具体实施方式

计算机实施的系统

图1是示出了可以在其上实施本教导的实施例的计算机系统100的框图。计算机系统100包括总线102或用于传送信息的其它通信机构，以及与总线102耦合的用于处理信息的处理器104。计算机系统100还包括存储器106，其可以是随机存取存储器(RAM)或其它动态存储装置，耦合到总线102用于存储将由处理器104执行的指令。存储器106还可以用于在执行要由处理器104执行的指令期间存储临时变量或其他中间信息。计算机系统100还包括只读存储器(ROM)108或其它静态存储装置，其耦合到总线102，用于存储静态信息和处理器104的指令。提供了诸如磁盘或光盘的存储装置110，其耦合到总线102，用于存储信息和指令。

计算机系统100可以经由总线102耦合到显示器112，例如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)，用于向计算机用户显示信息。包括字母数字键和其它键的输入装置114耦合到总线102，用于向处理器104传送信息和命令选择。另一种类型的用户输入装置是光标控制器116，例如鼠标、轨迹球或光标方向键，用于向处理器104传送方向信息和命令选择，并用于控制显示器112上的光标移动。该输入装置通常在两个轴(第一轴(即x)和第二轴(即y))上具有两个自由度，这允许装置指定平面中的位置。

计算机系统100可以执行本教导。根据本教导的某些实施方式，由计算机系统100响应于处理器104执行包含在存储器106中的一个或多个指令的一个或多个序列而提供结果。这些指令可以从诸如存储装置110的另一计算机可读介质读入存储器106。包含在存储器106中的指令序列的执行使得处理器104执行这里描述的过程。或者，可以使用硬连线电路来代替软件指令或与软件指令组合来实现本教导。因此，本教导的实施方式不限于硬件电路和软件的任何特定组合。

这里使用的术语“计算机可读介质”是指参与向处理器104提供指令以便执行的任何介质。这种介质可以采取许多形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质包括例如光盘或磁盘，诸如存储装置110。易失性介质包括动态存储器，例如存储器106。传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括包含总线102的导线。

计算机可读介质的常见形式包括例如软盘、柔性盘、硬盘、磁带或任何其他磁介质、CD-ROM、数字视频盘(DVD)、蓝光盘、任何其他光介质、拇指驱动器、存储卡、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、以及任何其他存储器芯片或盒式磁带、或计算机可以从其读取的任何其他有形介质。

各种形式的计算机可读介质可以参与将一个或多个指令的一个或多个序列承载到处理器104以供执行。例如，指令最初可以被携带在远程计算机的磁盘上。远程计算机可以将指令加载到其动态存储器中，并使用调制解调器通过电话线发送指令。计算机系统100本地的调制解调器可以接收电话线上的数据，并使用红外发射器将数据转换成红外信号。耦合到总线102的红外检测器可以接收红外信号中携带的数据，并将数据置于总线102上。总线102将数据传送到存储器106，处理器104从该存储器检索并执行指令。由存储器106接收的指令可以可选地在由处理器104执行之前或之后存储在存储装置110上。

根据各种实施例，被配置为由处理器执行以执行方法的指令被存储在计算机可读介质上。计算机可读介质可以是存储数字信息的装置。例如，计算机可读介质包括本领域已知的用于存储软件的致密光盘只读存储器(CD-ROM)。计算机可读介质由适于执行被配置为要被执行的指令的处理器访问。

出于说明和描述的目的，已经呈现了本教导的各种实施方式的以下描述。其并非详尽的且并不将本教导限于所公开的精确形式。根据上述教导，修改和变化是可能的，或者可以从本教导的实践中获得。另外，所描述的实施方式包含软件，但本教导可实施为硬件与软件的组合或单独以硬件实施。本教导可以用面向对象和非面向对象的编程系统来实施。

