具体实施方式

计算机实现的系统

图1是图示了计算机系统100的框图，本教导的实施例可以在该计算机系统100上实施。计算机系统100包括用于传送信息的总线102或其他通信机构，以及与总线102耦合用于处理信息的处理器104。计算机系统100还包括存储器106，该存储器106可以是随机存取存储器(RAM)或其他动态存储设备，该存储器106耦合到总线102用于存储要由处理器104执行的指令。存储器106还可以用于存储要由处理器104执行的指令的执行期间的临时变量或其他中间信息。计算机系统100还包括耦合到总线102用于存储处理器104的指令和静态信息的只读存储器(ROM)108或其他静态存储设备。诸如磁盘或光盘之类的存储设备110被提供并耦合到总线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，诸如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)之类，用于向计算机用户显示信息。包括字母数字键和其他键的输入设备114耦合到总线102，用于将信息和命令选择传送到处理器104。另一种类型的用户输入设备是光标控制116，诸如鼠标、轨迹球或光标方向键之类，用于将方向信息和命令选择传送到处理器104并用于控制显示器112上的光标移动。这个输入设备通常具有在第一轴(即x)和第二轴(即y)两个轴上的两个自由度，其允许设备指定平面中的位置。

计算机系统100可以执行本教导。与本教导的某些实施方式一致，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，由计算机系统100提供结果。这样的指令可以从诸如存储设备110之类的另一计算机可读介质读入存储器106。包含在存储器106中的指令的序列的执行使处理器104执行本文描述的过程。替代地，可以使用硬连线电路系统代替软件指令或与软件指令结合使用以实施本教导。因此本教导的实施不限于硬件电路系统和软件的任何特定组合。

在各种实施例中，计算机系统100可以跨网络连接到像计算机系统100的一个或多个其他计算机系统，以形成联网系统。网络可以包括私有网络或诸如互联网之类的公共网络。在联网系统中，一个或多个计算机系统可以存储数据并将数据提供给其他计算机系统。在云计算场景中，存储和提供数据的一个或多个计算机系统可以被称为服务器或云。例如，一个或多个计算机系统可以包括一个或多个网络服务器。例如，向服务器或云发送数据和从服务器或云接收数据的其他计算机系统可以被称为客户端或云设备。

如本文所使用的术语“计算机可读介质”是指参与向处理器104提供指令用于执行的任何介质。这样的介质可以采用许多形式，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，诸如存储设备110之类。易失性介质包括动态存储器，诸如存储器106之类。传输介质包括同轴线缆、铜线和光纤，包括构成总线102的线。

计算机可读介质或计算机程序产品的一般形式包括例如软磁盘、软盘、硬盘、磁带或任何其他磁性介质，CD-ROM、数字视频盘(DVD)、蓝光盘、任何其他光学介质，拇指驱动器、存储卡、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其他存储芯片或磁带盒，或计算机可以从中读取的任何其他有形介质。

各种形式的计算机可读介质可能涉及将一个或多个指令的一个或多个序列携带到处理器104以供执行。例如，指令最初可以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在电话线上接收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携带数据到存储器106，处理器104从存储器106取回并执行指令。由存储器106接收的指令可以可选地在由处理器104执行之前或之后被存储在存储设备110上。

根据各种实施例，被配置为由处理器执行以实行方法的指令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设备。例如，计算机可读介质包括如本领域已知的用于存储软件的光盘只读存储器(CD-ROM)。计算机可读介质由适于执行配置为待执行的指令的处理器访问。

为了说明和描述的目的，已呈现了本教导的各种实施方式的以下描述。其不是详尽的并且不将本教导限制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括软件，但本教导可以实施为硬件和软件的组合或单独以硬件实施。面向对象和非面向对象的编程系统两者均可以实施本教导。

使用更少的通道用于定性分析

如上所述，一些传统的飞行时间(TOF)质量分析器使用包括四通道数字化器的离子检测系统。例如，四通道数字化器可以包括时数转换器(TDC)或模数转换器(ADC)。多通道离子检测系统提供两个主要优点：通过通道的独立校准(也被称为通道对齐)的改善的分辨率和增强的动态范围。

