一种用于提升质谱仪器分辨率的数值分析方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了用于用于提升质谱仪器分辨率的数值分析方法，包括如下步骤：根据预定义的多个电极初始电压值进行离子模拟运动，生成第一分辨率集合；根据第一搜索条件对第一分辨率集合中的极大值变化进行判断，若第一分辨率集合中的极大值发生变化，否则生成第一优解集合，并执行下述；根据第一优解集合对应的多个电极的电压值进行离子模拟运动，生成第二分辨率集合；根据第二搜索条件对第二分辨率集合中的极大值是否变化进行判断，否则生成第二优解集合，其中，所述第二搜索条件的搜索步长小于所述第一搜索条件。能够通过先全局粗查后局部细搜的搜索方式，相比单次搜索其结果更优更准确，对比全局细搜能免去大量不必要的计算，节省时间。

A numerical analysis method and device for improving the resolution of mass spectrometer

【技术实现步骤摘要】
一种用于提升质谱仪器分辨率的数值分析方法及装置
本专利技术涉及质谱仪分析
，尤其涉及一种用于提升质谱仪器分辨率的数值分析方法及装置。
技术介绍
质谱仪的分辨率是衡量质谱定性能力的一个重要指标，是指质谱仪能够将质量相近的两个峰分开的能力。对于飞行时间质谱等类型的仪器，分辨率在数值上，等于质谱图中某个离子峰的质荷比除以该峰的半峰宽。质谱仪的分辨本领越高，质谱能够区分相邻峰的能力越强，或者能够区分不同物质的质量更精细，也就是说其定性不同物质的能力越强。但是分辨率受离子的运动轨迹影响，为了获取精确的离子运动轨迹，往往采用离子聚焦条件求解的方法，一般通过泰勒展开得到高阶聚焦条件，但是对于一些复杂飞行轨迹的离子，在传统方法上无法获取离子轨迹方程，从而导致这类离子复杂飞行的仪器分辨率较难通过模拟的方法提高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种用于提升质谱仪器分辨率的数值分析方法及装置，能够提高对于复杂飞行轨迹的离子的分辨率，克服了现有技术中不能获取离子飞行轨迹，从而导致分辨率不高的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术第一方面公开了一种用于提升质谱仪器分辨率的数值分析方法，包括如下步骤：根据预定义的多个电极初始电压值进行离子模拟运动，生成第一分辨率集合；根据第一搜索条件对所述第一分辨率集合中的极大值是否变化进行判断，若所述第一分辨率集合中的极大值发生变化，则根据所述第一搜索条件进行迭代操作至所述第一分辨率集合中的极大值不变，否则，生成第一优解集合，并执行下述步骤；根据所述第一优解集合对应的多个电极的电压值进行离子模拟运动，生成第二分辨率集合；根据第二搜索条件对所述第二分辨率集合中的极大值是否变化进行判断，若所述第二分辨率集合中的极大值发生变化，则根据所述第二搜索条件进行迭代操作至所述第二分辨率集合中的极大值不变，否则，生成第二优解集合，其中，所述第二搜索条件的搜索步长小于所述第一搜索条件；将所述第二优解集合作为提升质谱分辨率的电极电压组合，对所述离子飞行轨迹进行分析。在一些实施方式中，根据预定义的多个电极初始电压值进行离子模拟运动，生成第一分辨率集合，包括如下步骤：在MATLAB中定义多个电极的初始电压值；通过MATLAB调用Simion，并根据所述多个电极的初始电压值实现离子模拟运动；将所述离子模拟运动中获取的数据反馈至MATLAB中进行计算得到所述第一分辨率集合，其中，所述计算公式为：R为分辨率，T为离子飞行时间，△T为离子聚焦时间。在一些实施方式中，根据第一搜索条件对所述第一分辨率集合中的极大值是否变化进行判断，若所述第一分辨率集合中的极大值发生变化，则根据所述第一搜索条件进行迭代操作至所述第一分辨率集合中的极大值不变，否则，生成第一优解集合，并执行下述步骤，包括如下步骤：将所述第一搜索条件配置为基于单纯行法对所述离子的分辨率集合进行范围搜索；根据所述第一搜索条件判断所述第一分辨率集合中的极大值是否变化；若所述第一分辨率集合中的极大值发生变化，更改所述预定义的多个电极初始电压值，进行离子模拟运动至所述第一分辨率集合中的极大值不变；或若所述第一分辨率集合中的极大值不变，将当前的第一分辨率集合作为所述第一优解集合。在一些实施方式中，根据第二搜索条件对所述第二分辨率集合中的极大值是否变化进行判断，若所述第二分辨率集合中的极大值发生变化，则根据所述第二搜索条件进行迭代操作至所述第二分辨率集合中的极大值不变，否则，生成第二优解集合，其中，所述第二搜索条件的搜索步长小于所述第一搜索条件，包括如下步骤：将所述第二搜索条件配置为基于单纯行法对所述离子的分辨率集合根据预置的搜索步长进行范围搜索，并且其搜索步长小于所述第一搜索条件的搜索步长；根据所述第二搜索条件判断所述第二分辨率集合中的极大值是否变化；若所述第二分辨率集合中的极大值发生变化，更改所述多个电极的电压值，进行离子模拟运动至满足所述第二搜索条件；或若所述第二分辨率集合中的极大值不变，将当前的第二分辨率集合作为所述第二优解集合。