(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 111027228 A(43)申请公布日 2020.04.17
(21)申请号 201911366492.5(22)申请日 2019.12.26
(71)申请人 暨南大学
地址 510000 广东省广州市黄埔大道西601
号(72)发明人 陈政阁 闫书雄 黄正旭 周振 (74)专利代理机构 北京商专永信知识产权代理
事务所(普通合伙) 11400
代理人 许春兰 田孝谦(51)Int.Cl.
G06F 30/20(2020.01)
权利要求书3页 说明书9页 附图3页
(54)发明名称
一种用于提升质谱仪器分辨率的数值分析方法及装置(57)摘要
本发明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。
CN 111027228 ACN 111027228 A
权 利 要 求 书
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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
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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，其特征在于，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。
6.根据权利要求5所述的用于提升质谱仪器分辨率的数值分析装置，其特征在于，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。
7.根据权利要求6所述的用于提升质谱仪器分辨率的数值分析装置，其特征在于，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
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集合。
8.根据权利要求5所述的用于提升质谱仪器分辨率的数值分析装置，其特征在于，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。
9.用于提升质谱仪器分辨率的数值分析装置，其特征在于，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可执行程序代码，执行如权利要求1-4任一项所述的用于提升质谱仪器分辨率的数值分析方法。
10.计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行如权利要求1-4任一项所述的用于提升质谱仪器分辨率的数值分析方法。
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一种用于提升质谱仪器分辨率的数值分析方法及装置
技术领域
[0001]本发明涉及质谱仪分析技术领域，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。
背景技术[0002]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。
发明内容
[0003]本发明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。[0004]为了解决上述技术问题，本发明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：
[0005]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；[0006]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；
[0007]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；
[0008]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；
[0009]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。
[0010]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：
[0011]在MATLAB中定义多个电极的初始电压值；[0012]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；
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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：
[0014]
R为分辨率，T为离子飞行时间，△T为离子聚焦时间。[0016]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：
[0017]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；
[0018]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；[0019]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[0020]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。
[0021]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：
[0022]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；[0023]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；[0024]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
[0025]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。
[0026]根据本发明的第二个方面，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：
[0027]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；
