利用不同电子电离能量的电子电离

技术领域

本发明涉及用在质谱中的电子电离(EI)，更具体地，涉及通过以不同 电子能量进行EI来采集质谱。

背景技术

一般而言，质谱(MS)系统包括：离子源，用于电离目的样品的组分； 质量分析器，用于基于离子的不同质荷比(或m/z比、或者更简单地说“质 量”)而将其分开；离子检测器，用于计数所分开的离子；以及电子，用于 根据需要处理来自离子检测器的输出信号产生用户可解释的质谱。通常，质 谱是一系列峰，其表示作为m/z比的函数的所检测到的离子的相对丰度。质 谱可被用来确定样品组分的分子结构，从而使样品能够定性和定量地表征。

离子源的一实例是电子电离(EI)源。在典型的EI源中，样品材料以 分子蒸汽的形式被引入室。被加热的灯丝用来发射高能电子，其作为光束在 加于灯丝与阳极之间的电势差的作用下被校准和加速进入室。样品材料沿着 与电子束路径交叉的路径被引入到室中。由于电子束在样品和电子路径相交 叉的区域中轰击样品材料而产生样品材料的电离。电离过程的主要反应可以 由下列关系式来描述：M+e^-→M^*++2e^-，其中M表示分析物分子，e^-表示 电子，M^*+表示所得到的分子离子。也就是说，电子足够亲近地接近分子， 以通过静电斥力促使分子失去电子，因此，单电荷的正离子得以形成。电位 差被用来吸引形成于室中朝向出射孔的离子，然后将所得的离子束加速到下 游设备比如质量分析器中，或者首先至中间部件比如离子导向器、质量过滤 器等。

可以通过多种技术将样品引入到EI源中。在一实例中，气相色谱(GC) 与MS连接，从而使来自GC柱的样品输出——包含色谱分离的样品组分 ——用作进入离子源的样品输入。后者系统通常被称为GC/MS系统。气相 色谱(GC)引起被注入到色谱柱中的汽化或气相样品的分析分离。将样品 注入到载气流中，并且所得的样品载气混合物流过该柱。在柱流过程中，样 品遇到固定相(涂层或填料)，这会导致样品的不同组分根据与固定相的不 同亲和力而分离。所分离的组分在不同时间从柱出口洗脱。这使得MS能够 单独电离所分离的组分，并且分析分别由分离的组分所产生的不同组离子， 这可以显著提高分析的精度以及识别化合物的能力。

在EI操作中一直以来的标准做法是使用通常设定为70eV的恒定电子能 量。这是因为宽范围的化合物在70eV具有最佳的碎片，“最佳”是指可用于 识别的高度碎片和通常可用于电离的大截面，这会导致丰富的整体离子信 号。默认的70eV能量水平已被用来建立广泛的谱库。然而，70eV不是所有 目的化合物的最佳能量。特别地，与许多类型分子的电离电位相比，这种相 当高水平的能量往往会产生少量的较高质量离子，这有助于化学鉴定、准确 的质谱实验以及串联MS/MS或涉及连续碎片的相关实验。特别地，在70eV 所实现的硬电离往往会产生少量的分子(或多原子)离子。分子离子和其他 较高质量的离子是非常有用的，但在传统EI的高能量运转中受到排斥。低 能量(小于70eV)的电子在竞争裂解途径需要更多能量的电离时可以产生 更少的碎片(更软的电离)。因此，较之于在70eV的标准电离，以较低能量 的电离可能有利于形成分子离子或至少更多的高质量离子，从而保留有关化 学结构的更多信息并且便于鉴定未知化合物。

量子力学表明，随着电子能量接近电离电位或外观电位(从气相原子或 分子中产生离子所需的最低电子能量)，用于电子冲击的横截面与电子能量 成线性比例。这意味着，随着电离电子的能量降低，由电离过程所产生的离 子也得以降低，并且随着电子能量低于电离电位而最终消失。随着能量接近 电离电位，这已被证明是近似线性函数。因此，较低能量EI方法似乎是不 现实的。当要求以较低能量电离时，研究者通常会舍弃EI，而是投向传统的 软电离技术，比如化学电离(CI)。若干个MS仪器具有能够在EI与CI之 间切换的离子源，增加了成本和复杂性。

鉴于上述情况，需要能够以有效的方式在一定范围的能量上(低于和高 于70eV)电离样品材料的EI源，从而使EI成为电离操作的更通用方法。 还需要能够优先形成有利于涉及具体化合物、化合物类别以及样品基质的实 验的大量分子离子和/或其他高质量离子的EI源。还需要用于利用在一定范 围的能量上执行EI的能力的电离及光谱数据采集的方法。

发明内容

为了全部地或部分地解决上述问题和/或可能已由本领域技术人员观察 到的其他问题，本公开提供了方法、过程、系统、设备、仪器和/或装置，如 通过在所阐述的实施方式中的实例所述。

根据一实施例，一种用于获取质谱数据的方法包括：以第一电子能量在 电子电离(EI)源中产生电子束；将包含目的分析物的样品引入EI源；以 所述第一电子能量采用所述电子束照射样品来从所述目的分析物中产生第 一分析物离子；将所述第一分析物离子传送到质量分析器中来产生与所述第 一电子能量相关联的第一质谱；将电子能量调节至与所述第一电子能量不同 的第二电子能量；以所述第二电子能量采用所述电子束照射样品来从所述目 的分析物中产生第二分析物离子；以及将所述第二分析物离子传送到质量分 析器中来产生与所述第二电子能量相关联的第二质谱。

根据另一实施例，一种用于获取质谱数据的方法包括：选择电子电离 (EI)源将以其进行操作的至少第一电子能量和第二电子能量，其中所述第 二电子能量不同于所述第一电子能量；在EI源中产生电子束；将样品引入 EI源；其中所述样品已知包括或疑似包括至少第一目的分析物和第二目的分 析物；以所述第一电子能量采用所述电子束照射所述样品来产生第一组离 子；将所述第一组离子从EI源传送出；将电子能量调节至第二电子能量； 以所述第二电子能量采用所述电子束照射所述第二样品来产生第二组离子； 以及将所述第二组离子从EI源传送出，其中所述第一电子能量被选择成优 先地产生已知具有所述第一目的分析物的特征的第一目标分析物离子，以及 所述第二电子能量被选择成优先地产生已知具有所述第二目的分析物的特 征的第二目标分析物离子。

根据另一实施例，质谱仪配置成用于执行本文所公开的任何方法。

对于本领域技术人员来说，通过研究以下附图和详细描述，本发明的其 它装置、设备、系统、方法、特征以及优点将是或将变得显而易见。意在将 所有这些额外的系统、方法、特征以及优点包括在本说明书内、在本发明的 范围之内，并且由所附权利要求保护。

