CN107112192A - 傅立叶变换质谱法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种使用质谱仪量化离子样品中的一种或多种离子种类的方法，该方法包括以下步骤：获取与所述质谱仪中的离子的运动引起的信号相对应的时域数据集；通过对其应用非对称窗函数来调整所述数据集；产生频域中吸收模式质谱包括对调整后的数据集应用傅里叶变换的步骤；对于与所述一种或多种离子种类相关联的质谱中的一个或多个峰，确定峰范围；对于每个确定的峰范围，对各峰范围内的谱数据进行积分，以产生各峰强度值；以及，基于各峰强度值，量化所述一种或多种离子种类中的每一种。

Description

傅立叶变换质谱法

技术领域

本发明涉及质谱分析，尤其而非排他地，本发明提供一种从质谱数据准确量化离子样品的各离子种类中的离子的方法。

背景技术

傅里叶变换(Fourier transform,FT)是检测离子阱中离子振荡的频率的有力工具，并且基于此，已发展出傅里叶变换质谱法(FT mass spectrometry,FTMS)。人们已经进行了许多研究，并且已经实现了精确确定振荡频率和改进分辨率的方法。例如，人们已经尝试了带特殊函数的频率轴的校准和使用频谱的吸收模式(A模式)。

然而，迄今为止，对谱中的每个峰的量化式测量未给予很多关注。换句话说，在已经产生了频率谱(由此以及m/z)的情况下，人们可能想知道与谱中的每个关注峰相对应的实际离子数。

在传统的质谱仪中，离子撞击检测器，从而得到测量信号，其中离子数可由离子检测器校准来评估。例如，针对某些参数(离子能量，施加到检测器的部件的高压HV)而测量的响应函数被应用于所述测量信号，以获得撞击检测器的实际离子数。在响应函数恒定的情况下，所述测量信号到实际离子数的转换简单地通过乘以常数来获得。当使用这种检测技术时，不存在具有不同m/z的离子的干扰。换句话说，当检测发生两组离子彼此部分重叠时，加和性(additivity)被保持，并且所得谱的峰积分通常给出每组中离子数的直接总和。

然而，在FTMS中，检测实质上不同，可能会发生人为的影响。简而言之，测量规程包括在离子阱内注入具有不同m/z值的离子，在离子阱中它们可以被捕获并在相对长的时间内进行振荡而不改变(或稍微改变)振荡周期。具有各m/z值的离子的振荡周期(或频率)有其自己的值，该值可以通过FT分析测得。

当离子在阱中振荡时，它们通过一个或多个电极(通常称为拾取(pick-up)电极)，从而在其上产生(图像)电荷的脉冲，其在时域中测得并且可被称为时域信号。此时域信号在一定的采集时间上测得；采集时间越长，频谱的频率分辨率越好。该时域信号被转换成频域中的频域信号，例如通过使用标准的离散傅立叶变换(discrete Fourier Transform,DFT)算法。因此，得到复数值的频谱：

f(t)→F(ν)＝Re(ν)+i Im(ν)

f(t)表示时域信号，Re表示FT的实部，Im表示FT的虚部，ν是频率。该频谱可被绘制为Re(ν)、lm(ν)或M(ν)，其中

其中，M(ν)是FT的幅度(magnitude)，并且通过相位因子而与F(ν)相关连：

其中，为相位。

在最简单的情况下，例如，n个离子云(每个具有一定的m/z值，即质荷比)将在M(ν)图上给出n个峰。

在FTMS中，M(ν)谱(幅度模式(或M模式)频谱)被广泛用于质谱表征。M模式的优点是谱的非负值，并且它包含来自频域的实部和虚部两者的信息。

峰强度——其反映谱中相应离子种类丰度(abundance)——通常基于关注峰的振幅(amplitude)来评估。这是从谱中进行量化式推演(quantitative deduction)的最简单最直捷的方式。换句话说，峰振幅测量是获得表征离子丰度的峰强度的最简单方式。

然而，只有当峰(例如谱中的相邻峰)彼此不混扰(干扰)并且它们都具有相同的形状(例如高斯或洛伦兹峰形)时，才可能以此方式正确地量化(量子化)特定离子种类的离子数。

M模式谱中峰的积分——其用以获得该峰下的面积以及由此获得用于峰强度的值——也可以如Kevin L.Goodner等人在JASMS 1998,9,1204-1212文献中所示地实施，该文献中详细分析了哪种窗函数和拟合函数更好地适用于以M模式表示的谱。随后，峰强度可被转换成在离子阱中进行分析的离子数的绝对值。这种基于积分的方法被期望来得到正确的相对离子丰度，特别是对于振荡期间离子空间扩展取决于其电荷密度的情况。然而，已证明，当存在信号干扰时，它对于M模式谱不起作用。

特别地，已发现，对于FTMS，使用这种技术准确地确定同一离子的同位素的丰度是特别有问题的。通常，从离子阱中的图像电荷信号获得的质谱峰强度而测得的同位素比，给出与理论值偏差显著量的值。

这是因为诸多原因。例如，在多个密切同位素峰之间经常存在干扰。此外，在自聚合可能发生时的条件下，不同的离子云分别具有不同丰度的不同衰变率(decay rate)。

US5436447描述一种使用小波变换来确定ICR FTMS中的离子丰度的方法。一定频率峰的小波变换强度被确定为时间的函数，并被以指数衰变进行拟合，以便准确找到在起始时间(激发结束)时刻的相对离子丰度。James A Bresson等人在Journal of theAmerican Society for Mass Spectrometry,1998,9,799-804的文献讨论了经由时域数据提取来校正FTICR质谱中的同位素丰度。频域中关注峰是分离的，并且傅立叶逆变换给出了对于各个质荷比的时域信号。以相同的方式，相对离子丰度由所获得的各个时域信号的比率给出。

然而，当相邻峰位于足够近的位置以至于干扰由傅立叶逆变换所获得的各个离子组的真实时域信号时，这些现有技术文献中描述的方法存在不准确性。此外，恢复的各个时域信号的准确度强烈取决于频域中的峰形。各个时域信号经由指数衰变的外推(Extrapolation)，可被用来解释信号衰减的原因为离子-气体碰撞，但它们不能充分解释其它类型的信号衰变或修正；例如自聚束(self-bunching)，其可在超高压(超高真空)条件下普遍。