校准设备和方法

诸如飞行时间(TOF)、傅立叶变换离子回旋共振(FTICR)质量分析器和轨道阱质量分析器之类的高精度质量分析器需要质量校准，以便应对环境温度、光谱仪室压和施加电压的波动。传统上，已知的化合物，也称为校准物或锁定质量，已经与未知化合物或感兴趣的化合物(分析物)的样品结合或顺序地进行分析。最近，已经开发了将校准物引入质谱仪中或在质谱仪中产生校准物的其他方法。

举例来说，947专利描述一种用于将校准物引入到质谱仪中的方法，其中专用锁定质量源和专用锁定质量电离源定位在邻近于位于离子源与质量分析器之间的离子光学器件。然而，遗憾的是，947专利的方法通过引入仅用于校准目的的校准源和电离源而增加了质谱仪的复杂性。

结果，需要另外的设备和方法来实现质量分析器的校准，而不增加质谱仪的仅用于该目的的复杂性。

在各种实施例中，ExD池位于离子源和质量分析器之间，并且另外选择性地作为电子电离源来操作，以在ExD池内产生校准物离子。ExD池传统上以MS模式作为离子导向器来操作，以将分析物离子传输到质量分析器上。在MS/MS模式中，ExD池通常用于碎裂分析物离子或将它们传输到另一类型的碰撞池上。ExD池的使用现在被扩展以在ExD池中电离气体，从而产生用于质量校准的校准物离子。

ExD池可以是电子捕获解离(ECD)装置或电子转移解离(ETD)装置。在优选的实施例中，ExD池是ECD池。

ExD池传统上不被认为是用于电离的良好装置。尽管ExD池使用电子束来解离离子，但是电子束通常由动能在1eV量级的低能量电子构成。相反，本领域普通技术人员理解，电子电离源通常应用由具有70eV量级的动能的高能电子构成的电子束。

结果，在各种实施例中，ExD池被修改以选择性地产生具有低能电子或高能电子的电子束。修改可以包括例如为ExD池提供可开关的电力源。

示例性ExD池是SCIEX的嵌合ECD池。为了确定ExD池是否适于电子电离，使用嵌合ECD池进行实验。FC43(全氟三丁胺)，一种用于电子电离(EI)质谱仪的校准的标准化合物，通常用于气相色谱-质谱(GC-MS)，被泄漏到包括嵌合ECD池的质谱仪的离子通道中。在嵌合ECD池的丝接通时，FC43被泄漏到离子通道中，并且离子束能量设定为约30eV。结果是大量产生了适合用于处于正离子模式的校准质谱仪的离子。

图3是由EI质谱仪产生的FC43的参考光谱的示例性曲线图300，该质谱仪在阳离子模式下操作，束能量为约70eV。

图4是根据各种实施例的通过使用以阳离子模式操作且束能量为约30eV的嵌合ECD池电离FC43产生的FC43的校准光谱的示例性曲线图400。图3的参考光谱与图4的校准光谱的比较显示，在约30eV下操作的嵌合ECD池可以产生显著数量的适于校准的离子。

图5是根据各种实施例的通过使用以负离子模式操作且束能量为约30eV的嵌合ECD池电离FC43产生的FC43的校准光谱的示例性曲线图500。对于负模式，嵌合ECD池在图5的校准光谱中仅产生单个FC43离子。其适当地证明了如果鉴别了合适的化合物，则该方法将可能产生可用于在负模式中校准质量分析器的谱。

总之，图4和5示出了可以用于校准的离子可以使用ECD池以正离子和负离子模式产生。

图6是根据各种实施例的嵌合ECD池的示意图600。嵌合ECD池包括电子发射器或丝610和电子栅620。电子垂直于离子流630且平行于磁场640的方向发射。

图7是根据各种实施例的包括嵌合ECD池的质谱系统700的示意图。系统700包括质谱仪710和处理器720。处理器720控制质谱仪710并用于分析从质谱仪710接收的测量数据。处理器720例如通过控制质谱仪710的一个或多个电压源、一个或多个阀以及一个或多个泵(未示出)来控制质谱仪710。

