校准所述质谱仪的质量分析器的质量范围，从而调谐所述质量分析器的分辨率或调谐所述质谱仪的离子光学。在第一方面的各种实施例中，所述方法可进一步包含电离离子源中包含一种或多种校准物种的校准混合物，从而产生所述第一和第二离子物种。在特定实施例中，所述方法可进一步包含通过样品入口将所述校准混合物供应到电离腔室中，并加快电子沿着源轴从电子发射体通过所述电离腔室。在第一方面的各种实施例中，所述质量分析器可以是滤质器、离子阱或其任何组合。在第一方面的各种实施例中，所述第一离子物种可具有高于所述第二离子物种的丰度，且所述第一增益设置可以低于所述第二增益设置，从而避免所述检测器在检测所述第一离子物种期间过饱和。在特定实施例中，所述第二离子物种可以是低丰度离子物种且所述第二增益设置可以高于所述第一增益设置，从而确保有足够的信号来检测所述第二物种。在第二方面中，一种质谱仪可包含：离子源；离子光学元件，被配置成沿着离子路径导引离子；质量分析器，被配置成基于所述离子的质荷比而将离子分离；检测器；以及系统控制器。所述离子源可包含主体和电子源，所述主体包括在第一末端处的电离腔室、到所述电离腔室中的样品入口以及在第二末端处的后电离体积，所述主体的长度沿着从所述第一末端到所述第二末端的源轴；所述电子源定位在所述第一末端处，所述电子源包含电子发射体且被配置成用于加快电子束通过所述电离腔室。所述系统控制器可被配置成在所述质量分析器的质量校准期间、在所述质量分析器的分辨率调谐期间或在离子光学元件的调谐期间应用离子特定的检测器增益，从而针对高丰度离子避免所述检测器过饱和且针对低丰度离子获得足够信号。在第二方面的各种实施例中，可以加快所述电子束沿着所述源轴通过所述电离腔室。在第二方面的各种实施例中，所述电子源可以是热离子长丝或场发射体。在第二方面的各种实施例中，所述质量分析器可以是滤质器、离子阱或其任何组合。在第二方面的各种实施例中，可以通过电离包含一种或多种校准物种的校准混合物来产生所述高丰度离子和所述低丰度离子。在第二方面的各种实施例中，所述系统控制器可以被进一步配置成减少检测器增益校准期间的所述发射电流，使得单个离子事件支配所述信号或泊松统计学支配均方根偏差。在特定实施例中，所述系统控制器可被配置成通过减少供应给所述电子源的电流来减少所述发射电流。在第三方面中，一种操作质谱仪的方法可包含在质量分析器的质量校准期间、在所述质量分析器的分辨率调谐期间或在离子光学元件的调谐期间应用离子特定的增益，从而针对高丰度离子避免所述检测器过饱和且针对低丰度离子获得足够信号。在第三方面的各种实施例中，所述质量分析器可以是滤质器、离子阱或其任何组合。在第三方面的各种实施例中，可以通过电离包含一种或多种校准物种的校准混合物来产生所述高丰度离子和所述低丰度离子。在第三方面的各种实施例中，所述方法进一步包含运用减小的发射电流来执行检测器增益校准，使得单个离子事件支配所述信号或泊松统计学支配均方根偏差。在特定实施例中，可以通过减少供应给电子源的电流来减少所述发射电流。在第三方面的各种实施例中，其中所述电子源可以是热离子长丝或场发射体。附图说明为了更完整地理解本文中所公开的原理和其优点，现在参考下文结合附图和随附呈现进行的描述，其中：图1是根据各种实施例的示范性质谱系统的框图。图2a和2b是说明根据各种实施例的示范性离子源的图示。图3是说明根据各种实施例的离子源中电子模拟的图示。图4到7是说明根据各种实施例的用于调谐质谱系统的各种组件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，图式中的物体也不一定相对于彼此按比例绘制。图式是意图明晰并理解本文中所公开的设备、系统和方法的各种实施例的描绘。在可能的情况下，将在整个图式中使用相同的参考标号来指代相同或类似的部分。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中和随附呈现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，阐述许多具体细节以提供对所公开的实施例的透彻理解。然而，所属领域的技术人员应理解，这些各种实施例可在有或无这些具体细节的情况下实践。在其它情况下，以框图形式展示结构和装置。此外，所属领域的技术人员可以容易地了解，呈现和执行方法的具体顺序为说明性的，并且预期所述顺序可以改变并且仍保持在本文中所公开的各种实施例的精神和范围内。