此外，这些现有技术文献中描述的现有技术方法，存在执行傅立叶变换和傅立叶逆变换操作需要额外时间的这一缺点。

一种替代的现有技术方法在美国质谱学会2014摘要、Hans Pfaff、海报ThP540("基于FTMS的同位素模拟器提高质量和强度测量的准确性")中公开。为了识别测得的同位素模式，使用现有的表格模式进行搜索。采用一组模式，并将其转换为频谱，然后使用傅立叶逆变换将其转换为时域信号。这些模拟的时域信号经过标准的快速傅立叶变换过程以获得频谱和对应的质谱。所关注的实验同位素图谱与所模拟的图谱进行比较，以找到其允许该图谱归属于化合物的最佳近似。该方法允许鉴定化合物，尽管当存在若干未分辨的(或部分分辨的)峰时，有抑制振幅的FT伪影效应(FT artefact effect)。此方法在峰形状相同的假设下起作用，但情况并非总是如此。此外，该方法不能应用于例如未列在数据库中的未知同位素图谱化合物。

最近有关于使用吸收模式(A模式)谱来表示质谱的报道。该吸收模式谱(A模式)是具有相位校正F(ν)相关性(dependence)的谱的Re(ν)部分。已发现，A模式提供更好的光谱分辨率，因为它显示出好于M模式约两倍的分辨率，而无需记录任何附加信息(原始数据)[JASMS 2011,22:138-147,Yulin Qie等人]。另一篇出版物(Anal.Chem.2012,84,2923-2929,Yulin Qi等人)讨论了吸收模式傅里叶变换质谱的使用。尽管在这些现有技术文献中公开了具有各种窗函数(变迹(apodization))的吸收模式(A模式)，但文献中所讨论的研究的目的是提高质量分辨率和/或信噪比。然而，这些文件并未涉及准确量化对于任何给定峰的离子数的这一期望，并且未考虑在鉴于相邻峰干扰和空间电荷相互作用效应下如何实现这一点。

因此，现有技术未提供从峰强度准确确定实际离子丰度(离子的定量值的相对值)的方法，例如当样品中的离子数引起空间电荷相互作用时。换句话说，现有技术未提供，例如当样品中的离子数引起空间电荷相互作用时，准确量化离子样品中特定离子种类中的离子数的方法。

特别地，现有技术方法未提供用于通过测量已获取信号的傅立叶变换后(在频域中)的质谱的峰强度来确定样品中的真实离子丰度的技术，所述技术避免了与各峰相关联的实际离子丰度的偏离；例如在峰由多个未分辨的子峰组成的情况下。如上所述，在子峰是因被测样品中相同或相似离子的多个同位素的存在所致的情况下，这是特别有问题的。

发明内容

因此，在一方面，本发明提出一种——优选计算机实施的——使用质谱仪量化离子样品中一种或多种离子种类的方法，所述方法包括以下步骤：获取与所述质谱仪中的离子的运动引起的信号相对应的时域数据集；通过对其应用非对称窗函数来调整所述数据集；产生频域中吸收模式质谱包括对调整后的数据集应用傅里叶变换的步骤；对于与所述一种或多种离子种类相关联的质谱中的一个或多个峰，确定峰范围；对于每个确定的峰范围，对各峰范围内的谱数据进行积分，以产生各峰强度值；以及，基于各峰强度值，量化所述一种或多种离子种类中的每一种。

根据本发明，能够准确量化一种或多种离子种类中的各离子数。

可以选择非对称窗函数来抑制时域数据集中相对于较早数据的较晚数据。

可以选择非对称窗函数以最小化吸收模式谱中的负侧峰。

所述非对称窗函数可包括移位高斯窗函数或移位汉宁(Hann)窗函数。移位高斯窗函数或移位汉宁窗函数分别是应用有变量i的对称高斯窗函数或汉宁窗函数w(i)，该变量i按时域信号中点数N的一半移位并被拉伸两倍，使得对称窗的中点位于原点并且边缘点不移动，即w(2*(i+N/2))。

优选地，所述产生吸收模式质谱的步骤包括使用预定的相位-频率关系对复频谱(complex frequency spectrum)应用相位校正。

优选地，每个各峰范围内的谱数据的积分包括计算各峰范围内的峰面积。

优选地，峰范围定义为在(与谱的水平基准线(base line level)相交的)谱的谱曲线的两个第一过零点之间。优选地，所述两个第一过零点中的每一个位于各峰的各自侧。

所述方法可进一步包括应用校准函数来校正每个已产生的峰强度值的步骤，其中所述量化一种或多种离子中的每一种的步骤优选在校正后的强度值基础上执行。

所述校准函数可以通过执行包括以下步骤的校准过程而获得：产生一系列分别具有不同离子数的各校准离子种类；使用粒子检测器确定每个各校准离子种类的离子数；对于每种校准离子种类，采集与各校准离子种类的被检测到的相对运动相对应的各时域校准数据集；通过对其应用非对称窗函数从而调整每个校准数据集；对于每种校准离子种类，通过对各调整后的校准数据集应用傅立叶变换，生成频域中的各吸收模式质谱；对于与校准离子种类相关联的质谱中的每个峰，确定峰范围；对于每个确定的峰范围，对相各峰范围内的谱数据进行积分，以产生对于每种校准离子种类的各峰强度值；以及确定每种离子的峰强度值与所述峰强度值之间的关系，以产生对于每种校准离子种类的校准函数。

优选地，所述采集步骤对一系列分别不同的采集时间重复进行。

优选地，针对峰的校准函数对应于特定的质荷比。

优选地，所述校准函数提供每单位离子的峰面积贡献值。

所述校准过程可在获得所述时域数据集之前或之后执行。

优选地，所述吸收模式频谱通过对所述时域信号数据集、调整后的数据集或者对应用变换函数所得到的谱应用预定的相位校正函数而产生。

优选地，所述时域数据集通过包括以下步骤的测量过程而获得：产生包括多种离子的离子样品；将所述离子样品注入离子阱，并且控制所述离子以执行在离子阱中的振荡运动；通过检测由离子的运动所引起的图像电荷信号，生成所述时域数据集。

本发明可以通过一种计算机程序来实现，所述计算机程序在计算机上运行时执行根据本发明的方法。

本发明可以一种其上存储有计算机程序的计算机可读介质来实现，所述计算机程序在计算机上运行时执行根据本发明的方法。

一方面，本发明提供一种离子阱质谱仪，其包括：检测器(21)，其用于检测所述质谱仪中离子的运动，并输出指示离子运动的信号；和计算机，其设置成：获取对应于所述输出信号的时域数据集；通过对其应用非对称窗函数，从而调整所述数据集；通过对调整后的数据集应用傅立叶变换，产生在频域中的吸收模式质谱；对于与所述一种或多种离子种类相关联的质谱中的一个或多个峰，确定峰范围；对于每个确定的峰范围，对各峰范围内的谱数据进行积分，以产生各峰强度值；以及基于各峰强度值，量化所述一种或多种离子种类中的每一种。