[0028]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；[0029]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；[0030]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
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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；[0031]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。[0032]在一些实施方式中，所述第一解集模块包括：[0033]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；[0034]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：
[0035]
R为分辨率，T为离子飞行时间，△T为离子聚焦时间。[0037]在一些实施方式中，所述粗略搜索模块包括：[0038]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；[0039]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；
[0040]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[0041]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。
[0042]在一些实施方式中，所述精细搜索模块包括：[0043]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；[0044]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；
[0045]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
[0046]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。
[0047]本发明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：
[0048]存储有可执行程序代码的存储器；[0049]与所述存储器耦合的处理器；
[0050]所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行本发明第一方面任一所述的用于提升质谱仪器分辨率的数值分析方法。[0051]本发明第四方面公开了计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行本发明第一方面任一所述的用于提升质谱仪器分辨率的数值分析方法。
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与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0053]实施本发明能够通过两种搜索条件和两种优解集合，即通过先全局粗查后局部细搜的搜索方式，相比现有技术的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。附图说明
[0054]图1为本发明实施例公开的一种用于提升质谱仪器分辨率的数值分析方法的流程示意图；
[0055]图2为本发明实施例公开的一种用于提升质谱仪器分辨率的数值分析装置的结构示意图；
[0056]图3为本发明实施例公开的一种用于提升质谱仪器分辨率的数值分析装置的结构示意图。
具体实施方式
[0057]为了更好地理解和实施，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0058]本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。
[0059]对于离子分辨率的体现，一般由离子聚焦条件求解离子飞行轨迹方程而体现，通常方法是通过泰勒展开得到高阶聚焦条件，但是对于复杂轨迹的离子我们无法或者很难获得其轨迹方程。
[0060]本发明实施例公开了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。[0061]实施例一[0062]请参阅图1，图1为本发明实施例公开的一种用于提升质谱仪器分辨率的数值分析方法的流程示意图。其中，图1所描述的方法可以应用在质谱分析仪器中，或者其他用于检测离子运动轨迹的装置中，本发明实施例不做限定。如图1所示，该用于提升质谱仪器分辨率的数值分析方法可以包括以下操作：[0063]101、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。
[0064]可选的，作为一种实施方式，在MATLAB中定义多个电极的初始电压值，通过MATLAB调用Simion，并根据多个电极的初始电压值实现离子模拟运动，其具体通过现有技术的Simion软件功能实现，其主要用于计算电场和在这些领域中的带电粒子的运动轨迹时配置的电极电压和粒子的初始条件，包括可选的射频(准静态)，磁场和碰撞效果，由此可视化提
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供了广泛的支持功能这样模拟出来的离子飞行轨迹，精确度更高，由MATLAB调用Simion软件的方式可以通过接口式调用或程序加载等方式。[0065]之后，将由Simion进行的离子模拟运动中获取的数据反馈至MATLAB中进行计算得到第一分辨率集合，其中，计算公式为：
[0066][0067][0068][0069][0070]
R为分辨率，T为离子飞行时间，△T为离子聚焦时间；
进一步地，△T＝2*(2*ln(2))^0.5*STDEV(TOF)；T＝MEAN(TOF)；其中，STDEV(TOF)是离子飞行时间的标准偏差值，MEAN(TOF)是离子飞行时间的平
均值。
可选的，由上式计算出多个离子的分辨率组成第一分辨率集合。
[0072]102、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，若第一分辨率集合中的极大值发生变化，则根据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，执行步骤1021生成第一优解集合，并执行下述步骤103。[0073]首先，将第一搜索条件配置为基于单纯行法对离子的分辨率集合进行范围搜索。采用单纯行法(Nelder-Mead)的构思对获取的分辨率集合进行搜索，其秉承保证每一次迭代比前一次更优的基本思想，即先找出一个基本的可行解，根据用户需求的设定判断是否是最优解，若不是，则改变当前值进行迭代至满足条件。由于基本的可行解的个数有限，故经有限次转换必能得出问题的最优解。[0074]其中，在本实施方式中，根据用户需求的设定实现为判断第一分辨率集合是否满足第一搜索条件的范围，该搜索条件的范围为做粗略搜索，设定有限次个粗略搜索的个数。[0075]可选的，在当前的第一搜索条件内，若第一分辨率集合的极大值发生变化，更改预定义的多个电极初始电压值，进行离子模拟运动至满足第一搜索条件。在本实施方式中，第一搜索条件为对搜索次数的限定，而对离子电压值变量的上下限都没有设定限制，所以是粗略搜索。