附图说明

通过参照以下附图可以更好地理解本发明。附图中的组件不一定按比例 绘制，而是将重点放在说明本发明的原理上。在附图中，相同的参考标号表 示整个不同视图中相应的部件。

图1是示出了根据一实施例的用于获得质谱数据的方法的实例的流程 图。

图2是示出了根据另一实施例的用于获得质谱数据的方法的实例的流程 图。

图3是质谱(MS)系统的实例的示意图，其中如本文所公开的方法可 以实现，并且可以提供如本文所公开的离子源。

图4是根据一些实施例的离子源的实例的透视图。

图5是图4中所示的离子源的透视剖视图。

图6是根据另一实施例的在图4和5中所示的离子源的一部分的示意图。

图7示出了分别采用70eV(上谱)和11eV(下谱)的电子能量由EI 所获得的正四十烷的质谱。

图8示出了分别采用70eV(上谱)和13eV(下谱)的电子能量由EI 所获得的2,2’,3,4’,6,6’-六氯-1,1’-联苯的质谱。

具体实施方式

本公开涉及质谱(MS)，其中电子电离(EI)用作电离技术。本公开描 述了方法和EI源，其中以不同的电子能量(不仅以70eV，而且还以低于和 /或高于70eV的能量)实施EI。这种方法考虑到各种目的分析物随着它们接 近电离阈值对于电离产量相比于EI能量来说并不都具有完全相同的斜率， 以及分子离子和其他高质量离子频繁缺席采用标准70-eV EI所产生的光谱。 例如，可以确定以10eV电离给定的分析物产生最有利丰度的分子离子，而 以20eV电离不同的分析物产生最有利丰度的分析物分子离子。在这种情况 下，根据本公开，可以对EI源编程来以10eV电离第一分析物和以20eV电 离第二分析物。以两个不同的电子能量进行电离可以在两个独立的实验(样 品试验)中或者在单个实验的过程中来完成。在后一种情况下，例如，可以 将样品引入EI源作为从色谱柱(通常为气相色谱仪或GC柱)洗脱，以使 得第一分析物和第二分析物已被分离了保留时间并由此依次进入EI源。电 子能量水平以及这些水平应用的定时和持续时间可以被编程到EI源中，以 使得EI源以10eV照射第一分析物，调节电子束，然后以20eV照射第二分 析物。

在一些实施例中，采用调节的或改变的电子能量来操作EI源可以用来 在一定范围的电子能量上探测分析物，以找到最适于从该分析物形成特定分 子离子或碎片离子的电子能量，从而提高识别和其他属性。例如，在分析物 的色谱洗脱时间过程中(例如，6秒)，电子能量可以被切换或调节(例如， 每1秒)至不同的值(例如，包括标准的70-eV能量)来确定作为用于电离 的电子能量的函数的分子特征。例如，调节可能涉及从初始值切换至两个或 更多个连续更高或更低的值(例如，10eV、20eV、30eV、40eV...)，或者在 高值与低值之间循环(例如，50eV、20eV、50eV、20eV、...)，或者通过三 个或更多个不同的值循环(例如，10eV、20eV、50eV、10eV、20eV、50eV...)。

这些方法可以用来编译广泛的库(或数据库、或查找表等)，用于宽范 围的不同分析物。该库可以包含数据，其对于每个分析物来说使质谱与用于 产生相应光谱的EI能量相关联，和/或使目标分析物离子与用于产生相应目 标分析物离子的EI能量相关联。在本上下文中，“目标”分析物离子通常是 已知或被认为具有给定分析物特征的任何离子，即在确定给定分析物的身份 方面高分析值的离子。取决于分析物，目标分析物离子往往可能是分子离子 或高质量离子，但也可以是较低质量碎片离子。在本上下文中，高质量离子 是具有的质量在高质量离子由其形成的分析物的分子质量附近的离子。产生 高丰度目标分析物离子的EI能量在本文中可被称为用于该目标分析物离子 的“目标”电子能量。

本文所公开的方法和EI源从而使得EI源能够实施硬电离或软电离，并 且根据希望或需要，能够在硬电离与软电离之间切换(包括在相同的实验过 程中)，用于优化对于给定分析物或成组分析物的电离和质量分析过程。根 据本公开，EI源可以用在许多情况下，其中有利于常规软电离过程比如化学 电离(CI)的常规EI被舍弃。因此，相较于其他装置比如CI源和常规EI 源，本文所公开的EI源和方法使得EI源成为更普遍的电离装置。

在典型的实施例中，EI源包括通过热离子发射而发射电子的阴极或灯 丝。通过阴极与阳极之间的电位差，以及任选地还通过施加磁场，所发射的 电子然后聚焦成电子束。该电子束的能量可以通过调节施加至灯丝的电压而 得以调节，从而调节通过灯丝的电流。在一些实施例中，电子束可以在9eV 至150eV的范围上进行调节。低于70eV例如在9eV至25eV范围中的电子 能量可以被认为在软电离的体制内。本公开提供的EI源能够在电子能量的 这些范围上有效地实施EI。即使在非常低的能量，本文所公开的EI源也能 够产生具有足以用于许多实验的强度和电离产量的电子束。EI源的非限制性 实例将在下面进行描述并且示于图4和5中。

下面根据一实施例，对用于获得质谱数据的方法的实例进行说明。该方 法可以通过操作质谱仪(MS)而实施，其包括EI源和质量分析器，比如由 下文及图3所示的实例所述。在该方法中，EI源以第一电子能量产生电子束。 包括目的分析物的样品被引入到EI源中。在一些实施例中，EI源可以与色 谱仪通常是GC连接，在这种情况下，将样品从GC柱(或者从与GC柱内 联的传送管线采用EI源的样品入口流入EI源。将样品引入EI源，以便与 电子束相互作用。因此，电子束以第一电子能量照射样品(电子轰击样品)， 以从目的分析物中产生第一分析物离子。随着第一分析物离子的形成，它们 通过本领域技术人员所理解的适当方法从EI源的离子出口被传送到质量分 析器中。将离子传送“到质量分析器中”不仅包括直接将离子传送到质量分析 器中，而且还将离子传送到可能存在的一个或多个中间离子处理装置(离子 导向器、质量过滤器、碰撞室、离子阱、光束整形器等)中，且然后最终进 入质量分析器。质量分析器分离并检测第一分析物离子，第一分析物离子的 质谱根据公知原理而产生。

当样品材料仍驻留在EI源中时，或者当样品继续流进EI源中时，电子 能量被调节至不同于第一电子能量的第二电子能量。电子束然后以第二电子 能量照射样品，以从目的分析物中产生第二分析物离子。随着第二分析物离 子的形成，它们被传送至质量分析器，并且产生第二分析物离子的质谱。

如上所述，在一些实施方式中，电子束可以在第一电子能量与第二电子 能量之间循环一次或多次。此外，电子束可被调节至两个以上的不同电子能 量，以产生基于额外电子能量的额外质谱。