所述质谱仪可以是静电离子阱质谱仪，例如平面静电离子阱质谱仪或轨道阱型质谱仪。轨道阱型质谱仪通常包括：径向外筒状电极；和径向内同轴布置的纺锤状电极，其捕获径向在电极之间围绕该纺锤状电极处于轨道运动的离子。

附图说明

图1示出一种可以利用本发明的静电离子阱质谱仪的示例；

图2示出使用半汉宁窗产生的傅里叶变换A模式频谱；

图3示出可在变换成质谱之前应用于时域数据的各种窗函数；

图4示出从拾取电极采集的示例时域信号；

图5A示出对于各种扩展因子、使用全汉宁窗产生的傅立叶变换M模式频谱；

图5B示出根据本发明的一个方面、对于各种扩展因子、使用半汉宁窗产生的傅立叶变换A模式频谱；

图6示出对于(i)使用全汉宁窗函数产生的傅立叶变换M模式频谱、和(ii)使用半汉宁窗产生的傅立叶变换A模式频谱，对应于各种扩展因子、对频谱峰的(通过积分计算出的)归一化峰面积的绘图；

图7示出对于一系列扩展因子、从拾取电极采集的一组时域信号；

图8示出对于各种扩展因子、使用全汉宁窗产生的傅立叶变换M模式频谱；

图9示出对于使用(i)全汉宁窗函数和(ii)半汉宁窗产生的傅立叶变换M模式频谱，和对于使用(a)半汉宁窗函数和(b)半高斯窗函数产生的傅立叶变换A模式频谱，对具有各种扩展因子的图8所示的各峰的(通过积分计算出的)归一化峰面积的绘图；

图10示出根据本发明的一个方面、对于各种扩展因子、使用半汉宁窗产生的傅里叶变换A模式频谱；和

图11示出根据本发明的一个方面、对于各种扩展因子、使用半高斯窗产生的傅立叶变换A模式频谱；

图12示出对于一对峰的——作为它们之间的m/z(频率)差的函数的——总归一化峰强度值的绘图，以示出聚结效应。

本发明的详细说明和进一步的可选特征

本发明可应用于质谱仪，特别是傅里叶变换质谱仪。例如，本发明特别适用于离子回旋共振质谱仪，比如傅里叶变换离子回旋共振(FT-ICR)质谱仪、离子阱质谱仪、静电离子阱质谱仪、以及平面或轨道阱质谱仪。这种质谱仪通常允许离子的多种振荡和相关的图像电荷检测。

静电离子阱质谱仪的示例如图1所示，其将用于解释本发明的各个方面。然而，本发明的实用性不限于静电离子阱质谱仪，也可以使用其它类型的FT质谱仪。现在将给出图1所示的质谱仪的操作的一般描述，以提供用于本发明讨论的框架。

在图1所示的质谱仪中，离子通常由离子源1中的溶液形成。它们被引导通过透镜***3到RF四极阱5，用于与捕获区域7内的缓冲气体进行碰撞冷却。

在冷却期间，可以将DC分量叠加在施加于四极柱电极的RF电压上，以便将具有对应于期望m/z比的质量的离子分离。

在冷却和质量选择之后，离子通常从区域7通过孔口9喷射出并被引导到离子导向器13内部行进。在合适的时间，通常借助于降低离子导向器13的径向内侧上的栅极电压，从而将离子注入离子阱17中。

在离子被注入离子阱17之后，所述栅极电压通常被恢复，而不改变离子云19的总能量。

然后可在拾取电极上检测到图像电荷(瞬态)信号，拾取电极中的一个在图1中示出，标记为21。

离子云在最大检测(采集)时间T_{d max}期间振荡，从而允许所述瞬态信号被检测到。在时域中测量所检测到的瞬态信号。

所检测到的时域瞬态信号通常借助于数字傅里叶变换转换为频谱(然后转换为质谱)，并且在关注的质荷比(m/z)处的峰的峰强度被测量以用于确定离子丰度。

本发明人已经认识到，由于在拾取电极(检测器)上形成净信号的不同信号的可能的干扰，M模式限制了离子丰度评估。通常，离子阱中振荡的离子云的信号可以被表示为离子云中每个离子在检测器上引起的信号之和。傅里叶变换的线性允许将净信号的F(ν)(频率)谱表示为每个单独信号的傅立叶变换谱之和：

在每个信号的相位对所有离子为相同的情况下(即振荡期间没有空间扩展)，最终(或净)M_total(ν)谱(M模式谱)也是每个单独M(ν)谱的总和：

然而，这种假设在离子在不同时间穿过拾取电极时——即当振荡期间有空间扩展时——是无效的，因为在一定ν处的相位函数是不相同的。因此，最终(或净)M_total(ν)谱必须考虑各个单独的M(ν)谱之间的相位差，例如如下所述。

这表明，在M模式中，对每个ν所得到的幅度总是小于对每个离子云分别获得的单独幅度的总和，因为它产生于复数模块的不等式。因此，信号干扰意味着最终(或净)M_total(ⅴ)将不提供正确反映样品中真实离子丰度的峰强度。

然而，对于F(ν)的实部和虚部，仍然保持加和性，而对于其幅度则不。

信号之和可方便地写为：

以上等式不会受共同相位因子的乘法的影响，这意味着在吸收模式中每个点满足加和性。因此在吸收模式中整个峰的积分也保持加和性，而无关于是否峰由相同的离子或具有稍微不同质量的离子形成，或者它是否因增加的电荷密度——其可以实质上改变峰形——而变形。这反过来又提供了一种独特的方法来准确地确定FTMS中的量化值。

计算所得F(ν)的相位校正通常通过乘法来执行：

其中，为对一组频率所预先测量的相位校正函数。

此变换有效地旋转复矢量，使得所有的峰最大值沿着实轴对齐。F_phase谱的实部现在可被绘出，以给出在谱中的整体(完整)信息、和相比于M模式近似两倍的更好的分辨率，同时仍保留加和性特质。