TOF质量分析器上的分辨率是仪器性能的关键动因。不幸地，随着时间的推移，TOF质量分析器的分辨率可以降低，直到其不再能够被客户接受。

对于多通道TOF质量分析器，一些通道的分辨率可以比其他通道降低得更快和更多。例如，在四通道TOF质量分析器中，由接收来自两个最外侧电极的数据的两个通道测量的分辨率通常比由接收来自两个最内侧电极的数据的两个通道测量的分辨率降低得更快。

首先，简单地丢弃来自具有降低的分辨率的任何通道的数据可能看起来是这个问题的解决方案。然而，丢弃即使是单个通道的信号也可以降低TOF质量分析器的整体灵敏度，并违背了使用多通道离子检测系统的初衷。

作为结果，需要额外的系统和方法来解决TOF质量分析器的多通道离子检测系统的一些通道中的降低的分辨率的问题。

本领域普通技术人员可以理解，术语“质量分析器”和“质谱仪”可以互换使用。通常，质量分析器是指在质谱仪的一个或多个级处的设备。换句话说，质量分析器通常只是质谱仪的一个部件。然而，在工业实践中通常用其质量分析器的措辞来指整个质谱仪。例如，包括TOF质量分析器的质谱仪常常被称为TOF质谱仪，即使TOF质量分析器只是一个部件。

分辨率和通道对齐

多通道离子检测系统的优点之一是通过被称为通道对齐的通道的独立校准来改善分辨率。需要通道对齐是由于在离子包撞击检测器时，这些离子包以非理想的方式成形。

图2是TOF离子检测系统的侧视图200，示出了示例性离子包，就在它们撞击TOF离子检测系统的微通道板(MCP)之前，示例性离子包各自具有理想的形状和理想的取向。MCP是一种将MCP的一侧上的离子撞击转换为MCP的对应另一侧上的电子发射的设备。通常，MCP针对每次离子撞击产生许多电子。作为结果，MCP充当离子撞击的倍增器或放大器。由于这种放大效应，多个MCP也可以串联使用，以增加离子撞击的放大率。

离子包201和202的形状关于图2的MCP 210是理想的，因为这些形状基本上为与MCP 210相同的平坦形状。换句话说，由于这种形状，离子包201的所有离子将同时击中MCP210，以及离子包202的所有离子也将同时击中MCP 210。

离子包201和202的取向关于MCP 210是理想的，因为这些取向基本上平行于MCP210。同样，这种取向允许离子包201的所有离子同时击中MCP 210，以及离子包202的所有离子同时击中MCP 210。

离子包的形状和取向是重要的，因为它们影响TOF离子检测系统的分辨率。同样，在TOF离子检测系统中，分辨率基本上是指可以多好地测量离子包之间的距离。换句话说，最高分辨率将是仍能分辨两个不同的离子包的这两个离子包之间的最小距离。

图2中的离子包201和202的理想的形状和理想的取向允许非常高的分辨率。具有这种形状和取向的离子包即使放置得比离子包201和202近得多也可以被分辨。然而，通过两个不同的离子包仍然可以被分辨的情况下这两个离子包之间的最小距离增加，具有非理想的形状和非理想的取向的离子包可以降低分辨率。

图3是TOF离子检测系统的侧视图300，示出了示例性离子包，就在它们撞击TOF离子检测系统的MCP之前，示例性离子包各自具有理想的形状和非理想的取向。在图3中，离子包301和302关于MCP 210以一定角度定向或倾斜。离子束内离子包301和302的这种倾斜导致在分辨率上的降低。

通过确定离子包301和302是否可以放置为更靠近在一起且仍然可以在MCP 210处区分，可以看到在分辨率上的这种降低。如果离子包301放置得更靠近离子包302，则离子包301的前缘立即开始与离子包302的后缘重叠。如果这些边缘重叠，则离子包不能在MCP 210处区分。这意味着离子包301和302不能放置得更靠近在一起。因此，图2和图3的比较示出了非理想的取向可以如何降低分辨率。

实践中，TOF质量分析器通常产生具有倾斜取向或非理想的取向的离子包。然而，幸运地，存在对于这个问题的传统的补救措施。为了补偿倾斜的包，可以在校准步骤中相应地倾斜MCP，以解决具有倾斜取向或非理想的取向的离子包。非理想的离子包形状也可以降低分辨率。

