Устройство для определения массы пиков масс-спектра высокого разрешения

22) Заявлено 14.03.73 (21) 1894813/26-25 с присоединением заявки Ъе Государстеенныи ком Совете Министров С ло делам навороте ет (23)СР орнтет(53) УДК 543.51(0885) публиковано 30,04.76, Бюллетень Ъе ата опубликования описания 11.06.7 ткрытпециальное конструкторское бюро аналитического приборостроения АН СССР(71) Заявител В ТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИ АСС-СПЕКТРА ВЫСОКОГО РАЗ ССЪ П ЕНИЯ(54 ия па- вязанма об- туплецени Изобретение относится к области масс-спектрометрии органических соединений и вычислительных систем для обработки информаСовременные масс-спектро метры высокого разрешения соединяются с вычислительной системой для обработки информации с целью определения точных значений масс пиков масс-спектра высокого разрешения в диапазоне масс 12 - 1000 а.е.м. с относительной погрешностью 5 10 - , При этом в масс-спектр одновременно с анализируемым веществом вводится эталонное соединение с точно известными массами пиков. Выделение этих пиков пз исследуемого соединения производится с помощью процедуры экстрополяции, а вычисления точных масс пиков посредством интерполяции на участках спектра, содержащего по 3 - 4 эталонных пика. Эффективное вычисление точных значений масс пиков спектра высокого разрешения во время анализа возможно лишь при достаточно большой пропускной способности вычислительной системы и достаточно точном определении параметров пика (его начала и конца).Известно устройство определения массы пиков масс-спектра высокого разрешения, разработанное в Массачузетском технологическом чнституте (США), содержащее масс-спектрометр с высокой разрешающей способностью,систему автоматической обработки масс-спектрометрической информации, состоящую изаналого-цифрового преобразователя, универсальной вычислительной машины блока син 5 хронизации, магнитных накопителей.Недостатками известного устройства являются:1. Недостаточное быстродействие устройства,связанное с вводом значений нулевой линии10 спектра в ЭВМ с целью определения начала иконца пика, и тем самым ограниченные возможности снятия быстрых спектров,2. Недостаточная точность определенраметров пика (его начала и конца), с15 ная с применением упрощенного алгоритнаружения, что вызвано скоростью посння информации.3. Наличие быстродействующей универсальной ЭВМ с большим объемом памяти, что уве 20 личивает объем оборудования, стоимость устройства и затрудняет ее эксплуатацию.4. Наличие ручного поиска трех первых реперных пиков с указанием ЭВМ их пиконахождения в спектре,25 Целью изобретения является устра еуказанных недостатков.Поставленная цель достигается тем, что система автоматической обработки масс-спектрометрической информации снабжена блоком30 объединения информации, подключенным к60 65 аналого-цифровым преооразователям интен сивностп и массы, соединенным соответственно с системой регистрации ионных токов и датчиком масс-спектрометра, блоком формирования каналов прямого доступа в память, содержащим узел обнаружения пика масс- спектра, узел свертки информации узел блокировки обращения от ЭВМ, узел формирования адреса и узел управления, причем узел обнаружения пика масс-спектра подключен к пороговой схеме блока объединения информации, узел свертки информации подключен с одной стороны к узлу обнаружения пика, а с другой к блоку объединения информации, узел блокировки обращения от ЭВМ подключен к узлу управления, соединенному с блоком синхронизации, с буферными блоками оперативной памяти и с блоком автономной регистрации масс-спектров на магнитной ленте, а узел формирования адреса, состоящий из двух счетчиков, подключен к буферным блокам памяти,Блок-схема предлагаемого устройства пред ставлена на чертеже,Устройство содержит масс-спектрометр высокого разрешения 1, в состав которого входит пульт 2 автоматического управления, вакуумная система 3, устройство 4 прямого ввода пробы, источник 5 ионов, масс-анализатор 6, система 7 регистрации ионных токов, датчик 8 масс, аналого-цифровые преобразователи 9 и 10 массы н интенсивности, блок 11 объединения информации, в состав которого входят регистр 12 числа, пороговая схема 13, счетчик 14 времени, блок 15 синхронизации, блок 16 формирования каналов прямого доступа в память, в состав которого входят узел 17 обнаружения, узел 18 свертки информации, узел 19 управления, узел 20 блокировки обращения от ЭВМ, узел 21 формирования адреса, содержащий счетчики 22, 23 адреса, буферные блоки 24, 25 оперативной памяти, устройство 26 автономной регистрации спектров на магнитной ленте, накопители 27, 28 на магнитной ленте, ЭВМ 29, блок 30 программного управления устройством.Устройство работает следующим образом.