由于该直接加和性，本发明人已经认识到，A模式中峰下的积分可用于准确地确定阱中对应离子的数量。该峰可以由若干未分辨的子峰构成，因此峰下的面积可以用于表示该频率范围内的离子总数。这对于下述情况中同位素比率的计算特别重要，所述情况即：一个同位素峰可能包含若干同位素精细结构线——其即使用高分辨率傅里叶变换质谱法也不能被分辨。

然而，有时，存在着：A模式谱中峰的负过冲(negative overshooting)。峰强度——例如提供峰面积的在整个峰上的积分——将决定(加和的)净面积值，并将必需考虑到负过冲。虽然在峰上的积分(包括负强度波瓣(lobe)，即负过冲波瓣)引致绝对正确的峰强度值，但在较小相邻峰的情况下不是理想的，因为它们会被这种负过冲完全抑制。

峰的负强度波瓣取决于傅里叶变换之前应用于信号的窗函数——其导致峰的变迹。

传统上，将对称窗函数——其在信号的开始和结束时平滑地变为零——应用于信号，例如全汉宁或全高斯窗。然而，这类型的窗在A模式谱中给出大致负强度波瓣，这出于上面所给出的理由是不理想的。

非对称窗函数

本发明人已找出非对称窗函数来减少负强度波瓣的贡献。这种非对称窗的示例是半高斯窗或其它相关类型，其当被应用为窗函数时在很大程度上不会抑制信号的初始部分但减小信号的后面部分。

因此，在需要辨识紧密定位的峰并确定相应的离子丰度的情况下，优选非对称窗来最小化负过冲，并且优选来确定积分区间(即执行谱曲线下的积分所跨越的峰范围)。

积分区间可以如下确定：

1.在峰的任一侧、相对于峰位置、与基线水平位相交的、谱曲线的(第一)过零点之间。优选地，所述点是谱曲线上最接近峰最大值的过零点(在峰的每侧有一个)。

2.在谱曲线的(第一)点之间，所述点在峰最大值的任一侧有一个，所述点的每一个具有对应于峰最大值处峰振幅的一定百分比(例如5％或更少)的值。优选地，所述点是谱曲线上具有期望值并且最接近峰最大值的点(在峰最大值的每侧有一个)。

在需要确定在给定捕获和注入条件下对应于(例如由于聚结效应或峰的精细同位素结构)不能相互分辨的一组谱峰的净离子丰度的情况下，在这种情况下所述一组峰将互相干扰，净离子丰度将通过这些峰(包括尽可能多的负峰部分)的积分来确定。窗类型在这里不重要，因为当积分中包含负面积时，加和性在A模式中仍然保持。

积分区间可以被确定为：在峰的任一侧、相对于峰位置、与基线水平位相交的、谱曲线的第二(或更高)过零点之间的区间。

积分区间选择的示例，相对于第一和第二过零点，如图2所示。

从图2可以看出，积分区间(或峰范围)可以选择在谱曲线上的任何匹配的过零点对之间，每个位于峰值最大值的相应侧。

例如，区间可以由第一过零点限定，所述第一过零点是谱曲线与基线水平位(即零振幅水平位)相交处谱曲线上的点、并且是满足最接近于峰最大值这一条件的点。

在另一示例中，区间可以由第二过零点限定，所述第二过零点是谱曲线与基线水平位(即零振幅水平位)相交处谱曲线上的点、并且是满足第二接近于峰最大值这一条件的点。优选地，随后的正波瓣也包含在积分中，即图2中第三过零点之间。

在另一示例中，区间可以由谱曲线上的非零点来限定。例如，该点可以被选择为：谱曲线上的、具有振幅为峰最大值的振幅的预定比例的点。该比例可以表示为百分比，例如5％或更少。

积分区间限定了曲线下区域的积分的边界，从而提供了峰强度的值。因此，在使用第一零点的示例中，谱的负波瓣(过冲)不包含在积分中。同样地，这对于非零点示例，其中所述比例被选择成例如5％，通常可能也如此。

然而，在区间根据第二零点进行限定的示例中，负波瓣则将被包含在积分中。

用于产生具有最小负过冲(最小负波瓣)的A模式谱的优选窗函数是：形成为用于FT的典型对称(完整)窗——比如三角形(三角)、cosⁿ(x)(汉宁)、哈明、泊松、(高斯)窗——的半部分的非对称窗，或者形成为其它对称窗的半部分的非对称窗。

半窗被形成为使得相应全窗最大值位置移动到原点(信号的开始)，以维持信号(或对应数据)的开始部分——所述窗应用于其——的重要性。并且所述窗通常沿时间轴被拉伸两倍，使得其在信号的结束处趋于零。可使用典型窗的任何组合或任意窗函数，来强调信号的开始部分并抑制信号的后面部分。

然而，可能期望的是，使用下述一种窗函数，其——在信号上存在不希望的干扰的情况下(例如由于电路中的稳定化过程，所述电路旨在将信号从拾取电极转移到数据记录器)——抑制信号的非常小(通常仅达若干毫秒)的初始部分。

或者，下述一些窗——其FT具有最小负过冲——是优选的，因为它们与信号FT的卷积可能获致更少的负过冲。

在产生根据本发明的A模式谱中所用的优选非对称窗函数的示例示于图3中，并且在数学上如下所示：

其中，N是时域信号中数据点的数量。

用于产生A模式谱的相位校正函数

相位校正函数初始针对已知的离子阱场配置和已知的注入条件而确定。具有已知质量的一组离子云被注入离子阱，并且信号在一定的采集时间期间被检测到，使得振荡的数量足以完全分辨谱中的各峰。优选是，对此初始测量使用与以后的实际样品测量中所用的相同的时间。

所记录的信号乘以相同的窗函数，优选使用如上所讨论的非对称窗函数，并且数字傅立叶变换被应用于该乘积，例如快速傅立叶变换，以获得数的实部Re(ν)和虚部Im(ν)集。所关注的谱峰频率ν_peak处的相位校正使用下式计算：

其中n是从0开始的整数，并且根据该正切函数的周期性而递增，以便提供在所考虑的整个频率范围上的平滑相位变化(没有突然的不连续性或阶跃)，以便排除相位缠绕效应。在频率采样点跳过实际峰位置时，可用插值来获得相位校正值。

当构成峰的点的数量不足以执行插值时，将应用零填充来增加点的数量。对于插值点处的峰，相位角和谱振幅M使用下述公式计算，

以排除相位缠绕效应。然后相关性被绘出，并且，对频谱中集合中的每个峰，峰点M_max的相位的相位角可以被选择为

相关性可以反过来通过插值以获得在任何期望频率ν下的相位角用于校正。为了校正F(ν)谱以绘出A模式，将插值后的相位相关性用于每个频率位置处。A模式谱然后作为F_Phase(ν)的实部被绘出，所述实部使用下述公式：