本申请中引用的所有文献和相似材料(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领域的一般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、横截面积等等之前存在隐含的“约”，使得在本发明教示的范围内存在略微和非实质偏差。在本申请中，除非另外具体陈述，否则单数的使用包含复数。此外，“包括”、“含有”和“包含”的使用并不意图是限制性的。应理解，以上一般描述和以下详细描述仅是示范性和解释性的，并且不限制本发明教示。如本文中所使用，“一(a或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”为真、“b”为真，或“a”和“b”均为真时，短语“a或b”为真。另外，除非上下文另外要求，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，其中每个组件与整体内的至少一个其它组件相互作用或与其相关。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、质量分析器104、离子检测器106和控制器108。在各种实施例中，离子源102从样品中产生多个离子。离子源可包含但不限于基质辅助激光解吸附/电离(maldi)源、电喷雾电离(esi)源、大气压化学电离(apci)源、大气压光致电离源(appi)、电感耦合等离子体(icp)源、电子电离源、化学电离源、光致电离源、辉光放电电离源、热喷雾电离源等等。在各种实施例中，质量分析器104可基于离子的质荷比而将离子分离。举例来说，质量分析器104可包含四极滤质器分析器、四极离子阱分析器、飞行时间(tof)分析器、静电阱(例如，轨道阱)质量分析器、傅里叶变换离子回旋共振(ft-icr)质量分析器等等。在各种实施例中，质量分析器104还可被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)等等将离子碎片化，并且进一步基于质荷比而将碎片化离子分离。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(faradaycup)等等。离开质量分析器的离子可由离子检测器检测到。在各种实施例中，离子检测器可以定量，使得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、质量分析器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可配置质量分析器104以选择待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可基于正在被检测的离子的极性而调整离子检测器106的极性。举例来说，离子检测器106可被配置成检测正离子或被配置成检测负离子。离子源图2a和2b是说明离子源200的图示，离子源200可用作质谱平台100的离子源102。离子源200可包含：电子源202；电子透镜204；电离腔室206；透镜元件208、210和212；以及rf离子导引件214。另外，离子源200可包含主体216、绝缘体218、间隔件220和222以及固持夹224。电子源202可包含用于产生电子的热离子长丝226。在各种实施例中，电子源202可包含用于产生冗余电子或增加的电子的更多额外的热离子长丝。在替代实施例中，电子源202可包含场发射体。电子可以沿着离子源200轴向地前进到电离腔室206中，以电离气体分子。电子透镜204可用于防止离子朝向电子源反向前进。电离腔室206可包含用于将气体样品导向到由电离腔室206界定的电离体积230中的气体入口228。可以通过来自热离子长丝226的电子来电离电离体积230内的气体分子。透镜208和210可以界定后电离体积232。后电离体积232可以是可供形成离子的区，所述区为样品提供低压。后电离体积232可以包含其中存在电子的透镜的区。在各种实施例中，后电离体积232还可以包含在电离体积和透镜外部的区域。壁234可以限定从电离体积230到后电离体积232的气流，从而电离体积230与后电离体积232之间会产生相当大的压力差。虽然电离可以在后电离体积232中进行，但由于后电离体积232中的较低样品密度，可以在电离体积230中产生明显较多的离子。