质谱仪710包括离子源装置711、离子导向器712、滤质器713、嵌合ECD池714、CID碰撞池715和质量分析器716。传统上，嵌合ECD池714以两种模式之一操作。对于分析物离子的MS分析和对于用CID的分析物离子的MS/MS分析，嵌合ECD池714作为离子导向器操作。换句话说，它简单地从滤质器713接收分析物离子并将它们传输到CID碰撞池715。对于分析物离子的MS分析，分析物前体离子由质量分析器716进行质量分析。对于用CID的分析物离子的MS/MS分析，分析物前体离子由CID碰撞池715碎裂，并且所得到的产物离子由质量分析器716进行质量分析。

对于用ECD或来自有机物的离子的电子冲击激发(EIEIO)进行分析物离子的MS/MS分析，嵌合ECD池714作为碰撞池操作。使用大约1eV的低电子束能量，通过嵌合ECD池714将分析物离子碎裂化。所得到的分析物产物离子被传输通过CID碰撞池715并传输到质量分析器716上以进行质量分析。

图8是根据各种实施例的嵌合ECD池和CID碰撞池的剖面三维透视图800。图8显示了分析物离子的碎裂可以选择性地在嵌合ECD池814中的位置811或在CID碰撞池815中的位置812进行。

回到图7，在各种实施例中，嵌合ECD池714被修改以包括可选择的第三校准操作模式。在该第三校准模式中，分析物离子被阻止进入嵌合ECD池714。然后操作ECD池714以使用约30eV的高电子束能量电离ECD池714中的气体。在一个实施例中，气体可以是背景气体，例如空气或泵油的成分。在另一个实施例中，气体可以是从校准物源717引入到嵌合ECD池714中的校准气体。

在校准气体电离之后，校准物离子在嵌合ECD池714的后部或在CID碰撞池715中冷却，就像分析物离子一样。校准物离子可以与先前接收的分析物离子或分析物产物离子一起存储在CID碰撞池715中。然后使用质量分析器716对这些存储的离子进行质量分析，并用来校准质量分析器716的测量。

因为校准物离子与分析物离子分开电离，所以此校准模式可用于MS或MS/MS分析模式两者。质量分析器716在图7中被示为TOF质量分析器。结果，该校准模式可用于TOF-MS或TOF-MS/MS分析模式。

TOF质量分析器可以包括用于在质量分析之前集中离子包的离子导向器。当离子包被集中以使得具有相同能量的较重和较轻的离子基本上同时在TOF质量分析器的提取区域相遇时，这被称为Zeno脉冲。嵌合ECD池714的校准模式可以用于当TOF质量分析器的Zeno脉冲开启时和当它关闭时两者提供校准物离子。

例如，在2008年11月25日颁发的美国专利7,456,388(在下文中为“‘388专利”)描述了一种用于集中离子包的离子导向器，该专利通过引用结合在本文中。‘388专利提供了允许例如在宽m/z范围上分析离子而实际上没有传输损耗的设备和方法。离子从离子导向器的喷射受创建条件的影响，在所述条件下，可以使所有离子(不管m/z如何)以所要顺序或在所要时间且以大致相同的能量到达空间中的指定点，例如TOF质量分析器的提取区域或加速器。然后，以这种方式成束的离子可以作为一组被操纵，例如通过使用TOF提取脉冲提取，并沿着期望的路径推进，以便到达TOF检测器上的相同点。

为了能够在校准模式下操作，嵌合ECD池714被修改以产生具有更高动能的电子束。如上所述，这可以包括为嵌合ECD池714提供可切换电力源。嵌合ECD池714还被修改以包括用于控制将来自校准源717的校准气体注入嵌合ECD池714中和用于在校准后从嵌合ECD池714中快速清除校准的工具。这些工具可以包括但不限于电控泵和阀。

