01 背景介紹

質譜儀是一種高靈敏度、高分辨率的分析儀器，能夠實現復雜樣品的快速、精準定性及定量分析，被廣泛應用于生命科學、地質科學、藥物分析、環境監測、食品安全和法醫鑒定等領域。

質譜儀按質量分析器可分為四極桿、飛行時間、離子阱、扇形磁場和傅里葉變換離子回旋共振質譜等。由于國產產商近年來推出的MALDI-TOF和VOCs在線/走航質譜等產品在國內醫療和環境檢測市場上具備明顯優勢，持續驅動微生物檢驗、VOCs監測兩大專用市場擴容，飛行時間質譜的市場份額不斷提升，未來發展前景呈樂觀趨勢。

02 運作原理

飛行時間質譜能夠分析范圍很寬的物質質量，并捕捉到快至微秒尺度的變化瞬間，具備高靈敏度、高分辨率、分析速度快、質量檢測上限只受離子檢測器限制等優點，是目前應用最廣的生物質譜分析技術之一。

其基本原理是測量離子從離子源到達檢測器的時間，通過給物質中的分子或原子“加上”電，讓它們變成帶電的離子，然后讓這些離子在電場中加速飛行。由于不同質量的離子飛行速度不同，它們到達檢測器的時間也不同。通過測量離子到達檢測器的時間，我們可以知道它們的精確“體重”，從而了解物質的微觀組成和結構信息。

03

解決方案

中科采象為飛行時間質譜儀器研發提供全面解決方案，包括微通道板（MCP）檢測器和數字化儀。在MCP檢測器選型方面，不同離子源、質量分辨率和應用類型的飛行時間質譜儀需要根據增益特性、響應速度、線性范圍、工作電壓和真空度條件，選擇合適的MCP檢測器。在高速數字化儀選型方面，中科采象采用基于模擬數字轉換器（ADC）和現場可編程邏輯門陣列（FPGA）的方案，替代上一代時間數字轉換器（TDC）產品，提供更快采集速度和更寬動態范圍，解決TDC存在的死區時間長、動態范圍窄等問題。用戶可以根據MCP檢測器的特性和質譜質量分辨率，選擇不同采樣率和分辨率的高速數字化儀，從而提升質譜儀的性能和數據質量。

中科采象的飛行時間質譜數據采集解決方案保障了采集信號數據的安全性與完整性，通過FPGA的波形數字化處理算法，實現高速實時數據處理，并能靈活適配各種質譜應用需求和場景。其主要優勢包括：

1.多樣化的采集卡類型：可選采集卡的采樣率覆蓋125 MSPS至10.4 GSPS，帶寬10 MHz至3000 MHz，分辨率為8/12/14/16位，通道數為1/2/4/8，能夠滿足不同質量分辨率和脈沖響應時間的質譜信號采集需求。

2.快速穩定的數據傳輸：采用高速PCIe接口，傳輸速度更快；板載4GB DDR4緩存，支持最大40000次數據累加。

3.靈活的數據處理方式：可通過板載FPGA進行自定義算法開發，實現脈沖峰識別和分析；基于VB.NET、C#、C/C++開發環境，提供SDK開發包和API調用接口，以及豐富的開發案例庫。

4.全方位技術支持和售后服務：提供免費培訓資源和技術咨詢服務，產品享有3年維保，并支持產品試用，保障用戶售后權益。

參考資料：

1.Fjeldsted, J. C. (2016). Advances in time-of-flight mass spectrometry. In Comprehensive Analytical Chemistry (Vol. 71, pp. 19-49). Elsevier.

2.Pól, J., Strohalm, M., Havlí?ek, V., & Volny, M. (2010). Molecular mass spectrometry imaging in biomedical and life science research.Histochemistry and cell biology,134, 423-443.

3.中國科學院大連化學物理研究所，《DICP科普一下∣飛行時間質譜》

4.中國儀器儀表學會分析儀器分會，《中國質譜市場全景調研及趨勢分析報告》

5.北方夜視技術股份有限公司，《微通道板的產品特點和應用》