[0076]可选的，在当前的第一搜索条件内，若第一分辨率集合满足的极大值没有变化，将当前的第一分辨率集合作为第一优解集合。[0077]103、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。
[0078]作为一种实施方式，可选的，作为一种实施方式，在MATLAB中将由上一步骤获取的第一优解集合对应的多个电极的电压值作为Simion离子运动的初始值，也可以实现为在上述电极电压值附近的某一邻域电压，通过MATLAB调用Simion，并根据多个电极的初始电压值实现离子模拟运动，其具体通过现有技术的Simion软件功能实现，其主要用于计算电场和在这些领域中的带电粒子的运动轨迹时配置的电极电压和粒子的初始条件，包括可选的射频(准静态)，磁场和碰撞效果，由此可视化提供了广泛的支持功能这样模拟出来的离子飞行轨迹，精确度更高，由MATLAB调用Simion软件的方式可以通过接口式调用或程序加载等方式。
[0079]之后，将由Simion进行的离子模拟运动中获取的数据反馈至MATLAB中进行计算得
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到第一分辨率集合，其中，计算公式为：
[0080][0081][0082][0083][0084]
R为分辨率，T为离子飞行时间，△T为离子聚焦时间；
进一步地，△T＝2*(2*ln(2))^0.5*STDEV(TOF)；T＝MEAN(TOF)；其中，STDEV(TOF)是离子飞行时间的标准偏差值，MEAN(TOF)是离子飞行时间的平
均值。
104、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
第二分辨率集合中的极大值发生变化，则根据第二搜索条件进行迭代操作至第二分辨率集合中的极大值不变，否则，执行步骤1041生成第二优解集合，其中，第二搜索条件的搜索步长小于第一搜索条件。[0086]首先，将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。采用单纯行法(Nelder-Mead)的构思对获取的分辨率集合进行搜索，其秉承保证每一次迭代比前一次更优的基本思想，即先找出一个基本的可行解，根据用户需求的设定判断是否是最优解，若不是，则改变当前值进行迭代至满足条件。由于基本的可行解的个数有限，故经有限次转换必能得出问题的最优解。[0087]其中，在本实施方式中，根据用户需求的设定实现为判断第二分辨率集合中的极大值是否变化，该搜索条件的范围为做精细搜索，设定为根据预置的搜索步长进行范围搜索，该搜索步长小于上述的粗略搜索的搜索步长，由此可以实现更加精细的搜索。[0088]需要说明的是，本发明中的第二搜索条件为比第一搜索条件更加精细的搜索条件，不局限于通过搜索步长来进行限定，其他用于限定第二搜索条件比第一搜索条件更加精细的参数，也属于本发明的包含范围。[0089]可选的，若在当前的第二搜索条件内，第二分辨率集合的极大值变化，则更改多个电极的电压值，进行离子模拟运动至第二分辨率集合的极大值不变，更改的标准以当前的电极电压值的邻域为准。
[0090]若在当前的第二搜索条件内，第二分辨率集合的极大值不变，将当前的第二分辨率集合作为第二优解集合。其中，第二优解集合实现为电压值的集合，根据用户的需求可以设置该第二优解集合中的参数。[0091]105、根据第二优解集合对离子飞行轨迹进行分析。[0092]作为一种实施方式，可以通过第二优解集合，即作为提升质谱分辨率的电极电压组合，对离子飞行轨迹进行分析，体现出复杂离子的运动轨迹，从而可以探究其分辨率。[0093]根据本实施例公开的方法，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。[0094]实施例二[0095]请参阅图2，图2所描述的方法。如图2所示，该用于提升质谱仪器分辨率的数值分析装置的结构示意图。其中，图2所描述的装置可以应用在质谱分析仪器中，或者其他用于检测离子运动轨迹的装置中，本发明实施例不做限定。如图2所示，该装置可以包括：[0096]第一解集模块201，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
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成第一分辨率集合。
[0097]粗略搜索模块202，用于根据第一搜索条件对第一分辨率集合中的极大值是否变化进行判断，若第一分辨率集合中的极大值发生变化，则根据第一搜索条件进行迭代操作至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203。
[0098]第二解集模块203，用于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。[0099]精细搜索模块204，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，若第二分辨率集合中的极大值发生变化，则根据第二搜索条件进行迭代操作至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，第二搜索条件的搜索步长小于所述第一搜索条件。[0100]分析模块205，用于将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。[0101]需要说明的是，在其他实施方式中，也可以仅包括第一解集模块201、粗略搜索模块202，、第二解集模块203和精细搜索模块204。[0102]可选的，作为一种实施方式，第一解集模块201包括：[0103]运动模拟单元2011，用于在MATLAB中定义多个电极的初始电压值，通过MATLAB调用Simion，并根据多个电极的初始电压值实现离子模拟运动。具体实现为在MATLAB中定义多个电极的初始电压值，通过MATLAB调用Simion，并根据多个电极的初始电压值实现离子模拟运动，其具体通过现有技术的Simion软件功能实现，其主要用于计算电场和在这些领域中的带电粒子的运动轨迹时配置的电极电压和粒子的初始条件，包括可选的射频(准静态)，磁场和碰撞效果，由此可视化提供了广泛的支持功能这样模拟出来的离子飞行轨迹，精确度更高，由MATLAB调用Simion软件的方式可以通过接口式调用或程序加载等方式。[0104]计算单元2012，用于将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，计算公式为：