在一些实施方式中，所产生的各个质谱可作为相关数据被存储在存储器 中。相关数据可以使每个质谱与用于产生光谱的电子能量相关联。存储器可 以是设置由MS系统的控制器(例如，基于电子处理器的控制器或计算机) 或与MS系统分离的控制器(例如，台式计算机或便携式计算机、手持式装 置等)的一部分。用来获取及与数据相关联的控制器还可以控制EI装置和/ 或MS其它组件的操作。可选地，存储器可以是置于控制器外部并且通过有 线或无线通信链路可由控制器访问的组件。相关数据可以用来建立光谱库 (或数据库、或查找表等)，以供未来的研究和实验使用。此外，本方法可 以在多个不同的目的分析物上进行，并且用于每个分析物的所得到的相关数 据可以在光谱库中编译。

在一些实施方式中，所述方法包括分析从第一和第二电子能量(以及如 果实施的话从额外的电子能量)中所产生的质谱来确定哪个电子能量产生最 高丰度的特定目标分析物离子和/或特定目标分析物离子与其它碎片离子的 最高比率。被发现产生最高丰度的目标分析物离子(和/或特定目标分析物离 子与其它碎片离子的最高比率)的电子能量在目标分析物离子的形成在给定 的实验中是所期望的那样时可以被认为是将用于所讨论的电离分析物的“目 标”电子能量。目标分析物离子与目标电子能量之间的相关性可以作为数据 存储在库中，以类似于如上所述的方式供将来使用。对于任何数量的不同分 析物来说，可以确定并存储这样的相关性。

在一些实施例中，在为分析物确定目标电子能量之后，所述方法包括将 含有目的分析物的额外量的样品引入到EI源中、以目标电子能量电离样品、 以及产生质谱。这可能会对用于表征目的分析物的目标分析物离子导致强烈 信号。

在一些实施方式中，所述方法包括将样品引入EI源，通过从色谱柱洗 脱样品，作为多个峰或带而，其依次进入EI源。在给定的实验中，一个或 多个这些峰可能含有被认为是目的分析物的化合物。因此，上述方法可以在 洗脱的一个或多个选定的峰上进行。也就是说，可以以第一电子能量照射每 个目的分析物，以产生第一分析物离子，其接着被从EI源传送出，以产生 基于所述第一电子能量的质谱，然后以第二电子能量照射来产生第二分析物 离子，其接着被从EI源传送出，以产生基于所述第二电子能量的质谱，并 且这个过程可以以如上面所指出的额外的电子能量重复进行。这样，为了比 如本文所述的目的，可以以不同的能量对多个不同的分析物进行探测。本文 所公开的方法还可以用来电离在同一或类似时间从色谱柱共洗脱的两个或 更多个不同的化合物。也就是说，两个或更多个不同的化合物可能具有相同 或略有不同的保留时间，以使得被转移到EI源中的峰或带包括所述两个或 更多个不同的化合物。这些共洗脱化合物中的一个或多个可以是实验的目的 分析物。本文所公开的方法可以用来以一种或多种不同的电子能量电离共洗 脱的化合物。

分析物将以其被电离的不同电子能量可以被编程到EI源中，比如通过 用户输入或通过提供计算机可读指令给控制EI源的控制器(例如，控制施 加至热离子灯丝的电压)。在其它实施例中，该方法可以实现自适应的方法， 其中一个或多个电子能量可在实验过程中被选择或调节。例如，在以第一电 子能量照射样品并产生第一质谱之后，第一质谱可以被分析或评估。该分析 或评估可以通过由基于电子处理器的固件(即控制器)和/或由软件所执行的 适当算法来实现或协助。基于由第一质谱所提供的光谱数据，可以确定关于 第二电子能量应该是什么值。因此，第二电子能量可以基于来自第一质谱的 光谱数据而选择，并且可以相应地调节电子束。在一些实施例中，选择用于 第二电子能量的值可以替代预先编程的值。在一些实施例中，这种自适应方 法可以在单一峰的洗脱时间过程中来实现。例如，第一质谱可以产生一条信 息(例如，在阈值最小丰度的某m/z峰)，其触发控制器来确定用于第二电 子能量的值，并且相应地将第一电子能量调节至第二电子能量。

图1是示出用于获得质谱数据的方法100的另一实例的流程图。该方法 以一个或多个不同的电子能量(n＝1，2，3，...)实施电离的一个或多个迭 代。该方法的开始(102)对应于第一迭代，所以n最初设置为1(104)。将 样品引入(106)到EI源中。以第n个(第一个)电子能量(108)对样品 电离。所得到的离子被从EI源传送(110)出，用于进一步的处理，包括质 量分析和质谱的产生。在质量分析之前的其它处理可以包括，例如质量过滤、 碎裂等，如由本领域技术人员所理解。然后就是否以不同的电子能量电离样 品做出(112)决定。该决定可以通过用户输入做出，或者通过硬件和/或软 件以自动化或(预)编程的方式进行。如果决定将不改变电子能量，则该方 法可以以当前的电子能量继续或结束(118)。否则，该方法前进至下一个(第 二个)迭代，并且n被设置为n+1(114)。EI源调节(116)电子束至下一 个(第二个)电子能量，并且重复电离(108)样品和将所产生的离子从EI 源传送(110)出的过程。

方法步骤108至116可以重复任意次数，且EI源可以以任意数量的不 同电子能量进行操作。要指出的是，不需要对每个新的迭代采用不同的电子 能量。例如，EI源可以在70eV与30eV之间来回循环达所需的次数，即第 一次迭代以70eV进行，第二次迭代以30eV进行，第三次迭代以70eV进行 等。作为另一实例，EI源可以通过70eV、30eV和10eV循环达所需的次数。

在另一实施例中，图1表示MS系统，其包括配置成用于执行所示的方 法100的组件。

根据用于获取质谱数据的方法的另一实施例，选择EI源将以其操作的 一个或多个不同的电子能量。做出该选择有助于或促进形成用于识别或以其 他方式表征一个或多个目标分析物的一个或多个目标分析物离子。例如，第 一电子能量可以被选择成优先地产生已知具有第一分析物的特征的第一目 标分析物离子，第二电子能量可以被选择成优先地产生已知具有第二分析物 的特征的第二目标分析物离子。可以基于要被电离的样品的一个或多个属性 来选择电子能量。属性的实例包括但不限于已知或疑似包括在样品中的目的 分析物的类型、包括已知或疑似包括在样品中的目的分析物的化合物的类 别、样品要被引入到EI源中所采用的基质。举例来说，分析或测试某一类 别环境污染物可能需要以相对高的电子能量电离，同时分析或测试某一类固 醇可能需以相对低的电子能量电离(即较软电离)。作为另一实例，电子能 量可被选择用于其减少特定样品基质可能对电离过程或频谱分析所具有的 不利影响的能力。