Анализируемое вещество вводится с помощью устройства 4 прямого ввода пробы в источник 5 ионов, ионизируется электронным ударом и в виде пучка ионов направляется в масс-анализатор 6, где происходит разложение пучка на компоненты с одинаковым отношением массы к заряду. Ионы регистрируются системой 7 регистрации ионных токов, а в массовое число определяется при этом датчиком 8 масс. Высокий вакуум в масс-анализаторе поддерживается вакуумной системой 3, управляемой от пульта 2 автоматического управления, через который по сигналу от блока 30 программного управления устройством осуществляется запуск развертки спектрометра, Одновременно с анализируемым веществом в источник ионов вводится эталонное вещество, Перед запуском развертки от ЭВМ производится установка величины порога в пороговой 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5 Э д 5 схеме 13 и в зависимости от разрешения спектрометра и скорости в блоке 15 синхронизации выбирается частота тактовых сигналов опроса аналого-цифровых преобразователей 9, 10 интенсивности и массы.По этим сигналам отсчеты интенсивности и массы с аналого-цифровых преобразователей считываются в регистр 12 числа блока объединения информации. Пороговая схема 13, сравнивая принятое значение интенсивности с кодом порога, выдает в узел 17 обнаружения пика сигнал 1, если значение превышает порог, и О, если не превышает. Если на временном интервале, определяемом узлом 19 управления блока 16 формирования каналов прямого доступа в память, фиксируется некоторая совокупность 1 и О, то узел 17 обнаружения вырабатывает сигнал о начале пика, поступающий в узел 18 свертки информации, который считывает содержимое счетчика 14 времени в буферный блок 24 или 25 памяти и запускает узел 19 управления, осуществляющий формирование сигналов управления для блоков памяти. Все последующие сигналы от пороговой схемы, вырабатываемые в каждом цикле опроса преобразователей, поступают в узел 18 свертки информации и узел 19 управления. Узел 18 осуществляет считывание кодов интенсивности и массы в блоки памяти, а узел 19 формирует сигналы управления буферными блоками памяти в соответствии с временной диаграммой их работы. В каждом цикле записи производится увеличение содержимого счетчиков 22, 23 адреса. Коммутация сигналов управления в блоки памяти осуществляется сигналами переполнения счетчиков адреса. В режиме автономной записи спектров на магнитную ленту один из блоков памяти принимает спектральную информацию, в то время как из другого блока памяти производится ее считывание на магнитную ленту. Приоритет для записи информации г, память по отношению к считыванию ее в ЭВМ 29 осуществляется узлами 19 и 20 управления и блокировки обращения от ЭВМ, которые не разрешают считывание информации, ЭВМ получает сигнал о совпадении циклов :аписи и чтения и повторяет обращение по тому же адресу до тех пор, пока не получит полезню информацшо. Прп наличии К спгналоз О от пороговой схемы 13 узел 17 обнаружения фиксирует конец пика, анализирует число 1 и 0 принятых на времсшом интервале от начала пика до его конца и посылает в узел свертки информации сигнал о наличии или отсутствии пика. Узел 18 свертки информации осуществляет запись соответствующего признака в ЭВМ. Формля изооретення Устройство для определения массы пиков масс-спектра высокого разрешения, содержащее масс-спектрометр с высокой разрешающей способностью, систему автоматической обра512419 оставитель А, АбульхановТехред А, Камышникова Корректор А, Галахов Редактор В. Булдаков Изд,1287 Государственного комитета по делам изобретений и 13035, Москва, Ж, Раушсаказ 1252/2ЦНИИ 029инист ПодписиСССР Тираж 1Совета Моткрытийкая наб д. 4 Типография Сапунова,боткн масс-спектрометрической информации, состоящую из аналого-цифрового преобразователя, универсальной вычислительной машины, блока синхронизации, блока автономной регистрации масс-спектров на магнитной ленте и мат; тных накопителей, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения масс всех пиков масс-спектра, система автоматической обработки масс-спектрометрнческой информации снабжена блоком объединения информации, подключенным к аналогоцифровым преобразователям интенсивности и массы, соединенным соответственно с системой регистрации ионных токов и датчиком массспектрометра, блоком формирования каналов прямого доступа в память, содержащим узел оонаружсння пика масс-спектра, узел свертки пнформан 1 щ, узел блокировки ооращепия от ЭВМ, узел формирования адреса и узел управления, причем узел обнаружения пика масс спектра подключен к пороговой схеме блокаобъединения информации, узел свертки информации подклю;ен с одной стороны к узлу обнаружения пика, а с другойк блоку объединения информации, узел блокировки обра щения от ЭВЛ 1 подк;почен к узлу упразлсння,соединенному с блоком синхронизации, с буферными блоками оперативной памяти и с блоком автономной регистрации масс-спектров на магнптной ленте, а узел формирования ад реса, состоящий пз двух счетчиков, подключенк буферным блокам памяти.