尽管改进了嵌合ECD池714以进行校准模式，用于碎裂化的相同电子源也用于电离。因此，与947专利的设备相比，减少了校准所需的额外复杂性。最简单的嵌合ECD池714用于双重目的而不是单独用于校准。

用于质量分析器的校准设备

再次参照图7，用于质量分析器716的校准设备包括离子源装置711和两用电子束产生单元714。质量分析器716可以包括但不限于飞行时间(TOF)装置、四极子、离子阱、线性离子阱、轨道阱、磁性四扇区质量分析器、混合四极子飞行时间(Q-TOF)质量分析器或傅立叶变换质量分析器。在优选实施例中，质量分析器716是TOF装置。

离子源装置711离子化样本的分析物，产生分析物离子。质谱仪710的离子源装置711可以是本领域中已知的任何离子源装置。在各种实施例中，合适的离子源可以包括但不限于电喷雾离子源(ESI)、电子撞击源和快速原子轰击源、大气压化学电离源(APCI)、大气压光电离(APPI)源或基质辅助激光解吸源(MALDI)。在优选的实施例中，使用电喷雾电离。

质谱仪710的两用电子束产生单元714定位于质谱仪710的质量分析器716与离子源装置711之间。在第一模式中，当质谱仪710处于MS模式时，两用电子束产生单元714直接地或通过质谱仪710的一个或多个其他单元将分析物离子传输到质量分析器716以进行质量分析。

或者，在第一模式中，当质谱仪710处于MS/MS模式时，两用电子束产生单元714将分析物离子碎裂成产物离子，并将产物离子直接地或通过一个或多个其它单元传输到质量分析器716以用于质量分析，或将分析物离子传输到质谱仪710的碰撞池715以用于碎裂，进而又将所得产物离子传输到质量分析器716以用于质量分析。

在第二模式中，两用电子束产生单元714产生校准化合物的离子，并将校准离子直接地或通过一个或多个其它单元传输到质量分析器716以进行质量分析。注意，质谱仪710的一个或多个其他单元可包括碰撞池715。

两用电子束产生单元714可在第一模式与第二模式之间来回切换。例如，两用电子束产生单元714可以在色谱实验期间在第一模式和第二模式之间来回切换多次。

在各种实施例中，两用电子束产生单元714是ExD池。ExD池714可以是ECD池或ETD池。在优选的实施例中，ExD池714是ECD池。于是，在第一模式中，当质谱仪710处于MS/MS模式时，ExD池714接收分析物离子，使用电子束碎裂分析物离子，产生产物离子，并且直接地或者通过一个或多个其它单元将产物离子传送到质量分析器716以进行质量分析。在第二模式中，ExD池714利用电子束电离ExD池714的气体，产生校准物离子，并将校准物离子直接地或通过一个或多个其它单元传送到质量分析器716，以进行质量分析。

在各种实施例中，两用电子束产生单元714是ExD池，且碰撞池714是定位在ExD池714与质量分析器716之间的CID碰撞池。于是，在第一模式中，当质谱仪710处于MS模式时，ExD池714将分析物离子通过CID碰撞池715传输到质量分析器716以进行质量分析。在第二模式中，ExD池714产生校准化合物的离子，并通过CID碰撞池715将校准离子传输到质量分析器716以进行质量分析。

类似地，在第一模式中，当质谱仪710处于MS/MS模式时，ExD池714将分析物离子传送到CID碰撞池715，进而又将所得产物离子传送到质量分析器716以用于质量分析。在第二模式中，ExD池714产生校准化合物的离子，并通过CID碰撞池715将校准离子传输到质量分析器716以进行质量分析。