其中，是插值后的相位校正函数，和M(ν)是原始F(ν)复数谱的相位和振幅。

然而，有一种获取吸收模式谱的替代方法，其特别有用于由离子运动的多阶谐波频率构成的信号。该方法在美国专利申请号13/838,357中公开(其全部公开内容通过引用并入本文)，其中，Li Ding等人公开了一种使用多个预定系数、通过产生多个镜像电荷/电流信号的线性组合、从而用于处理频谱的方法。对此在这里将针对下述一种情况进行概括地说明，所述情况即：具有5个拾取电极，其中每个电极检测时域信号、然后将该信号变换成频域。对于具有一定质荷比的每个离子，频谱(包括基频)中可能存在多个谐波频率分量，该公开的方法目的在于通过使用线性组合从而消除那些不需要的谐波分量。用于线性组合的这些系数，可以表示为如下所示的矢量：

X＝[x₁,x₂,x₃,x₄,x₅]^T

并且它们是一组复数X_i。

因为X被选择成满足下式：

其中，C_jk(m/z)代表从具有m/z的离子的第k阶谐波和频域中来自第j个检测器的信号的复峰值，并且仅l_i中的一个被设定为1，而其它为零，这样的线性组合导致除第i阶之外的其它谐波被消除，而且消除了第i个谐波峰的虚部。如果X是使用该m/z通过校准而获得时，此消除的虚部仅适用于某些m/z(特定频率)。这就是说，它给出仅对于一个质量点的A模式质谱。然而，如果在校准中使用具有多个m/z值的离子，对于每个m/z计算X(m/z)，并且作为m/z的函数对X插值，则可以使用m/z相关系数X应用线性组合来实现全局A模式质谱。

此用于获得A模式谱的方法特别有用于：在图像电荷信号中产生多个谐波、并且能够使用许多拾取电极来产生所述图像电荷信号的一些离子阱。在使用静电离子阱时，可能是该情况。

示范例

所述不希望的干扰作用在M模式谱上，并且和A模式谱的加和性将借助于模拟的信号和它们的FT来示出。

想象具有相同m/z的1000个离子的离子云穿过拾取电极并在其中产生时域信号。最初，该离子云是紧凑的并且聚集的(空间扩展接近零)，在振荡期间其大小以恒定速率逐渐扩展(空间扩展增大)。

离拾取电极的距离被表示为

其中，ν是振荡频率，t是时间，ΔΦ_ACC是当频率为时间的函数时所需的累加相位。

拾取电极响应被表示为

此模型给出指数型尖锋，其模拟——当拾取电极相比于沿振荡方向阱的有效尺寸为较小时——真实可能的信号。对于频率ν₀＝200kHz、扩展因子α＝10、并且47.68纳秒的采样率的这种时域信号的示例在图4示出。

离子云空间扩展的最简单情况可以由云中1000个离子的正常频率扩展来实现。该频率扩展在0.4秒的整个振荡期间保持恒定。频率分布的标准偏差(或扩展因子)是变化的，以模拟较快的离子云空间扩展，并且使用一定范围的扩展因子α＝0到α＝25。

在获取相应的信号、并借助于带所选择窗的FFT从而将它们转换到频域后，得到具有多个峰(或谐波)的频域谱(对于每个扩展因子)。

在具有(全)汉宁窗的M模式中和在具有半汉宁窗的A模式中产生的谱的主峰(或第一谐波)，分别在图5A和图5B中示出。在每个图上，针对每个扩展因子α的主峰示出为重叠于彼此上。

在199.8kHz-200.2kHz区间内、针对每个扩频因子的峰的积分的结果(用以确定峰下的面积)，在图6示出。计算出的面积被归一化到对应于零扩展因子的峰所计算出的面积。

立即可见，对于具有全汉宁窗变迹的M模式(“M模式汉宁”)，峰的归一化面积相对于所计算的零扩展因子基准值是不恒定的，即使离子数量是相同的。对于最大扩展因子α＝25，误差大到85％。这是由前面所述的干扰现象引起的。

在另一方面，根据本发明，具有半汉宁窗变迹的A模式对于任何扩展因子α给出很好的加和性，如图6中基于圆圈的图形线(“A模式半汉宁”)。换句话说，该图示出，对于具有半汉宁窗的A模式，峰的归一化面积良好匹配于对于零扩展因子的峰的面积，这意味着：即使是在扩展现象存在的情况下，根据本发明的方法提供可用于准确量化离子丰度的峰强度。

这意味着：如果有6个离子云，在各离子云中具有相同数量离子但具有由一些效应引起的分别不同的(空间)扩展，那么在M模式中产生的频谱中峰下的积分将产生在每个离子云中分别不同的离子数量，这是不正确。其原因是FT的本质。对于零扩展因子(α＝0)，所有1000个离子在同一时间穿过拾取电极并且所测量的信号是来自各离子的1000个信号的总和。在零扩展因子情况下，M(ν)也是对于每个单独信号的1000FT的总和，因为所有信号都在处于相同相位。但是，当离子在不同时间穿过拾取电极时——即当离子之间存在空间扩展时——则非如此，因为在一定ν处相位函数不再相同了。尽管如此，加和性对于F(ν)的实部和虚部依然适用，但对于其幅度则不。因此，使用M模式谱会导致错误的结论。

在下面的模型中，频率扩展以如下所示的形式实现：

ν_i(t)＝ν₀+α(ν_i0-ν₀)t

其中，ν_i是取自初始集ν_io的每个离子的各自频率，所述初始集ν_io在靠近中心频率ν₀的1000个离子上具有正态分布(具有标准偏差1)，α是频率扩展因子(频率扩展率)。这种类型的扩展也给出空间扩展并且更现实，因为离子在实际设备中的空间扩展给出频率扩展。这些仿真模型给出了平面静电离子阱(PEIT)中离子云振荡的实际可能的情况中的一种，其中当云在空间中展开时离子频率振荡展开，例如在软镜反射的条件下。

图7示出具有各自的扩展因子α＝0到α＝25的一组时域信号，从而提供了信号的变化。

针对使用全汉宁窗变迹产生的M模式谱，对于每个信号通过FFT产生的频谱中的主峰在图8示出。

对于图8示出的谱，每个峰(即，对于每个扩展因子)在199.8kHz-200.2kFlz区间内的积分的值可以计算出来。换言之，对于图8中示出的重叠峰中的每一个，各峰下的相应面积通过积分法计算出。

