适于激光解析电离飞行时间质谱仪的离子检测系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种适于激光解析电离飞行时间质谱仪的离子检测系统，包括离子检测器和采集卡；采集卡由FPGA控制芯片、A/D转换器、可变增益放大器、直流偏置电路模块和触发信号输入接口组成；FPGA控制芯片的信号输入端通过A/D转换器与可变增益放大器的信号输出端连接，可变增益放大器的信号输入端和直流偏置电路模块的信号输出端分别与离子检测器的信号输出端连接。本发明优点在于在满足激光解析电离飞行时间质谱仪分辨率的条件下，达到降低离子信号检测采集系统制造成本、提高离子信号检测采集系统工作稳定性目的，同时，本发明具备数据实时上传功能，解决了数据获取滞后的问题。
【专利说明】
适于激光解析电离飞行时间质谱仪的离子检测系统
技术领域
[0001]本发明涉及基质辅助激光解析电离飞行时间质谱仪，尤其是涉及适于激光解析电离飞行时间质谱仪的离子检测系统。
【背景技术】
[0002]MALD1-T0FMS(基质辅助激光解析电离飞行时间质谱仪)质谱系统是一种新型的软电离生物质谱，仪器主要由两部分组成:基质辅助激光解析电离离子源(MALDI)和飞行时间质量分析器(TOF) JALDI的原理是用激光照射样品与基质形成的共结晶薄膜，基质从激光中吸收能量传递给生物分子;生物分子得到能量后形成碎片飞出，它是一种软电离技术，适用于混合物及生物大分子的测定。TOF的原理是离子在电场作用下加速飞过飞行管，根据到达离子检测器的飞行时间不同而被检测，离子检测器把离子信号放大后送给采集卡，再经过计算机分析后来鉴定离子质荷比。
[0003]目前MALD1-T0FMS的离子信号检测采集系统如图2所示，由检测器1.1、中间放大器和采集卡组成。当离子流3.1到达离子检测器1.1后，离子检测器1.1将这个信号放大后以电流形式输出给中间放大器，中间放大器将信号放大后输出给电压量程较大(通常是5V)的采集卡，采集卡再将连续的模拟信号转换为离散的数字信号后送到计算机2.1做后续处理。上述检测采集系统的缺陷是:由于在离子检测器1.1和采集卡之间增加了外置的中间信号放大器，由于信号的频率较高，对中间信号放大器的带宽和噪声要求很高，使得检测采集系统的制造成本很高，同时还需提供中间信号放大器电源，使得检测采集系统复杂，增加了检测采集系统的故障概率;此外上述采集卡不具有数据实时上传功能，导致数据获取滞后而影响整个检测采集系统的性能。
【发明内容】
[0004]本发明目的在于提供一种适于激光解析电离飞行时间质谱仪的离子检测系统。
[0005]为实现上述目的，本发明采取下述技术方案:
本发明所述适于激光解析电离飞行时间质谱仪的离子检测系统，包括离子检测器和采集卡;所述采集卡由FPGA控制芯片、A/D转换器、可变增益放大器、直流偏置电路模块和触发信号输入接口组成;所述FPGA控制芯片的信号输入端通过A/D转换器与所述可变增益放大器的信号输出端连接，可变增益放大器的信号输入端和所述直流偏置电路模块的信号输出端分别与所述离子检测器的信号输出端连接;FPGA控制芯片的数据发送端与外部计算机的数据接收端连接。
[0006]所述FPGA控制芯片的输出控制端连接有状态指示灯单元。
[0007]本发明优点在于在满足激光解析电离飞行时间质谱仪分辨率的条件下，达到降低离子信号检测采集系统制造成本、提高离子信号检测采集系统工作稳定性目的，同时，本发明具备数据实时上传功能，解决了数据获取滞后的问题。
【附图说明】
[0008]图1是本发明的电路结构示意图。
[0009]图2是现有激光解析电离飞行时间质谱仪的离子信号检测采集系统电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0010]如图1所示，本发明所述适于激光解析电离飞行时间质谱仪的离子检测系统，包括离子检测器I和采集卡;采集卡由FPGA(FPGA:英文Field — Programmable Gate Array的缩写，现场可编程门阵列)控制芯片、A/D转换器、可变增益放大器、直流偏置电路模块和触发信号输入接口组成;所述FPGA控制芯片的信号输入端通过A/D转换器与所述可变增益放大器的信号输出端连接，可变增益放大器的信号输入端和所述直流偏置电路模块的信号输出端分别与所述离子检测器的信号输出端连接;FPGA控制芯片的数据发送端通过PCIe总线与外部计算机2的数据接收端连接。在FPGA控制芯片的输出控制端连接有状态指示灯单元，用于显示当前采集卡的状态(例如采集状态、空闲状态)和故障指示(电源故障指示、PCIe通信故障指示)。
[0011]本发明工作时，可变增益放大器的放大倍数由用户设置，经过放大的信号能够充分利用A/D转换器的电压量程;A/D转换器将模拟信号转化为数字信号传输给FPGA控制芯片处理后放到数据缓存区，当计算机2通过PCIe总线请求缓存数据时，FPGA控制芯片将数据发至计算机2。正常工作时，激光解析电离飞行时间质谱仪的同步信号通过触发信号输入接口传输给采集卡，采集卡开始采集信号，当数据量达到预先设置值时就把数据通过PCIe总线传输给计算机。
【主权项】
1.一种适于激光解析电离飞行时间质谱仪的离子检测系统，包括离子检测器和采集卡;其特征在于:所述采集卡由FPGA控制芯片、A/D转换器、可变增益放大器、直流偏置电路模块和触发信号输入接口组成;所述FPGA控制芯片的信号输入端通过A/D转换器与所述可变增益放大器的信号输出端连接，可变增益放大器的信号输入端和所述直流偏置电路模块的信号输出端分别与所述离子检测器的信号输出端连接;FPGA控制芯片的数据发送端与外部计算机的数据接收端连接。2.根据权利要求1所述适于激光解析电离飞行时间质谱仪的离子检测系统，其特征在于:所述FPGA控制芯片的输出控制端连接有状态指示灯单元。
【文档编号】H01J49/40GK105895495SQ201610420960
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】李康康, 蔡克亚, 李向广, 王晓锦, 郭光辉, 张瑞峰, 王家杰, 刘聪, 王超, 乔建勇, 刘晓莉, 肖永东, 易玲, 刘伟伟, 吴学炜
【申请人】安图实验仪器(郑州)有限公司