在各种实施例中，校准物化合物包括背景气体。

背景气体可以包括空气成分或真空泵油成分。

在各种实施例中，质谱仪710进一步包括流体耦合到两用电子束产生单元714的气体源717。气体源717向两用电子束产生单元714提供校准化合物作为气体校准物。

在各种实施例中，在第二模式中，两用电子束产生单元714通过施加动能在24eV与150eV之间的电子束来电离气体校准物。

在各种实施例中，两用电子束产生单元714通过施加具有小于2eV的动能的电子束来使分析物离子碎裂。

在各种实施例中，校准设备进一步包括处理器720，用于控制离子源装置711、ExD池714、气体源717、CID碰撞池715和质量分析器716。处理器720可以是但不限于控制器、计算机、微处理器、图1的计算机系统、或能够向质谱仪710的组件发送控制信号和数据并从其接收控制信号和数据并处理数据的任何装置。

用于校准质量分析器的方法

图9是根据各种实施例的示出用于校准质量分析器的方法900的示例性流程图。

在方法900的步骤910中，使用处理器，质谱仪的离子源装置被指示电离样本的分析物，产生分析物离子。

在步骤920中，使用处理器，当质谱仪处于MS模式时，在第一模式中，位于质谱仪的质量分析器与离子源装置之间的质谱仪的两用电子束产生单元被指示直接地或通过质谱仪的一个或多个其它单元将分析物离子传输到质量分析器以进行质量分析。

在步骤930中，使用处理器，当质谱仪处于MS/MS模式时，在第一模式中，两用电子束产生单元被指示将分析物离子碎裂成产物离子，并直接地或通过所述一个或多个其它单元将产物离子传输到质量分析器以进行质量分析，或将分析物离子传输到质谱仪的碰撞池以进行碎裂，进而又将所得产物离子传输到质量分析器以进行质量分析。

在步骤940中，使用处理器，在第二模式中，两用电子束产生单元被指示产生校准化合物的离子，并直接地或通过所述一个或多个其它单元将校准离子传输到质量分析器以进行质量分析。

用于校准质量分析器的计算机程序产品

在各种实施例中，计算机程序产品包括非暂时性有形计算机可读存储介质，其内容包括具有指令的程序，所述指令在处理器上执行以便执行用于校准质量分析器的方法。该方法由包括一个或多个不同软件模块的系统执行。

图10是根据各种实施例的包括执行用于校准质量分析器的方法的一个或多个不同软件模块的系统1000的示意图。系统1000包括控制模块1010。

控制模块1010指示质谱仪的离子源装置电离样本的分析物，产生分析物离子。

当质谱仪处于MS模式时，在第一模式中，控制模块1010指示位于质谱仪的质量分析器与离子源装置之间的质谱仪的两用电子束产生单元直接地或通过质谱仪的一个或多个其它单元将分析物离子传输到质量分析器以用于质量分析。

当质谱仪处于MS/MS模式时，在第一模式中，控制模块1010指示两用电子束产生单元将分析物离子碎裂成产物离子，并将产物离子直接地或通过所述一个或多个其它单元传输到质量分析器以进行质量分析，或将分析物离子传输到质谱仪的碰撞池以进行碎裂，进而又将所得产物离子传输到质量分析器以用于质量分析。

在第二模式中，控制模块1010指示两用电子束产生单元产生校准化合物的离子，并直接地或通过所述一个或多个其它单元将校准离子传输到质量分析器以使用控制模块进行质量分析。

虽然结合各种实施例描述了本教导，但是本教导并不旨在局限于这些实施例。相反，本教导涵盖各种替代、修改和等同物，如同本领域技术人员将理解的。

此外，在描述各种实施例时，本说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在方法或过程不依赖于本文所陈述的特定步骤次序的程度上，方法或过程不应限于所描述的特定步骤序列。如本领域普通技术人员将理解的，其它步骤序列也是可能的。因此，在说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对保护范围的限制。此外，针对方法和/或过程的保护范围不应限于以所写的顺序执行其步骤，并且本领域技术人员可以容易地理解，顺序可以改变并且仍然保持在各种实施例的精神和范围内。