该选择过程可以基于以前的知识，比如可以通过实施本文所述的其它方 法被开发。例如，该方法可以包括操作控制器来访问其中存储有相关数据的 存储器。相关数据可能会使不同分析物(或给定类型的样品的不同属性)与 要用在EI源中的相应电子能量相关联。

选择完成后，该方法可以包括在EI源中产生电子束，并且将已知包括 或疑似包括一个或多个目的分析物的样品引入EI源。以第一电子能量采用 电子束照射样品来产生第一组离子，并且将该第一组离子从EI源传送出。 如果第二电子能量已被选择，则将电子束调节至第二电子能量，以第二电子 能量照射样品来产生第二组离子，将该第二组离子从EI源传送出。对于额 外的分析物和额外的所选电子能量来说，这个过程可以重复。这样，对于任 意数量的不同分析物来说，电离途径可被优化，并且可以产生高度信息质谱。

图2是示出用于获得质谱数据的方法200的另一实例的流程图。该方法 以一个或多个不同的电子能量(n＝1，2，3，...)实施电离的一个或多个迭 代。一旦开始(102)该方法，则提供(204)要被分析的样品。样品已知包 括一个或多个目的分析物，或者疑似一个或多个目的分析物。在任一种情况 下，选择(204)样品将以其被电离的一个或多个不同的电子能量。对于每 个目的分析物来说，所选择的电子能量是最佳电子能量(或目标电子能量)， 这将促进或有利于已知具有特定目的分析物的特征的目标分析物离子的生 产。通过使用含有使目标电子能量与目标分析物离子相关联的数据的库(或 数据库，查找表等)，可以协助该选择。在一些实施例中，数据可能已经通 过实施本文所公开的其它方法而产生，比如例如图1中所示的方法100。在 选择电子能量之后，对EI源进行编程(208)来以所选的电子能量产生电子 束。电离过程的开始对应于第一次迭代，所以n设定为1(210)。样品被引 入(212)到EI源中。以第n个(第一个)电子能量对样品电离(214)。所 得到的离子被从EI源传送(216)出，用于进一步的处理，包括质量分析和 质谱的产生。然后就是否以不同的电子能量(或者，该程序是否要求调节至 不同的电子能量)电离样品做出(218)决定。如果不是，则该方法可以结 束(224)。否则，该方法前进至下一个(第二个)迭代，并且n被设置为n+1 (220)。EI源调节(222)电子束至下一个(第二个)电子能量，并且重复 电离(214)样品和将所产生的离子从EI源传送(216)出的过程。方法步 骤214至222可以重复任意次数，且EI源可以以任意数量的不同电子能量 进行操作，这取决于被寻找的不同目标分析物离子的数目。

在另一实施例中，图2表示MS系统，其包括配置成用于执行所示的方 法200的组件。

在本文所公开的任何方法的一些实施例中，EI源可以是轴向EI源。轴 向EI源可以包括具有沿着与EI源的离子出口同轴的源轴线的长度的电离室 或容积。由于具有这种配置，该方法可以包括沿着源轴线聚焦电子束，并且 样品的照射产生沿着源轴线的离子束。在一些实施例中，该方法可以包括将 轴向磁场施加至电离室，以沿着源轴线压缩电子束。在一些实施例中，所述 方法可以包括沿着源轴线来回反射电子束的电子来加强电子束，这在以低电 子能量运行EI源时可能是特别有用的。

图3是可用于实施本文所公开的方法的质谱(MS)系统300的实例的 示意图。MS系统300通常包括样品源302、离子源304、质谱仪(MS)306、 系统控制器324、以及用于将离子源304和MS306的内部维持在受控低于大 气压力水平的真空系统。真空系统由分别从离子源304和MS306引出的真 空管线308和310示意性示出。真空管线308和310示意性地代表一个或多 个真空产生泵以及本领域技术人员所理解的相关管道和其他组件。还可以理 解的是，一个或多个其它类型的离子加工装置(未示出)可以设置在离子源 304与MS306之间。各种类型的样品源、光谱仪及相关组件的结构和操作通 常被本领域技术人员所理解，因此根据需要为了理解本发明所公开的主题将 只进行简要地描述。在实践中，离子源304可以与MS306集成或者以其他 方式被认为是MS306的前端或入口，从而在一些实施例中可以被认为是 MS306的组件。

样品源302可以是任何设备或系统，用于将要被分析的样品供给至离子 源304。样品可以以从样品源302流入到离子源304中的气相或蒸汽的形式 被提供。在带有连字符的系统中，比如气相色谱-质谱(GC-MS)系统，样 品源302可以是GC系统，在此情况下，GC系统的分析柱通过合适的硬件 与离子源304的样品入口318连接。

离子源304可以是正交(或交叉束、或尼尔型)的EI源或轴向EI源。 下面通过实例对这两种类型的EI源进行描述。离子源304包括与MS306连 接的离子出口320。

MS306通常可以包括封闭在外壳316中的质量分析器312和离子检测器 314。真空管线310将质量分析器312的内部维持在非常低的(真空)压力。 在一些实施例中，质量分析器312的压力范围为10^-4至10^-9Torr。真空管线 310还可以将任何剩余的非分析中性分子从MS306中去除。质量分析器312 可以是配置成基于相应m/z比率来分离、分选或过滤分析物离子的任何设备。 质量分析器的实例包括但不限于多极电极结构(例如，四极质量过滤器、离 子阱等)、飞行时间质谱(TOF)分析器和离子回旋共振(ICR)阱。质量分 析器312可以包括一个以上质量分析器的系统，尤其是当需要离子碎裂分析 时。作为实例，质量分析器312可以是串联MS或MSⁿ系统，如由本领域技 术人员所理解。作为另一实例，质量分析器312可以包括质量过滤器，后跟 碰撞室，其后又跟质量过滤器(例如，三重四极杆或QQQ系统)或TOF装 置(例如，qTOF系统)。离子检测器314可以是配置成用于收集并测量从质 量分析器312所输出的质量判定离子的通量(或电流)的任何装置。离子检 测器314的实例包括但不限于电子倍增器、光电倍增管以及法拉第杯。

系统控制器324示出为与样品源302、离子源304、MS306以及存储器 328信号连通。因此，控制器324可以控制MS系统300的各种操作，包括 涉及灯丝与产生并维持电子束的离子源304的其它组件的编程和控制。控制 器324可以包括计算机可读介质或软件332，用于实现离子源304和其它组 件的编程控制。在一些实施例中，控制器324可以全部或部分地实施(例如， 利用固件和/或软件)本文所公开的一种或多种方法。存储器328可以用于存 储从实验所获得的数据并建立如本文所述的库或数据库。存储器328可以是 与控制器324集成的本地存储器，或者如图所示，可以设置为可以由控制器 324访问的远程组件。在一些实施例中，存储器328可以是远程计算设备比 如数据库服务器336的一部分。数据库服务器336可以包括存储在存储器中 的数据库软件338。数据库服务器336可以配置成用于执行数据库软件338 的指令来以有组织的方式在存储器328中创建并维护数据。在一些实施方式 中，MS系统300可以是实验室信息管理系统(LIMS)的一部分或与之连通。