在各种实施例中，电离腔室206与透镜元件208可以接合以产生经扩展的电离元件236，电离元件236会界定电离体积230和后电离体积232的至少部分。在此类实施例中，透镜元件208可以电耦合到电离腔室206。在其它实施例中，可以电隔离经接合的电离腔室206和透镜元件208，使得可以将不同电压的电位施加到电离腔室206和透镜元件208。透镜210和212以及rf离子导引件214可以辅助离子从电离体积230轴向移动到额外的离子光学元件和质谱平台100的质量分析器104。在各种实施例中，离子导引件组合件238可以包含透镜212和rf离子导引件214。离子导引件组合件238可以包含用以将透镜212与rf离子导引件214电隔离的额外绝缘部分。另外，绝缘部分可以包含用以防止透镜210与透镜212之间进行电接触的支座。当被组装成主体216时，绝缘体218可以防止透镜208(或经扩展的电离元件236)与透镜210之间进行电接触。间隔件220可以防止电子透镜204与电离腔室208(或经扩展的电离元件236)之间进行电接触。可以指示间隔件222阻止电子源202旋转，且固持夹224可以将其它组件固持在主体216内。图3说明运用离子源200中的电子的强制静电反射来模拟所述电子。当透镜电位在其轴上比电子源202中产生的电子的电子能量足够负时，可以通过透镜元件212来使电子发生静电反射。图3和表1中展示用于模拟的电位。在各种实施例中，长丝226的电位可以在约-40v与-80v之间，例如约-45v，且电子透镜204的电位可以在约0v到约15v之间，例如在约5v与约7v之间。电离腔室206和透镜元件208可以接地(约0v)，且透镜元件210的电位可以在约0v与约-15v之间，例如在约-2v与约-10v之间。透镜元件212的电位可以在约约-50v与约-150v之间，且rf离子导引件214的偏移电压可以在约-15v到约1v之间。在其它实施例中，长丝226的电位可以为约-70v，且透镜元件212的电位可以在约-83v与约-150v之间。表1：静电反射(模拟)替代方案1替代方案2长丝226-70v-45v-70v电子透镜2046v0v到15v0v到15v电离腔室2060v(接地)0v(接地)0v(接地)透镜2080v(接地)0v(接地)0v(接地)透镜210-10v0v到-15v0v到-15v透镜212-83v-50v到-150v-83v到-150vrf离子导引件214-4.3v-15v到1v-15v到1v调谐质谱仪平台的性能和敏感度可取决于质谱仪平台的各种组件的设置，例如检测器增益、透镜电压、四极/离子阱的rf振幅以及四极的差分直流电压。通常，质谱仪平台可以经历确定这些设置的调谐过程。图4是说明调谐质谱仪平台的示范性方法的流程图。在402处，可以校准检测器增益。在各种实施例中，检测器增益校准可以包含测量各种检测器电压下的检测器输出(强度)，以及校准增益曲线。在各种实施例中，可以减少发射电流，直到单个离子事件占主导为止。替代地，可以减少发射电流，使得检测事件的可变性由泊松型概率分布支配，例如，根据测量电子倍增器的增益的途径已被fies(internationaljournalofmassspectrometryandionproceedings，82(1988)第111页到第129页(以引用的方式并入本文中))描述。接着可以将检测器设置成为实现所要增益所必需的电压。在404处，可以执行分辨率调谐。在各种实施例中，分辨率调谐可以包含测量强度和评估峰形状，同时调整四极的差分直流(u)。数据可适合于确定最优差分直流，且可以将差分直流设置成最优值。在各种实施例中，可以针对质谱系统中的多个四极执行分辨率调谐。在406处，可以执行质量调谐。在各种实施例中，质量调谐可以包含在跨越质量范围扫描四极时，监测已知校准离子的质量位置。在各种实施例中，可以通过电离包含一种或多种校准物种的校准混合物来产生校准离子。在特定实施例中，单个校准物种可产生具有不同质荷比的多个校准离子物种。可以确定校准曲线，且使用校准曲线来确定样品中的离子的质荷比。在各种实施例中，可以针对质谱系统中的多个四极执行质量调谐。在408处，可以调谐离子光学。对离子光学的调谐可以包含确定各种透镜的电位，和确定一个或多个四极的直流偏移。在各种实施例中，可以通过在调整离子光学组件的电压时，监测强度并任选地监测峰形状来调谐离子光学。数据可以适合于确定离子光学组件的最优电压，且可以将电压设置成最优值。