图4是TOF离子检测系统的侧视图400，示出了示例性离子包，就在它们撞击TOF离子检测系统的MCP之前，示例性离子包各自具有非理想的形状和理想的取向。在图4中，离子包401和402关于MCP 210具有弧形香肠或凸起形状。例如，离子包401的长度411约为40mm，并且离子包401的凸起412的深度远小于1mm。TOF质量分析器中离子包401和402的凸起形状是常见的。

这种凸起形状降低了离子检测系统的分辨率。像图3的离子包301和302，如果图4的离子包401和402比图4中所示的更近，则无法在MCP 210处分辨图4的离子包401和402。这是因为，例如，如果离子包401和402放置得些许更靠近在一起，则离子包402的两个后缘将与离子包401的前缘重叠。像离子包，MCP也可以具有非理想的形状。在实践中，MCP常常具有凸起形状。

四通道数字化器

传统的TOF离子检测系统已通过使用四个电极和四通道数字化器来补偿由离子包的凸起形状和MCP的凸起形状引起的分辨率的损失。

图5是TOF离子检测系统的侧视图500，示出了如何使用四个电极和四通道数字化器来获得各自具有非理想的形状的示例性离子包的数字化信号以改善分辨率。在图5中，串联定位的两个MCP 510被具有凸起形状的离子包301和302撞击。由MCP 510产生的倍增电子被四个分段阳极电极板521、522、523和524收集。阳极电极板521、522、523和524中的每个阳极电极板都电连接到四通道数字化器530的单独的通道。

四通道数字化器530例如是ADC或TDC。例如，阳极电极板521、522、523和524中的每个阳极电极板也可以通过四通道前置放大器(未示出)电连接到四通道数字化器530。四通道前置放大器放大从电极板接收到的电信号。

MCP 510基本上将一侧上的离子撞击图像转换为另一侧上的对应的电子发射图像。尽管离子包301和302具有凸起形状，但它们在MCP 510的任一侧上的图像具有矩形图案或形状。

图6是图5的MCP的撞击侧的前视图600，示出了离子包以矩形图案撞击MCP。在图6中，图5的MCP 510的侧511被图5的离子包301和302以矩形图案或图像305撞击。因为图5的离子包301和302具有凸起形状，因此每个包的离子首先撞击图6的矩形图案305的中心或内部部分。之后，每个包的离子撞击矩形图案305的外面的两个边缘。通常，矩形图案305具有约10mm的宽度307，以及约40mm的长度309。电子从图5的MCP 510的另一侧以与矩形图案305相同的矩形图案发射。

图7是图5的四个电极的前视图700。例如，图7示出了如何定位四个分段阳极电极板521、522、523和524以检测来自圆形MCP的离子。使用产生电子的对应矩形图案305的MCP将电子发射到电极521、522、523和524上。

阳极电极板521、522、523和524中的每个阳极电极板能够随着时间检测矩形图案305的不同部分。注意，矩形图案沿着矩形图案的长度最为凸出，因为矩形图案比它的宽长得多。通过随着时间检测矩形图案305的不同部分，检测每个离子包的凸起形状。

返回图5，四通道数字化器530的四个通道531、532、533和534被校准以组合或对齐在不同时间来自不同通道的测量结果，以解决离子包的纵向凸起。

图8是示例性的时间图系列800，示出了如何对齐或组合来自图5中的四通道数字化器的四个通道的测量结果以补偿离子包的非理想的形状并改善离子检测系统的整体分辨率。每个时间图都是电子通量强度随时间变化的曲线图。

在图8中，时间图851分别示出了在图5的四通道数字化器530的通道531中测量的图5的离子包302和301的强度812和811。图8的时间图852分别示出了在图5的四通道数字化器530的通道532中测量的图5的离子包302和301的强度822和821。图8的时间图853分别示出了在图5的四通道数字化器530的通道533中测量的图5的离子包302和301的强度832和831。最后，图8的时间图854分别示出了在图5的四通道数字化器530的通道534中测量的图5的离子包302和301的强度842和841。

在图8的时间图860中，将时间图851、852、853和854中测量的强度进行组合。例如，这些值在时间图860中求和。这导致图5的离子包302和301中的每个离子包的两个强度峰，一个是来自图5的两个内部电极板522和523的测量结果的组合，而一个是来自图5的两个外部电极板521和524的测量结果的组合。例如，在图8的时间图860中，峰861和862是从图5的离子包302测量的两个强度峰，而峰863和864是从图5的离子包301测量的两个强度峰。