在一些实施例中，本文所公开的方法通过利用轴向(或在轴线上的)EI 源而不是正交离子源变得容易。在广泛使用的正交EI源中，离子束在与电 子束正交的方向上产生。这种类型的设计容易造成离子的损失，因为在与 EI源的电离室的内表面碰撞时大量的离子被抽出至灯丝或散焦和中和(丢 失)。对于许多应用来说，将更有利的是产生在轴线上的电子束，即，与所 得到的离子束并且与质量分析器312或离子被传送到其中的其它下游设备同 轴的电子束。轴向电子束可以更容易地创建将具有从EI源被成功传送至下 游设备的更高可能性的离子。此外，轴向电子束提供了较长的路径，分析物 沿着其有机会与电子相互作用，从而使得能够创造更多的分析物离子。此外， 人们已经发现，通过使用在轴线上的EI源进行电离过程促进分子离子和其 它高质量离子的形成。此外，如本文所公开的在轴线上的EI源能够以足够 高得用于有效实施本文所公开的方法并且其以前没有被传统EI源获得的强 度和电离效率产生并维持低能量的电子束。

图4是根据一些实施例的离子源400的实例的透视图。图5是图4所示 的离子源400的透视剖视图。在所示的实施例中，离子源400通常包括限定 内部电离室或容积508的主体404、磁体组件412、电子源416以及透镜组 件420。

离子源400可以具有通常围绕源轴线424所布置的整体几何形状或结 构。在操作中，离子源400产生沿着源轴线424的电子束，并且可以允许在 相对于源轴线424的任何方向上对样品材料流进行电离。要被分析的样品材 料可以通过任何合适的手段而被引入至离子源400，包括其中样品材料是分 析分离仪器比如例如气相色谱(GC)仪器的输出的带连接符的技术。离子 源400随后产生离子，并且沿着源轴线424将这些离子聚焦到离子束中。离 子沿着源轴线424离开离子源400，并进入下一个离子处理装置，其可能具 有沿着源轴线424的离子入口。

电离室508具有沿着源轴线424从第一端至第二端的长度。样品入口528 通过主体404形成在任何适当的位置，以提供用于从样品源引导样品材料到 电离室508中的路径，其中所述样品材料与电子束相互作用。电离室508的 轴向长度可以选择成提供可用于电离所需分析物分子的相对较长的存活电 子束区域，从而增加离子源400的电离效率且因而仪器作为整体的灵敏度。

磁体组件412同轴地围绕着主体404。磁体组件412配置成用于在电离 室508中产生均匀的轴向磁场，其沿着源轴线424聚集并压缩电子束和所得 到的离子束。磁约束电子束和相对较长的电离室508可以使得离子束的产生 能够非常适于从电离室508的改进提取(发射)并最终进入下游离子处理装 置，比如例如质量分析器或者质量分析器之前的另一类型的装置，比如离子 导向器、离子阱、质量过滤器、碰撞室等。可以提取离子束，而不会遭遇已 知发生在尼尔型离子源中的离子损失，其中在与电离室508的内表面碰撞时 大量的离子被抽出至灯丝或者散焦并中(丢失)。磁体组件412可以包括绕 着源轴线424沿周向彼此隔开的多个磁体432。所示的实施例包括固定至环 形轭部434的对称布置的四个磁体432。磁体432可以是永磁体或电磁体。 样品入口528以及其它组件比如电导管可以定位在任何成对相邻的磁体432 之间的间隙中。尽管彼此由间隙隔开，但是磁体432绕着源轴线424对称布 置且所产生的轴向磁场是均匀的。

电子源416可以是配置成用于产生电子并引导电子束从第一端通过电离 室508的任何装置。在所示的实施例中，电子源416包括一个或多个阴极538。 阴极538配置成用于热离子发射，且因此可以是或包括由热离子发射材料比 如例如铼或钨-铼合金构成的一个或多个灯丝(或者在芯上的涂层)。阴极538 被加热至足以产生热离子发射的温度。加热一般是通过运行电流穿过阴极 538来完成的。可以调节电流，以调节电子能量，其通常被设置为约70eV， 但也可以更低或更高。电子源416还包括离子排斥器540和电子反射器544 (板或电极)。阴极538定位在电子反射器544与离子排斥器540之间，其 中可以被认为是由离子排斥器540而与电离室508分隔的电子源区。离子排 斥器540(其也可以被认为是电子提取器)可以配置为在源轴线424上具有 孔的壁或板。电子能量由被施加至离子排斥器540和电子反射器544的电压 设定。施加至电子反射器544的电压加速作为生成的电子朝向透镜组件420。 为此，轴向电压梯度可被施加在电子反射器544与阴极538下游的任何适当 的导电元件(阳极)比如如下所述的透镜组件420的“提取器”之间。施加至 电子反射器544的电压通常为负的，但是更普遍的是比离子排斥器540和达 到透镜组件420的“第一透镜元件”的其他下游光学元件更不正，如下面所述。 电子反射器544和阴极538可以在相同电位下工作，或者电子反射器544可 以比阴极538更负，以协助排斥电子进入电离室508。

透镜组件420设置在电离室508的第二端，轴向地相对电子源416。除 其它事项外，透镜组件420配置成用于将离子束沿着源轴线424从电离室508 导出并进入下一个离子处理装置。为此，透镜组件420包括可由电压源独立 寻址的多个透镜元件(或电极)。每个透镜元件可以具有在源轴线424上的 孔或槽。在所示的实施例中，透镜组件420包括离子提取透镜(或离子提取 器)548、沿着源轴线424与提取器548隔开的第一透镜元件(或电子反射 器)550、沿着源轴线424与第一透镜元件550隔开的第二透镜元件(或离 子反射器)552、以及沿着源轴线424与第二透镜元件552隔开的离子源出 射透镜元件(或离子束聚焦透镜元件)556。离子源出射透镜元件556可以 配置成或者还用作进入离子处理装置的入口透镜元件。透镜组件420还可以 包括在第二透镜元件552与离子源出射透镜元件556之间的一个或多个额外 的离子聚焦透镜元件554，其可以用于聚焦离子束。离子排斥器540和提取 器548可被视为分别是电离室508的轴向第一和第二端。如由本领域技术人 员所理解，适当大小的电压可被施加至提取器548，以有助于将离子束从电 离室508抽出。

第一透镜元件550刚好位于电离室508的外面，并且在其下游侧上直接 相邻于提取器548。适当大小的电压可以被施加至第一透镜元件550，以将 电子束反射回到电离室508中。因此，阴极538(或阴极538和电子反射器 544)与第一透镜元件550协同工作，以沿着源轴线424来回反射电子束穿 过电离室508，从而加强可供在电离室508中EI电离分析物的电子密度。