每个峰的积分值可以相对于具有零扩展因子(α＝0)的峰的积分进行归一化。这在图9中示出，其中图形线“汉宁H1”(由正方形表示)给出图8中所示的相应重叠峰的归一化积分值。

如可见，得到对于不同扩展因子的离子的不同丰度。对于一次谐波和最大扩展因子，误差达77％。因此，在试图由谱数据量化离子丰度时，使用具有全汉宁窗的M模式显现出引入非常大误差的可能。

图9还示出在相同区间上的类似积分的结果，但是针对的是具有半汉宁变迹的M模式谱中的峰(作为“半汉宁H1”以圆圈绘制)。这里，发现误差对于最大扩展因子为10％。虽然结果显著较好，但是这些类型的非对称窗(即，在窗函数的开始处不平滑趋于零的一些窗)在M模式中不是优选的，并且通常不被使用，因为它们通常会导致长峰尾，从而导致紧密相邻峰之间的重叠，从而在试图由谱数据量化离子丰度时再次可能引入误差。

尽管这里未图形示出，本发明人还发现，对于M模式谱计算的积分的偏差显著地随谐波数增加，这使得偏差——在较高次谐波用于分析以获得具有较高分辨率的谱时——更严重。

图10示出质谱(标记的扩展因子＝0至扩展因子＝25)，其针对图7的对应的时域信号(同样标记的扩展因子＝0至扩展因子＝25)，但这次是在具有半汉宁窗变迹的A模式中处理。当使用A模式谱时，则归一化的频谱积分将通常是1000个单独信号的直接总和，并且图9中的所有点将位于1.0级(图中未示出)，并且与对于零扩展因子α＝0的频谱积分完美匹配。

如果忽略在图10中示出的谱的负强度的积分，则归一化的频谱积分(即，离子丰度的定量)中的误差对于具有最大扩展因子α＝25的信号可达到6％，如图9中图形线“A模式半汉宁H1”所示。这是在具有半汉宁变迹的M模式上的改进，并且比具有全汉宁窗变迹的M模式好得多。

通过对于变迹使用不同的非对称窗，例如半高斯窗，误差可以进一步减小。利用半高斯变迹，对于各种扩展因子的一组峰的示例示于图11。

同样，对于图11中的峰，相应的归一化积分值由图9中的绘图线“A模式半高斯H1”示出。对于这些峰，误差对于具有最大扩展因子α＝25的信号不超过2％。这是因为时域信号的后面部分的局部鉴别，以及谱中不存在负过冲。

以上作为示例的信号干扰是对于具有相同质量的离子——这些离子通常由于不同的初始位置或能量而扩散。然而，在量化中引起误差的信号干扰可以是由其他原因造成的。

一个示例是当离子云具有非常接近的m/z值时。这可以在所谓的聚结效应中或在谱中存在精细同位素结构图案时观察到。例如，可以模拟两个离子云的振荡并且改变它们之间的m/z(或频率)之差。然后，可以绘制出两个峰上的归一化总积分值，即两个峰下的面积。

如果对具有全汉宁窗变迹的M模式谱这样处理，则在存在峰干扰处总面积下降约一半。这由图12中图形线“M模式”示出。

然而，当使用具有半汉宁窗变迹的A模式谱时，总面积不受影响，并且用于计算曲线下面积的积分考虑了负强度。这亦由图12中图形线“A模式”示出。

通过校准因子进一步校正

有时，甚至上述方法也给出其中包括不可接受错误的结果，如下面更详细的解释，并且因此需要校准因子形式的一些校正。

例如，对于给定的离子注入和阱场参数，具有一定质量的离子云的空间(因此频率)最终扩展取决于云中的离子数量以及采集时间。这是有问题的，因为上面所讨论的A模式谱的可加和性质在如果离子之间的电荷相互作用变得太严重时可能不被保留。例如当离子之间的库仑斥力致使离子离开稳定的轨迹并击中离子阱的电极和丢失时，可能发生这种情况。另一个示例是，在做积分时，当有必要切除峰值的负部分(其贡献取决于离子数量)时。

离子运动也可能由于空间电荷相互作用从而漂移离它的原始相位角。

这些丢失的或相位漂移的离子贡献的时间信号不同于由相同离子在它单独飞行时产生的信号。

如果A模式的可加和性质不被保留，则峰强度将不再随离子数量线性增加，并且可能不提供离子数量的精确指示。这种非线性响应将在峰强度达到相当高的水平时——这时发生空间电荷相互作用——才会开始。

所以，本发明人提出可选地引入校准因子f以将这个潜在的问题纳入考虑，由此，对于峰的峰强度的校正值A_corrected可以计算为：

A_corrected＝A/f

其中，A是峰的峰强度，如上述作为在预先确定的频率范围内的积分的结果。

事实上，对于任何选定的m/z值，校准函数f(A,T_d)——其可以被认为是2D表面——可以在(在校准过程或控制过程中取得的)预先测得的结果的基础上、针对与各种采集时间T_d和相关峰的对应峰强度相关联的多个校准因子而产生。

随后，当该校准函数f(A,T_d)被用于校正峰强度时，可以使用插值从校准函数f(A,T_d)找到在期望点(A,T_d)处的合适的校准因子。换句话说，插值可以被用来找到在由所述校准函数提供的2D表面内的、对应于峰强度和采集时间的特定关联的、适当的校准因子。

对于特定的检测时间T_d(和其它条件)，该校准函数提供了可以被定义为f(A)＝A/N的校准因子，其中A为质谱中在一定m_i/z_i下的峰强度(尤其是，例如通过峰下面积积分得到的峰面积)，N是在该峰范围内的注入的离子数量。

N在校准过程中被确定，如下所讨论。

校准因子f(A)可在在离子云扩展不受其它离子云相互作用影响的条件下使用，即，直到一定的N_max(或对应的A_max)值。

因此，正确的峰面积可作为N_corrected＝A_measured/f(A_measured)被计算出，从而产生对于特定m/z值下离子数量的非常准确的(量化)值。

校准因子f(A)对于给定的离子阱场配置、注入条件、用于质谱解卷积的谐波阶次、m/z值和检测时间T_d是唯一的。

所生成的校准函数也可以用于校正：除用于产生所述校准因子的离子之外的离子的峰强度。例如，考虑具有另外不同(m/z)₀值的离子对比用于产生所述校准函数的离子，如果如下重新调整时间轴的话，其运动方程以及其轨迹路径完全相同于所选(m/z)的离子，