注意，在图5中，由于离子包的凸起形状，在电极522和523处对离子包的中心离子或内部离子的检测与在电极521和524处对离子包的外部离子的检测之间的时间差是Δt501。在图8中，这个Δt 501是峰861和862的中心之间的差，而Δt 502是峰863和864的中心之间的差。由离子包的凸起形状而产生的这个时间差Δt 501或Δt 502降低检测分辨率。其通过减少针对两个不同的包可以测量的强度之间的空间来降低检测分辨率。换句话说，如时间图860中所示，因为由于离子包的凸起形状，单个离子包的强度随着时间而展开，因此分辨率降低。

然而，因为使用了多个通道来测量离子包的凸起形状的不同部分，因此补偿强度的展开是可能的。这示出在时间图870中。基本上，在图8的时间图870中，图5的离子包302的峰861和862被组合成峰871，而图5的离子包302的峰863和864被组合成峰872。换句话说，图5的数字化器530被校准以将通道531和534的强度与通道532和533的强度对齐。例如，使用校准方程m＝a×(t-t₀)²来进行这个校准，其中m是质量，a是斜率，t是时间，并且t₀是时间偏移。一旦校准，就组合了所有四个通道的强度。

图8的时间图870示出了分辨率已恢复。换句话说，不同包的峰(871和872)之间的间距已增加。如果图5的离子包重叠，则可以更清楚地示出这一点。

图9是与图5中所示相同的TOF离子检测系统的侧视图900，其中示例性离子包重叠。在图9中，离子包901的前部与离子包902的后缘重叠。如果仅使用一个电极和一个数字化通道，则不能区分离子包901和902。然而，通过使用分离的电极和四通道数字化器，可以区分包901和902。

图10是示例性的时间图系列1000，示出了如何对齐或组合来自图9中的四通道数字化器的四个通道的测量结果以补偿离子包的非理想的形状并改善离子检测系统的整体分辨率，即使在离子包重叠时。在图10中，时间图1051分别示出了在图9的四通道数字化器530的通道531中测量的图9的离子包902和901的强度1012和1011。图10的时间图1052分别示出了在图9的四通道数字化器530的通道532中测量的图9的离子包902和901的强度1022和1021。图10的时间图1053分别示出了在图9的四通道数字化器530的通道533中测量的图9的离子包902和901的强度1032和1031。最后，图10的时间图1054分别示出了在图9的四通道数字化器530的通道534中测量的图9的离子包902和901的强度1042和1041。

在图10的时间图1060中，将时间图1051、1052、1053和1054中测量的强度组合。这导致图9的离子包902和901中的每个离子包的两个强度峰，一个是来自图9的两个内部电极板522和523的测量结果的组合，而一个是来自图9的两个外部电极板521和524的测量结果的组合。例如，在图10的时间图1060中，峰1061和1062是从图9的离子包902测得的两个强度峰，而峰1063和1064是从图9的离子包901测得的两个强度峰。

注意，在图10中，图9的离子包902的峰1062与图9的离子包901的峰1063重叠。这示出由图9中的离子包的凸起形状引起的重叠降低了分辨率。

然而，因为使用多个通道来测量离子包的凸起形状的不同部分，因此补偿这种重叠是可能的。这被示出在时间图1070中。基本上，在图10的时间图1070中，图9的离子包902的峰1061和1062被组合成峰1071，而图9的离子包902的峰1063和1064被组合成峰1072。例如，这是通过重新校准通道531和534以匹配通道532和533上的峰位置来进行的。一旦重新校准，就组合了所有四个通道的强度，并且消除了重叠。

一些通道的低分辨率降低了整体分辨率

如上所述，对于多通道TOF质量分析器，一些通道的分辨率可以比其他通道降低得更快和更多。例如，在四通道TOF质量分析器中，由接收来自两个最外侧电极的数据的两个通道测量的分辨率通常比由接收来自两个最内侧电极的数据的两个通道测量的分辨率降低得更快。返回图7，例如，由从两个最外侧电极521和524接收数据的两个通道测量的分辨率通常比由从两个最内侧电极522和523接收数据的两个通道测量的分辨率降低得更快。