为了将电子反射回电离室508中，可以将相对高幅度的电压施加至第一 透镜元件550。这可能导致通常在第一透镜元件550与提取器548之间的区 域中创建离子，该区域可被称为离子俘获区域。相比于电离室508，该区域 中的能量很低，且因此在该区域中所产生的离子可能具有不合要求的低离子 能量。因此，这些离子遭受被困在该区域。这些离子在本文中可以被称为“低 能量”或“更低能量”或“俘获的”离子，这在本上下文中是指具有能量足够低得 能够在计划用于离子源400的操作条件下被俘获在俘获区域的离子。通过比 较，“高能量”或“更高能量”或“非俘获的”离子(通常是在电离室408中所产 生的那些)能够穿透透镜组件420并进入下游离子处理装置。离子俘获可能 导致不期望的空间电荷和离子电流的不稳定性，从而导致不期望的不稳定性 能。

第二透镜元件552被提供，以大致减少或消除在第二透镜元件552与提 取器548之间的区域中的离子俘获。设置在第二透镜元件552上的电压可能 比设置在第一透镜元件550上的电压更正。因此，第二透镜元件552反射回 低能量离子朝向第一透镜元件550，并且然后这些离子与第一透镜元件550 碰撞并被中和。此外，第一透镜元件550可以定位成尽可能地靠近提取器 548，以减少在该俘获区域中的离子俘获。

在一些实施例中，当启动电子发射时，“初始”电子能量可以被向上设置 为热离子阴极538与离子排斥器540之间的电位差。随着阴极538或离子排 斥器540上的电压变化，通过调节其他组件上的电压，该电位差可以保持在 理想的固定值。例如，通过调节阴极538上的电压，离子排斥器540可以斜 坡优化，同时仍保持适当的电子能量偏移，以使得其跟踪电子反射器544上 的电压。另外，在第一透镜元件550上的电压可以跟踪阴极电压，以优化第 一透镜元件550的电子反射功能。跟踪功能可以被实现，例如通过在图3中 示意性示出的控制器324。作为默认操作，控制器324可以读取阴极电压并 且将相同的值施加至第一透镜元件550。为了进一步允许细化第一透镜元件 550的优化，额外所施加的偏移电压可以与默认所施加的阴极匹配电压斜坡 相加，即，V_{第一透镜元件}＝V_阴极+V_偏移。施加偏移电压可以在第一透镜元件550 提供电子的更强反射，以尽可能减少电子侵入第一透镜元件550与提取器 548之间的离子俘获区域，从而进一步增加更存活高能量离子的量并且减少 不希望的低能量离子的量。同样地，斜坡电子能量改变阴极电压，且施加至 第一透镜元件550的电压以及可以跟踪斜坡阴极电压。

在一些应用中，可能是可取的是，减少或消除在离子源中发展的电子空 间电荷的效应。例如，空间电荷效应可能足以促使电子束调制失控从而不利 地影响离子束的稳定性。为了解决这个问题，在一些实施例中，可以将周期 性的电压施加至电子源416、透镜组件420和/或主体404的导电元件的一个 或多个。周期性电压可以是周期性的DC脉冲(脉冲宽度、周期和振幅得以 经验性地优化)或高频(例如，RF)电位。周期性电压可以释放污染程度增 加所致的积聚的任何不必要的表面电荷。可替代地，所述电子束可被选通， 以减轻积聚的空间电荷，例如通过使用适当的电子光学器件以周期性地偏转 电子束远离源轴线。在一些实施例中，空间电荷效应可以通过实施在美国专 利第7291845号中所公开的技术来解决，该申请的全部内容通过引用结合在 本文中。

图6是根据另一实施例的在图4和5中所示的离子源400的一部分的示 意图。在本实施例中，额外的电极(或电子提取器)602被添加至阴极(灯 丝)538与离子排斥器540之间的电子源416。通过将适当的电压施加至电 子提取器602，电子提取器602可以用来调节电子源416中的电场条件，特 别是当以低电子能量(例如，9eV至25eV)操作时。例如，电子提取器602 可能协助抽取电子远离阴极538并朝向电离室508，且保持源主体404与离 子排斥器540下部之间的电位差。

适用于实施本文所公开的方法的轴向离子源的进一步描述被提供在同 时与本申请提交的代理人案卷号为20130105-01的标题为“轴向磁离子源及 相关电离方法”的美国专利申请中，其全部内容通过引用并入本文。

实例1

图7示出了分别采用70eV(上谱)和11eV(下谱)的电子能量由EI 所获得的正四十烷(C₄₄H₉₀,CAS#7098-22-8,分子量：618.72)或HC44的 质谱。如上所述，70eV是常见的几乎普遍使用的典型电子能量值，11eV在 如本文所教导的EI软电离能量的范围中。在使用70eV的常见做法中，HC44 在其质谱(上谱)中对于其他直链烃几乎是相同的，因为HC44的区别分子 离子峰在噪音下要么丢失或要么被埋。通过比较，根据预先设定的条件迅速 切换到软EI模式中(例如，电子能量为11eV)，HC44可以被清楚地识别， 如在下谱中所示。

实例2

具有带有十个不同氯化程度的209种不同的多氯联苯同系物(PCBs)。 很难通过使用标准配置由GC来将它们完全分开。通过使用常见做法的70eV EI能量，PCB中的一些的量化在它们并没有完全由GC分开时是一项相当具 有挑战性的任务，因为PCB的碎片离子峰相互重叠、混杂验证识别且模糊 分子离子。图8示出了分别采用70eV(上谱)和13eV(下谱)的电子能量 由EI所获得的2,2’,3,4’,6,6’-六氯-1,1’-联苯(C₁₂H₄Cl₆，分子量：360.88克/ 摩尔)的质谱。很显然，分子离子峰在如本文所教导的软EI模式(例如， 13eV的电子能量)被用于电离PCB时是仅有的显著峰。因此，未分开的PCB 的量化可以简单地通过在其洗脱期间切换至13eV EI电离来实现。

示例性实施例

根据本发明公开的主题所提供的示例性实施例包括但不限于以下内容：

1.一种用于获取质谱数据的方法，所述方法包括：(a)以第一电子能量 在电子电离(EI)源中产生电子束；(b)将包含目的分析物的样品引入EI 源；(c)以所述第一电子能量采用所述电子束照射样品来从所述目的分析物 中产生第一分析物离子；(d)将所述第一分析物离子传送到质量分析器中来 产生与所述第一电子能量相关联的第一质谱；(e)将电子能量调节至与所述 第一电子能量不同的第二电子能量；(f)以所述第二电子能量采用所述电子 束照射样品来从所述目的分析物中产生第二分析物离子；以及(g)将所述 第二分析物离子传送到质量分析器中来产生与所述第二电子能量相关联的 第二质谱。