在各种实施例中，可以单独地调谐离子光学组件，且为了考虑从属性，可以反覆地调谐两个或多于两个组件。替代地，可以使用各种已知的多变量最优化方法来同时调谐两个或多于两个离子光学组件。对具有高强度源的质谱系统的调谐可对检测器寿命产生影响，这是因为相当大数目个离子可能会在调谐期间影响检测器。通过调整调谐过程期间的发射电流或检测器增益或通过调整所形成的离子量，可以减小调谐对检测器产生的影响，且可以延长检测器的寿命。在各种实施例中，通过减少电子反射量或减少进入电离体积的电子数目，可以减少所形成的离子量。各种技术在所属领域中被已知用于控制进入电离体积的电子数目，例如在以引用的方式并入的2005年3月15日提交的美国专利7,323,682中所描述。举例来说，可以通过将电位施加到离子源的透镜元件或离子源与电离腔室之间来调节电子，从而在短时间周期内阻挡电子。图5、6和7说明降低在调谐期间检测器退化的各种方法。图5说明确定检测器增益的方法。在502处，例如通过减少供应给热离子长丝或场发射体的电流，可以减少发射电流。可以减少发射电流，直到泊松效应支配均方根分布为止，例如在由fies(internationaljournalofmassspectrometryandionproceedings，82(1988)第111页到第129页)描述的方法中。替代地，可以减少发射电流，直到单个离子事件支配所检测到的事件且可以在每离子基础上计算增益为止。在504处，可以调整检测器电压，且在506处，可以确定检测器输出。在508处，可以确定是否需要额外数据点。当需要额外数据点时，可以在504处调整检测器电压，且可以在506处确定新检测器电压下的检测器输出。当不需要额外数据点时，可以确定增益曲线，如在510处所指示。图6说明执行质量校准的方法。在602处，可以调整扫描速率，且在604处，可以调整增益。在各种实施例中，校准混合可以包含不同强度下的离子。高强度校准离子可在高增益下使检测器过载，而低强度校准离子在低增益下不可检测。可以根据通过校准混合产生的离子的相对丰度来调整增益。在606处，可以确定校准离子的质量位置。在608处，可以确定是否需要测量校准离子。当需要额外校准离子测量时，可以在604处针对下一个校准离子调整增益，且在606处，可以确定校准离子的质量位置。在610处，当不需要测量额外校准离子时，可以确定是否需要测量额外扫描速率。当需要额外扫描速率时，可以在602处调整扫描速率。当不需要额外扫描速率时，可以确定质量校准曲线，如在612处所指示。图7说明调谐例如离子光学组件、分辨率等离子光学额外参数的方法。在702处，例如取决于校准离子的强度，可以减小或增大检测器增益。在704处，可以调整欲被调谐的参数。参数可以是四极的差分直流、四极的直流偏移、透镜电位等等。在706处，可以确定强度、峰宽以及质量位置中的一个或多个。在708处，可以确定是否需要额外数据点。当需要额外数据点时，可以在704处调整参数。当不需要额外数据点时，数据可以适合于确定参数的最优值，如在710处所指示。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，其可并入系统控制器(例如，图1中所展示的控制器810)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可以包含总线802或其它用于传达信息的通信机构，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也可以用于在执行待由处理器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。可以提供存储装置810(例如磁盘或光盘)，且存储装置810耦合到总线802以存储信息和指令。在各种实施例中，计算机系统800可以经由总线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。包含字母数字键和其它键的输入装置814可以耦合到总线802以传达信息和命令选择到处理器804。另一类型的用户输入装置是光标控件816，例如鼠标、轨迹球或光标方向键，其用于传达方向信息和命令选择到处理器804和控制显示器812上的光标移动。这种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，这允许所述装置指定平面中的位置。计算机系统800可以执行本发明教示。