图11是根据各种实施例的示例性的时间图系列1100，示出了来自图5中的四通道数字化器的四个通道的测量结果可以如何在分辨率上变化。在图11中，时间图1151分别示出了在图5的四通道数字化器530的通道531中测量的图5的离子包302和301的强度1112和1111。图11的时间图1152分别示出了在图5的四通道数字化器530的通道532中测量的图5的离子包302和301的强度1122和1121。图11的时间图1153分别示出了在图5的四通道数字化器530的通道533中测量的图5的离子包302和301的强度1132和1131。最后，图11的时间图1154分别示出了在图5的四通道数字化器530的通道534中测量的图5的离子包302和301的强度1142和1141。

在图11中，与时间图1152和1153相比，时间图1151和1154示出了具有降低分辨率的强度。这些降低的分辨率反映了通常针对图5的两个最外侧电极521和524发现的降低的分辨率。

再有，在图11的时间图1160中，将时间图1151、1152、1153和1154中测量的强度组合。例如，将这些值在图1160中求和。这导致图5的离子包302和301中的每个离子包的两个强度峰，一个是来自图5的两个内部电极板522和523的测量结果的组合，而一个是来自图5的两个外部电极板521和524的测量结果的组合。例如，在图11的时间图1160中，峰1161和1162是从图5的离子包302测量的两个强度峰，而峰1163和1164是从图5的离子包301测量的两个强度峰。

注意，在图5中，由于离子包的凸起形状，在电极522和523处对离子包的中心离子或内部离子的检测与在电极521和524处对离子包的外部离子的检测之间的时间差是Δt501。在图11中，该Δt 501是峰1161和1162的中心之间的差，而Δt 502是峰1163和1164的中心之间的差。由离子包的凸起形状产生的这个时间差Δt 501或Δt 502降低了检测分辨率。其通过减少可以针对两个不同包测量的强度之间的空间来降低检测分辨率。换句话说，如时间图1160中所示，因为由于离子包的凸起形状，单个离子包的强度随着时间而展开，因此降低了分辨率。

然而，因为使用多个通道来测量离子包的凸起形状的不同部分，因此补偿强度的展开是可能的。这被示出在时间图1170中。基本上，在图11的时间图1170中，图5的离子包302的峰1161和1162被组合成峰1171，而图5的离子包302的峰1163和1164被组合成峰1172。换句话说，图5的数字化器530被校准以将通道531和534的强度与通道532和533的强度对齐。例如，使用校准方程m＝a×(t-t₀)²来进行校准，其中m是质量，a是斜率，t是时间，并且t₀是时间偏移。一旦校准，就组合了所有四个通道的强度。

图11的时间图1170示出了一些分辨率已被恢复。换句话说，不同包的峰(1171和1172)之间的间距已增加。然而，与时间图1152和1154中发现的分辨率相比，该分辨率仍然是降低的。换句话说，图11示出了即使在强度对齐和组合之后，两个通道中发现的降低的分辨率也降低了TOF质量分析器的整体分辨率。

仅使用最高分辨率的通道用于定性分析

在各种实施例中，TOF质量分析器的多通道离子检测系统的一些通道中的降低的分辨率降低了整体分辨率的问题是通过单独地使用在最高分辨率通道中检测到的信号强度用于定性分析和使用最高分辨率通道和较低分辨率通道的信号强度用于定量分析来解决的。返回图5，例如，使用数字化器530的通道532和533的数字值来获得用于定性分析的信号强度和分辨率。然而，对于定量分析(仅强度)，除了通道532和533的数字值之外，还使用数字化器530的通道531和534的数字值。

在各种实施例中，对于每个区间(m/z)处的定量分析，如果在这个相同区间(m/z)中还存在通道532和533中的信号，则一种方法是仅包括来自通道531和534的强度。这种方法忽略了来自通道531和534的较宽的、差分辨的部分的信号的一小部分，但仍捕获了大部分信号并保持了来自通道532和533的分辨率。

图12是根据各种实施例的示例性的时间图系列1200，示出了当来自四个通道的测量结果在分辨率上变化时，可以如何单独地组合来自图5中的四通道数字化器的四个通道的测量结果用于定性分析和定量分析。再有，在图12中，时间图1251分别示出了在图5的四通道数字化器530的通道531中测量的图5的离子包302和301的强度1212和1211。图12的时间图1252分别示出了在图5的四通道数字化器530的通道532中测量的图5的离子包302和301的强度1222和1221。