这意味着，如果具有m/z值的原始离子在T_d时间处获得一定的空间扩展，那么质量(m/z)₀将在以下时刻获得相同的扩展：

这种陈述仅当考虑具有相同电荷数z的(m/z)和(m/z)₀离子云时是有效的。因此，必须基于对原始m/z值在点(A,T_d)处测得的校准函数、对另一(m/z)₀值使用校准因子，其中，T_d计算如下

以此方式，对于特定m/z校准物产生的校准函数f(A,T_d)可被用于任何其它(m/z)₀。

或者，对于一组m/z值初步测得的校准因子的插值可被用来寻找对于特定(m/z)₀值的因子。在这种情况下，优选使用常数T_d0值来获得F(A,m/z)2D表面，其然后被用于期望的(m/z)₀值——其信号采集时间也等于T_d0。特别是，这在m/z和(m/z)₀离子云运动不相同时是重要的，即使时间轴如上面所讨论的使用时间重新调整公式被拉伸。

有可能使用谱中的较高次谐波峰(相比于基波或一次谐波)用于量化，这对于产生含高次谐波的图像电荷信号的离子阱是特别重要的。如果不同谐波被用于分析频率(质量)谱，则校准函数f(A,T_d)应针对每个相关的谐波单独地产生。如上所述的相同算法将被应用，并且相同谐波的峰强度需在校准过程和数据采集过程中使用。

示例过程

校准函数(或校正函数)可以如下确定，例如，用以消除与空间电荷相互作用相关的误差。下面的讨论参照图1给出。

初始，离子由离子源1中含有校准物的溶液形成，并且离子通过透镜***3被引导到RF四极阱5，用于与捕获区域7内的缓冲气体碰撞冷却。

在冷却期间，DC分量被叠加在施加于四极柱电极的RF电压上，以将具有与单电荷的校准物相对应的质量的离子分离。

在冷却和质量选择后，将离子从区域7经由孔口9、离子导向器11和设置在弯曲的离子导向器13中的狭缝而被喷射到检测器15，该检测器15检测在云中的离子数量并且提供指示所检测到的离子数量N的信号。通常，例如，检测器15是电子倍增器。通常，离子云在由检测器15检测离子数量后不被重复使用。

因此，在检测离子数量N之后(或之前)，在精确相同的起始条件(例如来自离子源1的离子通量、捕获区域7内的累积时间、质量选择窗)基础上产生另一离子云。但在穿过离子导向器11之后，这些离子被引导到离子导向器13内部行进，而不是到检测器15。例如，它们借助于离子导向器13的径向内侧上的栅极电压的下降从而被注入离子阱17内。

在离子被注入离子阱17内之后，所述栅极电压被恢复，而不改变离子云19的总能量。

图像电荷(瞬时)信号在拾取电极上被检测到，所述拾取电极之一(由附图标记21表示)在图1示出。

在最大检测时间T_{d max}期间，离子云振荡，从而允许所述瞬时信号被检测到。

所测得的瞬时信号借由数字傅立叶变换(例如，由FFT)而转变成质谱，并且在与校准离子质量相对应的m/z处的峰强度A被记录。所述变换通过应用适当的(例如，非对称的)窗函数而被再次执行，以给出质谱中对于峰的最小负过冲。

优选地，所述质谱是A模式谱，并且因此相位校正利用在完全相同注射条件和电场配置下所预定的相位函数而进行。例如，所述相位函数优选为若干m/z校准物，以便获得合理的点数来对任何m/z值处的相位函数进行插值。

所述瞬态信号的一部分的分析可以针对不同的结束检测时间T_d以至最大检测时间T_{d max}而执行，以获得与该检测时间T_d相关的峰强度A。

整个过程(N的检测和瞬态信号记录)随N在[N_min；N_max]范围内的变化而重复进行，以获得峰强度A(N,T_d)的二维相关性。优选，范围下限N_min被选择为使得所测量的信号是高于背景噪声几乎检测不到。优选地，该范围上限N_max被选择成使得在所述过程中离子阱中的离子校准样本内存在显著的空间电荷相互作用。

校准(或校正)函数f(A,T_d)使用如下这些数据计算：

f(A,T_d)＝A/N，其对于所使用校准物相对应的m/z值是有效的。

在已经建立了对于一定范围的N值和对于一定范围的采集时间T_d的校准函数的情况下，所述校准函数可被用来校正峰的测量强度——其表征在另一路径中借由相同的或类似的静电离子阱采集的质谱中各种m/z值的丰度。这在上面简要提到，并且在下面更详细地讨论。

当各种离子云的衰变率主要取决于纯空间电荷斥力的影响时，以及当所考虑的离子云对其它离子云无显著影响时，该校正是最有效的。

如果离子阱分析器内的真空水平好到足以忽略检测时间期间内与背景气体分子的碰撞对离子云空间扩展的影响，则所述前一条件是有效的。

如果质谱中的最大强度对应于小于N_max——在此值时该离子云的空间电荷对所考虑的离子云的空间扩展的影响通常不能忽略不计——的离子数量，则所述后一条件是有效的。

应用校准因子

如上所说明，在已经建立由本文所描述方法产生的校准函数的情况下，所述校准函数也可被用来提供一种合适的校准因子，以调整或校正对于任何m'/z测得的峰强度，即使该校准函数本身原本是对于不同于m'/z的特定m/z而产生的。

例如，所述校准因子可对于特定的校准质量m₁而产生。然而，如上面所讨论的，不仅对质量为m₁的各种数量N的离子云进行分析以产生所述校准因子，而且也采用各种采集时间T_d来产生一校准函数——其为一个有效的2D矩阵(A对T_d)从而提供对于A和T_d的每个交叉点的相应校准因子。

因此，当使用真实离子样品并产生对应的质谱时，则有可能对质量m₂在特定m₂/z处的峰校正峰强度，所述质量m₂不同于校准物质量m₁并且是利用已知采集时间T_dm2获得的。

质量m₂不同于所述校准质量(其可称为m₁)。因此，不能简单地直接基于用于获取m₂/z值的采集时间T_dm2来从为校准质量m₁产生的校准函数f(A,T_d)选择校准因子(以用于调整或校正对于m₂/z的峰强度)。换句话说，不能简单地在T_dm2＝T_dm1基础上来选择合适的校准因子。

相反，必须在采集时间T_dm1和T_dm2——其分别用于对m₁和m₂离子云执行相同数量振荡——之间的如下关系的基础上，选择所述校准因子：

T_dm2/T_dm1＝sqrt(m₂/m₁)

