基于NI虚拟仪器平台的三重四极杆质谱仪控制系统研究与实现（《分析测试学报》精选论文20190104）
2019/2/28
随着全球人口老龄化和生活方式的改变，人类健康面临诸多严峻挑战，我国以及国际精准医学计划的实施使得医学模式正发生战略性转变，即从服务于治疗转变为健康预测，从传统诊疗转变为精准医疗。受医疗手段和技术研发的制约，现阶段主流临床检测仍采用放射、酶联、化学发光等免疫学技术，这些技术相对简单、分析时间短，但存在交叉反应，检测多个指标需多次试验，影响结果准确性和效率。质谱法作为医学检验中的一种新兴检测技术，可通过一次检测实现多种生物活性物质分子尺度的精确检测，具有高准确性、高灵敏度和高分辨率的特点。其中，三重四极杆质谱（TQMS）具有选择能力强、灵敏度高、特异性强的特点，在实际应用中常与液相色谱联用，广泛应用于临床和医学检验、农药残留检测等领域。
国际上，TQMS技术的发展相对成熟，Sciex、Waters、Shimadzu、Thermo Fisher等生产厂商都紧跟医用质谱的发展步伐，不断更新升级软硬件设备及应用支持服务，为质谱仪的临床应用提供有力的技术支撑。目前应用于临床检测的项目已达400余项，涉及产前检查、新生儿筛查、滥用药物监测、代谢物检查、类固醇激素检测（内分泌）、维生素族检测以及微生物鉴定等领域。我国TQMS研发起步较晚，国内各研究单位和医院的TQMS基本依赖于进口。因此，迫切需要开发国产TQMS及可扩展、易维护的控制系统。
天津大学精密仪器与光电子工程学院汪曣教授团队结合四极杆基本原理及Mathieu方程，研究了TQMS串联质谱扫描原理，并探讨了仪器各子系统的控制原理、需求及方案，基于NI虚拟仪器开发平台，利用LabVIEW软件开发了TQMS质谱仪控制系统软件。该系统实现了真空控制、离子源温度控制、气路控制、四极杆扫描、数据采集控制和上位机交互控制等，具有自动化程度高、稳定性好、可扩展、易维护等优点。利用该系统对环孢霉素A标准样品进行多次检测，获得的子离子峰为1 202.8 Da，与标准样品子离子峰位置相同，半峰宽为0.44 amu，进一步验证了软件的可靠性及稳定性。该仪器系统开发方法可应用于同类仪器控制系统软件的开发。
该研究获得中科院苏州医工所天津工研院提供的项目平台支持，相关成果发表于《分析测试学报》2019年1期第31～38页。
doi：10.3969/j.issn.1004-4957.2019.01.004
【引用本文】王晓俊，孙传强，龚子珊，张涛，杨茹，赵学玒，汪曣. 基于NI开发平台的三重四极杆质谱控制系统设计[J]. 分析测试学报, 2019, 38(1): 31-38.
【Cite this article】WANG Xiao-jun，SUN Chuan-qiang，GONG Zi-shan，ZHANG Tao，YANG Ru，ZHAO Xue-hong,WANG Yan. Design of Triple Quadrupole Mass Spectrometry Control System Based on NI Development Platform[J]. Journal of Instrumental Analysis, 2019, 38(1): 31-38.
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