根据本专利技术的第二个方面，提供了一种用于提升质谱仪器分辨率的数值分析装置，所述装置包括：第一解集模块，用于根据预定义的多个电极初始电压值进行离子模拟运动，生成第一分辨率集合；粗略搜索模块，用于根据第一搜索条件对所述第一分辨率集合中的极大值是否变化进行判断，若所述第一分辨率集合中的极大值发生变化，则根据所述第一搜索条件进行迭代操作至所述第一分辨率集合中的极大值不变，否则，生成第一优解集合，并执行下述第二解集模块；第二解集模块，用于根据所述第一优解集合对应的多个电极的电压值进行离子模拟运动，生成第二分辨率集合；精细搜索模块，用于根据第二搜索条件对所述第二分辨率集合中的极大值是否变化进行判断，若所述第二分辨率集合中的极大值发生变化，则根据所述第二搜索条件进行迭代操作至所述第二分辨率集合中的极大值不变，否则，生成第二优解集合，其中，所述第二搜索条件的搜索步长小于所述第一搜索条件；分析模块，用于将所述第二优解集合作为提升质谱分辨率的电极电压组合，对所述离子飞行轨迹进行分析。在一些实施方式中，所述第一解集模块包括：运动模拟单元，用于在MATLAB中定义多个电极的初始电压值，通过MATLAB调用Simion，并根据所述多个电极的初始电压值实现离子模拟运动；计算单元，用于将所述离子模拟运动中获取的数据反馈至MATLAB中进行计算得到所述第一分辨集合，其中，所述计算公式为：R为分辨率，T为离子飞行时间，△T为离子聚焦时间。在一些实施方式中，所述粗略搜索模块包括：第一配置单元，用于将所述第一搜索条件配置为基于单纯行法对所述离子的分辨率集合进行范围搜索；第一判断单元，用于根据所述第一搜索条件判断所述第一分辨率集合中的极大值是否变化；若所述第一分辨率集合中的极大值发生变化，更改所述预定义的多个电极初始电压值，进行离子模拟运动至所述第一分辨率集合中的极大值不变；或若所述第一分辨率集合中的极大值不变，将当前的第一分辨率集合作为所述第一优解集合。在一些实施方式中，所述精细搜索模块包括：第二配置单元，用于将所述第二搜索条件配置为基于单纯行法对所述离子的分辨率集合根据预置的搜索步长进行范围搜索；第二判断单元，用于根据所述第二搜索条件判断所述第二分辨率集合中的极大值是否变化；若所述第二分辨率集合中的极大值发生变化，更改所述多个电极的电压值，进行离子模拟运动至满足所述第二搜索条件；或若所述第二分辨率集合中的极大值不变，将当前的第二分辨率集合作为所述第二优解集合。本专利技术第三方面公开了另一种用于提升质谱仪器分辨率的数值分析装置，所述装置包括：存储有可执行程序代码的存储器；与所述存储器耦合的处理器；所述处理器调用所述存储器中存储的所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于提升质谱仪器分辨率的数值分析方法，其特征在于，包括如下步骤：/n根据预定义的多个电极初始电压值进行离子模拟运动，生成第一分辨率集合；/n根据第一搜索条件对所述第一分辨率集合中的极大值是否变化进行判断，若所述第一分辨率集合中的极大值发生变化，则根据所述第一搜索条件进行迭代操作至所述第一分辨率集合中的极大值不变，否则，生成第一优解集合，并执行下述步骤；/n根据所述第一优解集合对应的多个电极的电压值进行离子模拟运动，生成第二分辨率集合；/n根据第二搜索条件对所述第二分辨率集合中的极大值是否变化进行判断，若所述第二分辨率集合中的极大值发生变化，则根据所述第二搜索条件进行迭代操作至所述第二分辨率集合中的极大值不变，否则，生成第二优解集合，其中，所述第二搜索条件的搜索步长小于所述第一搜索条件；/n将所述第二优解集合作为提升质谱分辨率的电极电压组合，对所述离子飞行轨迹进行分析。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于提升质谱仪器分辨率的数值分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
根据预定义的多个电极初始电压值进行离子模拟运动，生成第一分辨率集合；
根据第一搜索条件对所述第一分辨率集合中的极大值是否变化进行判断，若所述第一分辨率集合中的极大值发生变化，则根据所述第一搜索条件进行迭代操作至所述第一分辨率集合中的极大值不变，否则，生成第一优解集合，并执行下述步骤；
根据所述第一优解集合对应的多个电极的电压值进行离子模拟运动，生成第二分辨率集合；
根据第二搜索条件对所述第二分辨率集合中的极大值是否变化进行判断，若所述第二分辨率集合中的极大值发生变化，则根据所述第二搜索条件进行迭代操作至所述第二分辨率集合中的极大值不变，否则，生成第二优解集合，其中，所述第二搜索条件的搜索步长小于所述第一搜索条件；
将所述第二优解集合作为提升质谱分辨率的电极电压组合，对所述离子飞行轨迹进行分析。