2.根据实施例1所述的方法，在以所述第二电子能量照射样品之后，包 括循环所述第一电子能量与第二电子能量之间的电子束一次或多次，每次重 复照射样品和将离子传送到质量分析器中的步骤。

3.根据实施例1所述的方法，在以所述第二电子能量照射样品之后，包 括通过重复一次或多次调节电子能量、照射样品以及将离子传送到质量分析 器中的步骤，基于一个或多个额外的电子能量，产生一个或多个额外的质谱。

4.根据实施例3所述的方法，其中，所述额外的电子能量中的至少一个 是不同于所述第一电子能量且不同于所述第二电子能量的第三电子能量，其 中与所述第三电子能量相关联的第三质谱被产生。

5.根据实施例3或4所述的方法，包括：(h)通过将相关数据存储在存 储器中来建立光谱库，其中，所述相关数据使每个质谱与用于产生质谱的电 子能量相关联。

6.根据实施例5所述的方法，包括对于多个不同的目的分析物来说重复 实施例1的步骤(a)至(g)和实施例5的步骤(h)多次，其中对于每个 目的分析物来说，所述相关数据使从该分析物所产生的每个质谱与用于产生 质谱的电子能量相关联。

7.根据实施例1-6中任一项所述的方法，包括从所述第一质谱和第二质 谱中，确定所述第一电子能量和第二电子能量中的哪个是产生目标分析物离 子的最高丰度的目标电子能量，其中，所述目标分析物离子是已知具有所述 目的分析物的特征的离子。

8.根据实施例7所述的方法，包括：通过重复一次或多次调节电子能量、 照射样品以及将离子传送到质量分析器中的步骤，基于一个或多个额外的电 子能量，产生一个或多个额外的质谱；从所述一个或多个额外的质谱，确定 所述一个或多个额外的电子能量中的哪个产生所述目标分析物离子的最高 丰度；并且对于产生目标分析物离子的最高丰度的额外电子能量来说，确定 额外电子能量是否比所述第一电子能量和第二电子能量产生目标分析物离 子的更高丰度。

9.根据实施例8所述的方法，包括将相关数据存储在存储器中，其中， 所述相关数据使所述目标分析物离子与所述目标电子能量相关联；并且其 中，所述目标电子能量是在所述第一电子能量、所述第二电子能量、以及所 述一个或多个额外的电子能量中产生目标分析物离子的最高丰度的电子能 量。

10.根据实施例7-9中任一项所述的方法，其中，所述目标分析物离子 是分子离子或具有的质量在所述目的分析物的质量附近的高质量离子。

11.根据实施例7-10中任一项所述的方法，包括：(h)将相关数据存储 在存储器中，其中，所述相关数据使所述目标分析物离子与所述目标电子能 量相关联。

12.根据实施例11所述的方法，包括对于多个不同的目的分析物来说通 过重复实施例1的步骤(a)至(g)和实施例11的步骤(h)多次来建立光 谱库，其中对于每个目的分析物来说，所述相关数据使具有该分析物特征的 目标分析物离子与所述目标电子能量相关联。

13.根据实施例11或12所述的方法，包括调节所述电子束至所述目标 电子能量、将额外的样品引入所述EI源中、以及以所述目标电子能量电离 所述额外的样品。

14.根据实施例1-13中任一项所述的方法，其中，引入样品包括从色谱 柱洗脱含有所述目的分析物的峰。

15.根据实施例1-13中任一项所述的方法，其中：所述目的分析物是第 一目的分析物；引入样品包括从色谱柱洗脱多个峰，包括含有所述第一目的 分析物的第一峰，其中，在所述第一峰之后的每个峰包括不同于所述第一目 的分析物的相应的目的分析物，且这些峰依次进入所述EI源；对于每个峰 来说，执行实施例1的步骤(c)-(g)；其中，对于每个峰来说，基于所述 第一电子能量的第一质谱和基于所述第二电子能量的第二质谱被产生。

16.根据实施例1-15中任一项所述的方法，其中，所述第一电子能量和 所述第二电子能量在9eV至150eV的范围内。

17.根据实施例1-15中任一项所述的方法，其中，所述第一电子能量和 所述第二电子能量在9eV至25eV的范围内。

18.根据实施例1-17中任一项所述的方法，包括基于由所述第一质谱所 提供的光谱数据来选择所述第二电子能量。

19.根据实施例18所述的方法，包括操作控制所述EI源来选择所述第 二电子能量的控制器。

20.根据实施例18或19所述的方法，其中，引入样品包括从色谱柱洗 脱含有所述目的分析物的峰，并且进行选择所述第二电子能量的同时洗脱所 述峰。

21.根据实施例1-20中任一项所述的方法，其中，所述EI源是轴向EI 源，并且其中，照射所述样品产生与所述电子束同轴的离子束。

22.根据实施例1-21中任一项所述的方法，其中，所述EI源包括电离 室，其具有沿着与EI源的离子出口同轴的源轴线的长度，产生电子束包括 沿着所述源轴线聚焦电子束，以及照射样品包括沿着所述源轴线产生离子 束。

23.根据实施例22所述的方法，包括将轴向磁场施加至所述电离室，以 沿着所述源轴线压缩电子束。

24.根据实施例22所述的方法，包括沿着所述源轴线来回反射所述电子 束的电子，以加强所述电子束。

25.一种用于获取质谱数据的方法，所述方法包括：选择电子电离(EI) 源将以其进行操作的至少第一电子能量和第二电子能量，其中所述第二电子 能量不同于所述第一电子能量；在EI源中产生电子束；将样品引入EI源； 其中所述样品已知包括或疑似包括至少第一目的分析物和第二目的分析物； 以所述第一电子能量采用所述电子束照射所述样品来产生第一组离子；将所 述第一组离子从EI源传送出；将电子能量调节至第二电子能量；以所述第 二电子能量采用所述电子束照射所述第二样品来产生第二组离子；以及将所 述第二组离子从EI源传送出，其中所述第一电子能量被选择成优先地产生 已知具有所述第一目的分析物的特征的第一目标分析物离子，以及所述第二 电子能量被选择成优先地产生已知具有所述第二目的分析物的特征的第二 目标分析物离子。

26.根据实施例25所述的方法，其中，选择包括操作控制器来基于所述 样品的属性选择所述第一电子能量和所述第二电子能量。

27.根据实施例26所述的方法，包括操作所述控制器来控制电子束的产 生和调节。

28.根据实施例26或27所述的方法，其中，选择包括操作所述控制器 来访问其中存储有相关数据的存储器，并且其中，所述相关数据将不同属性 与要在所述EI源中所利用的相应电子能量相关联。

29.根据实施例26-28中任一项所述的方法，其中，所述属性选自由以 下构成的组：已知或疑似包括在所述样品中的目的分析物的类型；包括已知 或疑似包括在所述样品中的目的分析物的化合物的类别；所述样品要被流入 到EI源中所采用的基质；以及前述中的两个或更多个。