[0105][0106][0107][0108][0109]
R为分辨率，T为离子飞行时间，△T为离子聚焦时间。
进一步地，△T＝2*(2*ln(2))^0.5*STDEV(TOF)；T＝MEAN(TOF)；其中，STDEV(TOF)是离子飞行时间的标准偏差值，MEAN(TOF)是离子飞行时间的平
均值。
可选的，由上式计算出多个离子的分辨率组成第一分辨率集合。
[0111]可选的，作为一种实施方式，粗略搜索模块202包括：[0112]第一配置单元2021，用于将第一搜索条件配置为基于单纯行法对离子的分辨率集合进行范围搜索。
[0113]第一判断单元2022，用于根据第一搜索条件判断第一分辨率集合中的极大值是否变化；若第一分辨率集合中的极大值发生变化，更改预定义的多个电极初始电压值，进行离子模拟运动至第一分辨率集合中的极大值不变；或若第一分辨率集合中的极大值不变，将
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当前的第一分辨率集合作为所述第一优解集合。采用单纯行法(Nelder-Mead)的构思对获取的分辨率集合进行搜索，其秉承保证每一次迭代比前一次更优的基本思想，即先找出一个基本的可行解，根据用户需求的设定判断是否是最优解，若不是，则改变当前值进行迭代至满足条件。由于基本的可行解的个数有限，故经有限次转换必能得出问题的最优解。[0114]其中，在本实施方式中，根据用户需求的设定实现为判断第一分辨率集合是否满足第一搜索条件的范围，该搜索条件的范围为做粗略搜索，设定有限次个粗略搜索的个数。[0115]可选的，在当前的第一搜索条件内，若第一分辨率集合的极大值发生变化，更改预定义的多个电极初始电压值，进行离子模拟运动至满足第一搜索条件。在本实施方式中，第一搜索条件为对搜索次数的限定，而对离子电压值变量的上下限都没有设定限制，所以是粗略搜索。
[0116]可选的，在当前的第一搜索条件内，若第一分辨率集合满足的极大值没有变化，将当前的第一分辨率集合作为第一优解集合。[0117]可选的，作为一种实施方式，精细搜索模块204包括：[0118]第二配置单元2041，用于根据第二搜索条件判断第二分辨率集合中的极大值是否变化；若第二分辨率集合中的极大值发生变化，更改多个电极的电压值，进行离子模拟运动至满足第二搜索条件；或若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第二优解集合。采用单纯行法(Nelder-Mead)的构思对获取的分辨率集合进行搜索，其秉承保证每一次迭代比前一次更优的基本思想，即先找出一个基本的可行解，根据用户需求的设定判断是否是最优解，若不是，则改变当前值进行迭代至满足条件。由于基本的可行解的个数有限，故经有限次转换必能得出问题的最优解。[0119]其中，在本实施方式中，根据用户需求的设定实现为判断第二分辨率集合中的极大值是否变化，该搜索条件的范围为做精细搜索，设定为根据预置的搜索步长进行范围搜索，该搜索步长小于上述的粗略搜索的搜索步长，由此可以实现更加精细的搜索。[0120]需要说明的是，本发明中的第二搜索条件为比第一搜索条件更加精细的搜索条件，不局限于通过搜索步长来进行限定，其他用于限定第二搜索条件比第一搜索条件更加精细的参数，也属于本发明的包含范围。[0121]可选的，若在当前的第二搜索条件内，第二分辨率集合的极大值变化，则更改多个电极的电压值，进行离子模拟运动至第二分辨率集合的极大值不变，更改的标准以当前的电极电压值的邻域为准。
[0122]若在当前的第二搜索条件内，第二分辨率集合的极大值不变，将当前的第二分辨率集合作为第二优解集合。其中，第二优解集合实现为电压值的集合，根据用户的需求可以设置该第二优解集合中的参数[0123]可选的，作为一种实施方式，分析模块205可以通过第二优解集合，即最优电极的电压值组合体现出复杂离子的运动轨迹，从而可以探究其分辨率。[0124]根据本实施例公开的装置，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。[0125]实施例三[0126]请参阅图3，图3是本发明实施例公开的又一种用于提升质谱仪器分辨率的数值分析装置的结构示意图。其中，图3所描述的装置可以，本发明实施例不做限定。如图3所示，该
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装置可以包括：
[0127]存储有可执行程序代码的存储器301；[0128]与存储器301耦合的处理器302；
[0129]处理器302调用存储器301中存储的可执行程序代码，用于执行实施例一中所描述的用于提升质谱仪器分辨率的数值分析方法。[0130]实施例四
[0131]本发明实施例公开了一种计算机可读存储介质，其存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，该计算机程序使得计算机执行实施例一所描述的用于提升质谱仪器分辨率的数值分析方法。[0132]实施例五
[0133]本发明实施例公开了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，且该计算机程序可操作来使计算机执行实施例一中所描述的用于提升质谱仪器分辨率的数值分析方法。[0134]以上所描述的的实施例仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0135]通过以上的实施例的具体描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,存储介质包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存储器(Random Access Memory，RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-time Programmable Read-Only Memory，OTPROM)、电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。[0136]最后应说明的是：本发明实施例公开的一种用于提升质谱仪器分辨率的数值分析方法及装置所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各项实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各项实施例技术方案的精神和范围。
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图2
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