与本发明教示的某些实施方案一致，结果可以由计算机系统800响应于处理器804执行存储器806中含有的一个或多个指令的一个或多个序列来提供。此类指令可以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。执行存储器806中含有的指令序列可以使得处理器804执行本文中所描述的方法。在各种实施例中，存储器中的指令可对使用在处理器内可用的逻辑门的各种组合排序以执行本文中所描述的过程。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逻辑门，其以必需顺序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与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”是指参与将指令提供给处理器804以供执行的任何媒体。此类媒体可呈许多形式，包含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以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以包含但不限于动态存储器，例如存储器806。传输媒体的实例可以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、闪存eprom、任何其它存储器芯片或盒带，或计算机可读取的任何其它有形媒体。根据各种实施例，被配置成待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。计算机可读媒体可为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所属领域中已知的压缩光盘只读存储器(cd-rom)。计算机可读媒体被适合于执行被配置成被执行的指令的处理器访问。在各种实施例中，本发明教示的方法可以在以例如c、c++等等习知编程语言编写的软件程序和应用程序中实施。虽然结合各种实施例来描述本发明教示，但是并不意图将本发明教示限制于此类实施例。相反地，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、修改和等效物。另外，在描述各种实施例时，本说明书可已将方法和/或过程呈现为特定序列的步骤。然而，在所述方法或过程并不依赖于本文中所阐述的特定次序的步骤的程度上，所述方法或过程不应限于所描述的特定序列的步骤。所属领域的一般技术人员将了解，其它序列的步骤可为可能的。因此，本说明书中所阐述的特定次序的步骤不应解释为对权利要求书的限制。另外，针对方法和/或过程的权利要求书不应限于以书写的次序执行其步骤，并且所属领域的技术人员可易于了解，顺序可变化并且仍保持在各种实施例的精神和范围内。本文中所描述的实施例可用包含以下的其它计算机系统配置实践：手持式装置、微处理器系统、基于微处理器或可编程消费型电子装置、微型计算机、大型主机计算机等等。实施例也可在任务通过经网络链接的远程处理装置执行的分布式计算环境中实践。还应理解，本文中所描述的实施例可采用涉及存储在计算机系统中的数据的各种计算机实施操作。这些操作式需要物理量的物理操纵的操作。通常(但未必)，这些量呈能够被存储、转移、组合、比较和以其它方式操纵的电或磁信号的形式。另外，所执行的操纵通常以术语提及，例如产生、识别、确定或比较。形成本文中所描述的实施例的部分的操作中的任一个是有用的机器操作。本文中所描述的实施例也涉及执行这些操作的装置或设备。本文中所描述的系统和方法可出于所需目的专门构造，或其可为通过存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或配置的通用计算机。确切地说，各种通用机器可与根据本文中的教示编写的计算机程序一起使用，或可能更方便的是构造更专门设备以执行所需操作。某些实施例还可体现为计算机可读媒体上的计算机可读代码。计算机可读媒体是可存储此后可由计算机系统读取的数据的任何数据存储装置。计算机可读媒体的实例包含硬盘驱动器、网络附接存储装置(nas)、只读存储器、随机存取存储器、cd-rom、cd-r、cd-rw、磁带以及其它光学和非光学数据存储装置。计算机可读媒体也可以分布在网络耦合的计算机系统上，以使得计算机可读代码以分布方式存储和执行。当前第1页12