图12的时间图1253分别示出了在图5的四通道数字化器530的通道533中测量的图5的离子包302和301的强度1232和1231。最后，图12的时间图1254分别示出了在图5的四通道数字化器530的通道534中测量的图5的离子包302和301的强度1242和1241。

再有，在图12中，与时间图1252和1253相比，时间图1251和1254示出了具有降低分辨率的强度。这些降低的分辨率反映了通常针对图5的两个最外侧电极521和524发现的降低的分辨率。

因此，对于定性分析，仅将时间图1252的强度1222和1221以及时间图1253的强度1232和1231组合在时间图1260中，从而产生强度1262和1264。时间图1260示出了使用这种组合保留了时间图1252和1253的较高的分辨率。

对于定量分析，时间图1251的强度1212和1211以及时间图1254的强度1241和1242被组合成时间图1270的强度1261和1263。然而，仅强度1261和1263的部分被用于定量分析。例如，将强度1262和1264与强度1261和1263对齐。仅将强度1261和1263的与具有强度1262和1264的时间区间或m/z区间重叠的那些部分用于定量分析。

本领域技术人员理解，区间是用于组合强度的时间或m/z值的范围。时间图1270描绘了区间1271。区间1271示出了在四个区间中强度1261与强度1262重叠，并且在四个区间中强度1263与强度1264重叠。然后将强度1261的四个区间的强度和强度1263的四个区间的强度与强度1262和1264组合用于定量分析。

在各种实施例中，针对每个通道执行峰查找。图5的通道532和533用于构建最佳分辨率峰形模型。然而，将来自所有通道的求和的信号强度用于每个峰。这需要更多的处理能力，但会捕获所有测量信号。

在替代实施例中，例如，仅具有最高分辨率的一个通道用于定性分析，而其他3个通道仅附加地用于仅强度定量分析。例如，通道532的数字值用于获取信号强度和分辨率用于定性分析。然而，对于定量分析(仅强度)，除了通道532的数字值之外，还使用数字化器530的通道531、533和534的数字值。

多通道离子检测系统

图13是根据各种实施例的用于TOF质量分析器的多通道离子检测系统的示例性图1300，其保持了TOF质量分析器的分辨率，尽管在一个或多个通道中有分辨率的损失。图13的系统包括多通道检测器和电子倍增器1305、多通道数字化器1330和处理器1340。

多通道检测器和电子倍增器1305被TOF质量分析器(未示出)的离子包1301撞击。离子包1301撞击多通道检测器和电子倍增器1305的第一侧。多通道检测器和电子倍增器1305将撞击转换成倍增电子并从多通道检测器和电子倍增器1305的第二侧上的两个或更多个分段电极1320发射倍增电子。两个或更多个分段电极1320中的每个电极对应于跨第一侧的长度的不同区域中的撞击并基于这些撞击而发射电子。

多通道数字化器1330可以是但不限于多通道ADC或多通道TDC。多通道数字化器1330电连接到两个或更多个分段电极1320。针对离子包1301中的每个离子包，多通道数字化器1330将从两个或更多个分段电极1320中的每个电极接收到的电子在多通道数字化器1330的通道中转换为数字值。例如，多通道数字化器1330是四通道设备，如图13中所示。

处理器1340可以是如图13中所示的单独的设备或者可以是由质谱仪使用的处理器或控制器。处理器1340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、或能够发送和接收控制信号和数据并且能够分析数据的任何设备。

处理器1340从多通道数字化器1330的至少两个或更多个通道接收数字值。处理器1340使用至少两个或更多个通道中的一个或多个通道的预定子集的数字值来计算关于离子包的定性信息。已知该一个或多个通道的预定子集提供了至少两个或更多个通道的最高分辨率。定性信息包括但不限于m/z峰形。

例如，图5的至少两个或更多个通道是通道531、532、533和534。一个或多个通道的预定子集包括最内侧的通道532和533，其提供通道531、532、533和534的最高分辨率。或者，例如，图5的至少两个或更多个通道是通道531、532和533。一个或多个通道的预定子集仍然包括最内侧的通道532和533，其提供通道531、532和533的最高分辨率。例如，在这种第二情况下，通道534未使用。