因此，必须基于下式从校准函数所提供的2D矩阵校准因子中选择所述校准因子，

T_dm1＝sqrt(m₁/m₂)*T_dm2

因此，随着离子质量m₂相关联的峰的强度可被校正或相应的调整，以提供m₂/z处的离子数量的定量值。

N_corrected＝A_measured/f(A_measured,sqrt(m₁/m₂)*T_dm2)

其中，检测时间T_dm2是用于具有m₂/z值的离子的检测时间，并且其中m₁是在上述校准函数产生过程中所使用的校准离子的质量。

因此，通过将校准函数以此方式应用于被考察谱中的测得的峰，从而可实现对在时间T_dm2上获取的m₂/z处的离子数量的准确量化值，即使该校准函数原本是对于不同于m₂的校准质量m₁而确定的。

当然，因为所述校准函数f(A,T_d)有效地提供了2D表面或2D矩阵，所以，如果sqrt(m₁/m₂)*T_dm2的值并不精确匹配于校准过程期间对T_dm1的测量值，则可用插值来提供合适的校准因子。同样地，如果A_measured(测量的峰强度)不精确匹配于在校准过程期间测得的峰强度，则可用插值来提供合适的校准因子。

概括式声明

根据本发明的一个方面，通过对时域数据在变换成频域中的A模式质谱之前应用合适的非对称窗函数，从而可以降低峰的相互干扰，并且谱中的相应峰强度更准确地反映离子样品中的离子丰度。

根据本发明的一个优选改进方案，通过对产生的(例如，A模式，也可以是M模式或功率模式)谱应用校准函数，从而可使得谱中各峰表示的离子丰度更准确。事实上，所述校准因子对根据本文教导所生成的A模式谱的合适应用，产生所述谱中与特定峰相关联的离子数量的准确量化值。

贯穿本申请，术语质谱和频谱可互换使用，因为它们表示等同的谱。

所述校准因子可以通过如下步骤获得：产生一系列校准离子团，并且一次将一种离子团注入离子阱，并且对每个团执行图像电荷信号采集；确定对于离子阱中注入的每个离子团的离子数量；将时域图像电荷信号转换成吸收模式质谱，并且测量与所述校准团的质荷比相关联的峰的积分；完成所有离子团测试，并且获得每种离子的峰积分与所述峰积分之间的关系，并且形成校准函数；以及，根据测得的各峰的积分输出所述校准因子。

所述校准离子团中的离子数，优选覆盖较宽范围，所述较宽范围为从给出与背景噪声可区分的信号的准位到引起离子阱内的显著空间电荷相互作用的准位。

每个离子团中的离子数优选使用基于电子倍增器的粒子检测器进行测量。

所述校准函数优选对于一组采集时间T_d进行测量，以提供二维相关性f(A,T_d)。

Claims (15)

1.一种使用质谱仪对离子样品中的一种或多种离子种类进行量化的方法，所述方法包括以下步骤：

获取与所述质谱仪中的离子的运动引起的信号相对应的时域数据集；

通过对其应用非对称窗函数来调整所述数据集；

产生频域中吸收模式质谱包括对调整后的数据集应用傅里叶变换的步骤；

对于与所述一种或多种离子种类相关联的质谱中的一个或多个峰，确定峰范围；

对于每个确定的峰范围，对各峰范围内的谱数据进行积分，以产生各峰强度值；以及

基于各峰强度值，量化所述一种或多种离子种类中的每一种。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述非对称窗函数被选择成抑制所述时域数据集中相对于较早数据的较晚数据。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述非对称窗函数被选择成最小化所述吸收模式谱中的负侧峰。

4.如权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，所述非对称窗函数包括移位高斯窗函数或移位汉宁窗函数。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述生成吸收模式质谱的步骤包括：使用预定的相位-频率关系对复频谱应用相位校正。

6.如权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中，各个峰范围内的谱数据的所述积分包括：计算各峰范围内的峰面积。

7.如权利要求1至6中的任一项所述的方法，其中，峰范围被定义成在谱的谱曲线的两个第一过零点之间，所述两个第一过零点的每一个位于各峰的各自侧上。

8.如权利要求1至7中的任一项所述的方法，进一步包括应用校准函数来校正每个已产生的峰强度值的步骤，并且其中，所述量化所述一种或多种离子种类中的每一种的步骤在校正后的强度值基础上执行。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述校准函数通过执行包括以下步骤的校准过程而获得：

产生一系列具有分别不同离子数的各校准离子种类；

使用粒子检测器确定各校准离子种类的离子数；

对于每种校准离子种类，采集与各校准离子种类的被检测到的相对运动相对应的各时域校准数据集；

通过对其应用非对称窗函数从而调整每个校准数据集；

对于每种校准离子种类，通过对各调整后的校准数据集应用傅立叶变换，生成频域中的各吸收模式质谱；

对于与各校准离子种类相关联的质谱中的每个峰，确定峰范围；

对于每个确定的峰范围，对各峰范围内的谱数据进行积分，以产生对于各校准离子种类的各峰强度值；以及

确定每种离子的峰强度值与所述峰强度值之间的关系，以产生对于各校准离子种类的校准函数。

10.如权利要求9所述的方法，其中，所述采集步骤针对一系列各自不同的采集时间重复执行。

11.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，时域数据集是通过包括以下步骤的测量过程而获得：

产生包括多种离子的离子样品；

将所述离子样品注入离子阱，并且控制所述离子以执行在离子阱中的振荡运动；

通过检测由离子的运动所引起的图像电荷信号，生成所述时域数据集。

12.一种计算机程序，其当在计算机上运行时执行权利要求1至11中任一项所述的方法。

13.一种其上存储有计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序当在计算机上运行时执行权利要求1至11中任一项所述的方法。

14.一种离子阱质谱仪，包括：

检测器(21)，其用于检测所述质谱仪中离子的运动，并输出指示离子运动的信号；和计算机，其设置成：

获取对应于所述输出信号的时域数据集；

通过对其应用非对称窗函数，从而调整所述数据集；

通过对调整后的数据集应用傅立叶变换，产生频域中吸收模式质谱；

对于与所述一种或多种离子种类相关联的质谱中的一个或多个峰，确定峰范围；

对于每个确定的峰范围，对各峰范围内的谱数据进行积分，以产生各峰强度值；以及

基于各峰强度值，量化所述一种或多种离子种类中的每一种。

15.一种静电离子阱质谱仪，其如权利要求14所述。