30.根据实施例25-29中任一项所述的方法，其中，所述样品已知包括 或疑似包括一个或多个额外的目的分析物，并且对于每个额外的分析物来说 还包括：将电子能量调节至不同于所述第一电子能量且不同于所述第二电子 能量的额外电子能量；以所述额外电子能量采用所述电子束照射所述样品来 产生额外组离子；以及将所述额外组离子从EI源传送出，其中所述额外电 子能量被选择成优先地产生已知具有所述额外的目的分析物的特征的目标 分析物离子。

31.根据实施例25-30中任一项所述的方法，其中，所述第一目标分析 物离子是分子离子或具有的质量在所述第一目的分析物的质量附近的高质 量离子，所述第二目标分析物离子是分子离子或具有的质量在所述第二目的 分析物的质量附近的高质量离子。

32.根据实施例25-31中任一项所述的方法，其中，引入样品包括从色 谱柱洗脱含有所述第一目的分析物的峰和含有所述第二目的分析物的峰。

33.根据实施例25-32中任一项所述的方法，包括将所述第一组离子传 送到质量分析器中来产生第一质谱，将所述第二组离子传送到质量分析器中 来产生第二质谱。

34.根据实施例25-33中任一项所述的方法，其中，所述EI源是轴向 EI源，其中照射所述样品产生与所述电子束同轴的离子束。

35.一种用于获取质谱数据的方法，所述方法包括：在EI源中产生电子 束；将样品引入EI源；以小于70eV的电子能量采用所述电子束照射样品来 产生分析物离子；以及将所述分析物离子从EI源传送出。

36.根据实施例35所述的方法，包括以9eV至25eV范围内的电子能量 采用电子束照射样品。

37.一种用于获取质谱数据的方法，所述方法包括：以第一电子能量在 电子电离(EI)源中产生电子束；将第一样品引入EI源；以所述第一电子 能量采用所述电子束照射所述第一样品来产生第一分析物离子；将所述第一 分析物离子传送到质量分析器中来产生第一质谱；将电子能量调节至与所述 第一电子能量不同的第二电子能量；将第二样品引入EI源；以所述第二电 子能量采用所述电子束照射所述第二样品来产生第二分析物离子；以及将所 述第二分析物离子传送到质量分析器中来产生第二质谱。

38.根据实施例15所述的方法，包括通过将相关数据存储在存储器中来 建立光谱库，其中，对于每个样品来说，所述相关数据使每个质谱与用于产 生质谱的电子能量相关联。

39.根据实施例15所述的方法，包括选择所述第一电子能量和所述第二 电子能量中的至少一个，以产生分子离子。

40.根据实施例15所述的方法，其中，所述第一电子能量和所述第二电 子能量中的至少一个在9eV至25eV的范围内。

41.根据实施例1所述的方法，包括基于由所述第一质谱所提供的光谱 数据来选择所述第二电子能量。

42.根据实施例1所述的方法，其中，所述EI源是轴向EI源，且照射 所述样品产生与所述电子束同轴的离子束。

43.根据前述实施例中任一项所述的方法，其中：所述EI源包括具有沿 着与EI源的离子出口同轴的源轴线的长度的电离室、包括热离子阴极和电 子提取器的电子源以及位于所述电离室与电子提取器之间的离子排斥器；产 生电子束包括从阴极发射电子、通过操作电子提取器提取所发射的电子远离 阴极、以及沿着源轴线聚焦电子束；并且照射样品包括沿着源轴线产生离子 束。

44.一种电子电离(EI)源，配置成用于执行任一种前述方法的步骤中 的一个或多个。

45.一种质谱(MS)系统，包括电子电离(EI)源且配置成用于执行任 一种前述方法的步骤中的一个或多个。

46.一种计算机可读存储介质，包括用于执行任一种前述方法的步骤中 的一个或多个的指令。

47.一种质谱(MS)系统，包括根据实施例46所述的计算机可读存储 介质。

要理解的是，图3中示意性示出的系统控制器324可以代表配置成用于 控制、监测、定时、同步和/或协调离子源的各个功能方面的一个或多个模块。 系统控制器324还可以代表配置成用于控制相关光谱测量系统的功能或组件 的一个或多个模块，例如包括接收离子测量信号并且根据需要执行与数据采 集和信号分析相关的其它任务，以产生根据分析表征样品的质谱。

为了所有这些目的，控制器324可以包括计算机可读介质，其包括用于 执行本文所公开的任何方法的指令。控制器324示意性地示出为通过由虚线 所表示的有线或无线通信链路而与离子源的各种组件和其他组件信号连通。 同样为了这些目的，控制器324可以包括一个或多个类型的硬件、固件和/ 或软件，以及一个或多个存储器和数据库。控制器324通常包括提供总体控 制的主电子处理器，并且可以包括配置成用于专用的控制操作或特定的信号 处理任务的一个或多个电子处理器。系统控制器324还可以示意性地表示未 具体示出的所有电压源，以及根据需要将电压施加至各个组件的时序控制 器、时钟、频率/波形发生器等。控制器324还可以代表一种或多种类型的用 户接口设备，比如用户输入设备(例如键盘、触摸屏、鼠标等)、用户输出 设备(例如显示屏、打印机、视觉指示器或警报、听觉指示器或警报等)、 由软件控制的图形用户界面(GUI)、以及用于承载由电子处理器(例如，体 现在软件、数据等中的逻辑指令)可读取的介质的设备。控制器324可以包 括操作系统(例如，Microsoft软件)，用于控制和管理控制器324 的各种功能。

要理解的是，本文所用的术语“信号连通”指的是两个或更多个系统、设 备、组件、模块或子模块能够通过在某种类型的信号路径上传播的信号而相 互连通。该信号可以是通信、电源、数据或能量信号，其可以将信息、电源 或能量从第一系统、设备、组件、模块或子模块沿着第一与第二系统、设备、 组件、模块或子模块之间的信号路径连通至第二系统、设备、组件、模块或 子模块。信号路径可以包括物理、电、磁、电磁、电化学、光学、有线或无 线连接。信号路径还可以包括另外的系统、设备、组件、模块、或第一与第 二系统、设备、组件、模块或子模块之间的子模块。

更一般地，术语比如“连通”和“与……连通”(例如，第一组件与第二组 件“连通”)在本文中用来表示在两个或更多个组件或元件之间的结构、功能、 机械、电、信号、光、磁、电磁、离子或流体的关系。因此，一组件被说成 与第二组件连通的事实并非旨在排除附加组件可能存在第一与第二组件之 间和/或可操作地与之相关联或与之接合的可能性。

要理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以改变本发明的各个 方面或细节。此外，前面的描述仅是为了说明的目的，而不是为了限制—— 由权利要求所限定的本发明的目的。