返回图13，在各种实施例中，处理器1340还使用至少两个或更多个通道的数字值来计算关于离子包的定量信息。定量信息包括但不限于m/z峰强度或面积。

在各种实施例中，多通道检测器和电子倍增器1305可以是例如电气系统或光电系统。如图13中所示，多通道检测器和电子倍增器1305是包括一个或多个微通道板1310和多个分段阳极电极板1320的电气系统。

一个或多个微通道板1310的系列被TOF质量分析器(未示出)的离子包1301的撞击。离子包1301在一个或多个微通道板1310的系列的第一侧上撞击一个或多个微通道板1310的系列。一个或多个微通道板1310的系列将撞击转换成从一个或多个微通道板1310的系列的第二侧发射的倍增电子。

多个分段阳极电极板1320从一个或多个微通道板1310的系列接收所发射的电子。多个分段阳极电极板1320被布置在与一个或多个微通道板1310的系列平行的平面中，并位于一个或多个微通道板1310的系列之后。

例如，多通道检测器和电子倍增器1305也可以是光电系统。

图14是根据各种实施例的用于TOF质量分析器的光电双通道离子检测系统的侧视图1400。光电双通道离子检测系统包括一个或多个微通道板1410的系列，闪烁器1420，两个或更多个分段光管1431、1432、1433和1434，第一光电倍增管(PMT)1441、第二PMT 1442和双通道数字化器1450。

在各种实施例中，双通道数字化器1450是双通道模数转换器(ADC)。在各种实施例中，双通道数字化器1450是双通道时数转换器(TDC)。

一个或多个微通道板1410的系列中的第一微通道板在一个或多个微通道板1410的系列的第一侧1411上被离子包1401以矩形图案撞击。一个或多个微通道板1410的系列将撞击转换为在一个或多个微通道板1410的系列的第二侧1412上以矩形图案发射的倍增电子。矩形图案的较长边是长度，而矩形图案的较短边是宽度。由于离子包1401的凸起形状，例如，每个包的离子在撞击矩形图案的每端处的两个外部区域之前撞击矩形图案的中心内部区域。

闪烁器1420位于与一个或多个微通道板1410的系列平行并且在一个或多个微通道板1410的系列之后。闪烁器1420在闪烁器1420的第一侧1421上接收来自一个或多个微通道板1410的系列的第二侧1412的以矩形图案发射的电子。闪烁器1420将电子转换成在闪烁器1420的第二侧1422上以矩形图案发射的光子。

两个或更多个分段光管1431、1432、1433和1434连接到闪烁器1420的第二侧1422以从闪烁器1420的第二侧1422接收光子。两个或更多个分段光管1431、1432、1433和1434一起具有足够大的面积以接收来自矩形图案的光子。两个或更多个光管1431、1432、1433和1434包括一个或多个内部光管1432和1433，其定位成接收来自矩形图案的中心内部区域的光子。两个或更多个光管1431、1432、1433和1434包括一个或多个外部光管1431和1434，其定位成接收来自矩形图案的每端处的两个外部区域的光子。

第一光电倍增管1441连接到一个或多个内部光管1432和1433，并且针对每个包将由一个或多个内部光管1432和1433接收的光子转换为第一倍增电子。第二光电倍增管1442连接到一个或多个外部光管1431和1434，并且针对每个包将由一个或多个外部光管1431和1434接收的光子转换为第二倍增电子。

双通道数字化器1450包括电连接到第一光电倍增管1441的第一通道1451，其针对每个离子包将第一倍增电子转换成第一数字值。双通道数字化器1450包括电连接到第二光电倍增管1442的第二通道1452，其针对每个离子包将第二倍增电子转换成第二数字值。

第一通道1451和第二通道1452被独立地校准以在时间上对齐第一数字值和第二数字值，并且解决每个离子包的离子撞击的凸起形状。

返回图13，在各种实施例中，处理器1340通过使用预定子集的数字值的强度，以及使用至少两个或更多个通道中的其余通道的仅在也包括预定子集的数字值的强度的每个m/z或时间区间处的数字值的强度来计算关于离子包的定量信息。

在各种实施例中，处理器1340通过在接收到所有离子包1301之后对至少两个或更多个通道中的每个通道的数字值执行m/z峰查找，使用预定子集的数字值的强度以构建最佳分辨率m/z峰形，并使用至少两个或更多个通道的数字值的强度以计算每个m/z峰的总和强度来计算关于离子包的定量信息。