2.根据权利要求1所述的用于提升质谱仪器分辨率的数值分析方法，其特征在于，所述根据预定义的多个电极初始电压值进行离子模拟运动，生成第一分辨率集合，包括如下步骤：
在MATLAB中定义多个电极的初始电压值；
通过MATLAB调用Simion，并根据所述多个电极的初始电压值实现离子模拟运动；
将所述离子模拟运动中获取的数据反馈至MATLAB中进行计算得到所述第一分辨率集合，其中，所述计算公式为：



R为分辨率，T为离子飞行时间，△T为离子聚焦时间。


3.根据权利要求2所述的用于提升质谱仪器分辨率的数值分析方法，其特征在于，根据第一搜索条件对所述第一分辨率集合中的极大值是否变化进行判断，若所述第一分辨率集合中的极大值发生变化，则根据所述第一搜索条件进行迭代操作至所述第一分辨率集合中的极大值不变，否则，生成第一优解集合，并执行下述步骤，包括如下步骤：
将所述第一搜索条件配置为基于单纯行法对所述离子的分辨率集合进行范围搜索；
根据所述第一搜索条件判断所述第一分辨率集合中的极大值是否变化；
若所述第一分辨率集合中的极大值发生变化，更改所述预定义的多个电极初始电压值，进行离子模拟运动至所述第一分辨率集合中的极大值不变；或
若所述第一分辨率集合中的极大值不变，将当前的第一分辨率集合作为所述第一优解集合。


4.根据权利要求1所述的用于提升质谱仪器分辨率的数值分析方法，其特征在于，根据第二搜索条件对所述第二分辨率集合中的极大值是否变化进行判断，若所述第二分辨率集合中的极大值发生变化，则根据所述第二搜索条件进行迭代操作至所述第二分辨率集合中的极大值不变，否则，生成第二优解集合，其中，所述第二搜索条件的搜索步长小于所述第一搜索条件，包括如下步骤：
将所述第二搜索条件配置为基于单纯行法对所述离子的分辨率集合根据预置的搜索步长进行范围搜索，并且其搜索步长小于所述第一搜索条件的搜索步长；
根据所述第二搜索条件判断所述第二分辨率集合中的极大值是否变化；
若所述第二分辨率集合中的极大值发生变化，更改所述多个电极的电压值，进行离子模拟运动至满足所述第二搜索条件；或
若所述第二分辨率集合中的极大值不变，将当前的第二分辨率集合作为所述第二优解集合。


5.一种用于提升质谱仪器分辨率的数值分析装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈政阁，闫书雄，黄正旭，周振，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东;44