在各种实施例中，在TOF质量分析器的自动调谐分辨过程期间确定至少两个或更多个通道中的已知为提供最高分辨率的一个或多个通道的预定子集。例如，TOF质量分析器的自动调谐分辨过程通常由客户每周或每月运行一次。

在各种实施例中，预定子集包括一个通道。

在各种实施例中，对于四通道数字化器，如图13中所示，预定子集包括两个通道。

在各种实施例中，多通道数字化器1330电连接到多个分段阳极电极板以提供用于每个板的通道。

在各种实施例中，多通道数字化器1330电连接到多个分段阳极电极板以提供用于两个或更多个板的通道。例如，美国临时申请No.62/470,486描述了多通道离子检测系统，其中多通道数字化器提供用于两个分段阳极电极板的通道。

多通道离子检测方法

图15是根据各种实施例的示例性流程图1500，示出了用于保持TOF质量分析器的分辨率的方法，尽管在TOF质量分析器的多通道离子检测系统的一个或多个通道中有分辨率的损失。

在方法1500的步骤1510中，使用多通道检测器和电子倍增器将TOF质量分析器的离子包在多通道检测器和电子倍增器的第一侧上的撞击转换成倍增电子，并且从多通道检测器和电子倍增器的第二侧上的两个或更多个分段电极发射倍增电子。两个或更多个分段电极中的每个电极对应于跨第一侧的长度的不同区域中的撞击并基于这些撞击而发射电子。

在步骤1520中，使用多通道数字化器针对离子包中的每个离子包将由两个或更多个分段电极的每个电极接收到的电子在多通道数字化器的通道中转换成数字值。

在步骤1530中，使用处理器接收来自多通道数字化器的至少两个或更多个通道的数字值，并且使用至少两个或更多个通道中的已知为提供至少两个或更多个通道的最高分辨率的一个或多个通道的预定子集的数字值来计算关于离子包的定性信息。

多通道离子检测计算机程序产品

在各种实施例中，计算机程序产品包括有形的计算机可读存储介质，其内容包括具有指令的程序，其在处理器上执行以便执行用于保持TOF质量分析器的分辨率的方法，尽管在TOF质量分析器的多通道离子检测系统的一个或多个通道中有分辨率的损失。这种方法由包括一个或多个不同的软件模块的系统执行。

图16是根据各种实施例的包括一个或多个不同的软件模块的系统1600的示意性图，该一个或多个不同的软件模块执行用于保持TOF质量分析器的分辨率的方法，尽管在TOF质量分析器的多通道离子检测系统的一个或多个通道中有分辨率的损失。系统1600包括测量模块1610和分析模块1620。

测量模块1610指示多通道检测器和电子倍增器将TOF质量分析器的离子包对多通道检测器和电子倍增器的第一侧的撞击转换成倍增电子，并从多通道检测器和电子倍增器的第二侧上的两个或更多个分段电极发射倍增电子。两个或更多个分段电极中的每个电极对应于跨第一侧的长度的不同区域中的撞击并基于这些撞击而发射电子。

测量模块1610指示多通道数字化器针对离子包中的每个离子包将两个或更多个分段电极中的每个电极接收到的电子在多通道数字化器的通道中转换成数字值。

分析模块1620从多通道数字化器的至少两个或更多个通道接收数字值。分析模块1620使用至少两个或更多个通道中的已知为提供两个或更多个通道的最高分辨率的一个或多个通道的预定子集的数字值来计算关于离子包的定性信息。

虽然结合了各种实施例来描述本教导，但其并不旨在将本教导限于这些实施例。相反，如本领域技术人员将理解的，本教导涵盖各种替代、修改和等同。

此外，在描述各种实施例时，说明书可能已将方法和/或过程呈现为特定顺序的步骤。然而，就该方法或过程不依赖于本文阐述的特定步骤顺序而言，该方法或过程不应限于所描述的特定顺序的步骤。本领域普通技术人员将理解，其他顺序的步骤也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，涉及该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写的顺序执行它们的步骤，并且本领域技术人员可以容易地理解，可以改变顺序并且仍然保持在各种实施例的精神和范围内。