阅读说明：本技术 一种飞行时间核酸质谱激光时序算法及控制方法 (Time-of-flight nucleic acid mass spectrum laser timing algorithm and control method ) 是由 汪松炯 于 2020-04-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种飞行时间核酸质谱激光时序算法及控制方法,包括以下步骤,S1,MTC-II主板和CPM-II主板MCU初始化；S2,然后判断真空度是否达标,如果是,则进行如下操作,使能信号触发MCU寄存器置1；然后MCU解锁功能；最后上传信号至上位机,软件解锁对应功能；如果否,则进行如下S3操作。该飞行时间核酸质谱激光时序控制方法保证在真空室真空度足够的情况下进行激光激发,延时加速质谱分析样品,保证实验的准确性和分辨率。(The invention discloses a time-of-flight nucleic acid mass spectrum laser timing algorithm and a control method, which comprises the following steps of S1, initializing an MTC-II mainboard and a CPM-II mainboard MCU; s2, judging whether the vacuum degree reaches the standard, if so, performing the following operation, and triggering an MCU register 1 by an enable signal; then MCU unblocks the function; finally, uploading a signal to an upper computer, and unlocking corresponding functions by software; if not, the following operation S3 is performed. The time-of-flight nucleic acid mass spectrum laser time sequence control method ensures laser excitation under the condition that the vacuum degree of a vacuum chamber is enough, delays and accelerates mass spectrometry of samples, and ensures the accuracy and resolution of experiments.)

一种飞行时间核酸质谱激光时序算法及控制方法

技术领域：

本发明涉及分子诊断核酸质谱领域，特定言之，本发明涉及一种飞行时间核酸质谱激光时序算法及控制方法。

背景技术：

现有飞行时间核酸质谱仪技术方案采用激光同步信号控制模数转换卡和高压模块来达到延时效果，其存在安全隐患，高压模块一直打开、同时上位机和MCU没有锁死激光器和点样等功能，易造成低真空度下实验，造成实验数据不准确，并且激光同步信号较差，需要进行捕捉、展宽、在延时整体来说控制麻烦，而且准确率低；飞行管两端没有lens电压，离子飞行容易偏离，离子最终停留在飞行管内壁上。

发明内容

：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种保证在真空室真空度足够的情况下进行激光激发，延时加速质谱分析样品，保证实验的准确性和分辨率的飞行时间核酸质谱激光时序算法。

本发明的技术解决方案是，提供一种飞行时间核酸质谱激光时序算法，包括以下步骤，

S1，MTC-II主板和CPM-II主板MCU初始化；

S2,然后判断真空度是否达标，

如果是，则进行如下操作，使能信号触发MCU寄存器置1；然后MCU解锁功能；最后上传信号至上位机，软件解锁对应功能；

如果否，则进行如下S3操作；

S3,MCU控制信号输出，拉低主电源DC-DC使能脚；

S4,主电源25V路不输出电压，所有高压电源关闭；

S5,MCU程序激光功能锁死；

S6,使能信号触发MCU并上传上位机软件锁死激光器、点样功能；

S7,MCU控制隔膜泵抽真空；

S8,然后确定转速是否达到13000，如果否，真空泵继续抽真空，直至转速达到13000；如果是，分子泵继续抽真空，并确定真空值是否达到5*10^-6；如果否，分子泵继续抽真空；如果是，则进行如下S9操作；

S9,MCU解锁激光、点样功能；

S10,上传信号至上位机，软件解锁激光、点样功能

S11,进入正常实验模式，高压模块全部打开，激光、点样功能解锁。

作为优选，步骤S11中的正常试验模式，包括以下步骤，

步骤1，上位机输出洗针、移样、点样功能信号；

步骤2，CPM-II控制电机等进行洗针、移样、点样等功能；

步骤3，上位机输出激光信号、PIE延时信号；

步骤4，MCU控制PIE信号输出串联MOSFET导通，3KV被拉低，离子网变成17KV，与芯片架的20KV形成3KV压差为离子飞行提供能量；

步骤5，离子飞行到达离子检测器，进行离子检测；

步骤6，离子信号传输到模数转换卡进行模数转换和编码；

步骤7，上位机进行算法处理和质谱分析；

步骤8，完成质谱图，打印质谱图。

本发明还提供一种飞行时间核酸质谱激光时序控制方法，进行如下操作，整机上电输出电压，当MCU通过真空计检测到真空度不够时，MCU通过I/0控制输出高平信号，三极管导通，并通过加速电路瞬间将电压拉低，以至DC-DC的使能端EN关闭DC-DC芯片功能，通过后级的发光二极管先亮后灭，看出电源模块是否正常工作，并判断出真空度是否达标，如果不达标，继续抽真空直至真空度达标，达标后MCU和上位机相关激光器、点样功能上锁；然后主控MCU输出抽真空信号高平信号，隔膜泵开始工作抽真空，真空计实时监控反馈真空值，当转速达标之后分子泵开始工作，直至真空值达到5x10^-6,真空计输出高平信号，MCU寄存器信号置1，并上传上位机，此处上位机和MCU解锁；最后进行标准实验时，通过上位机完成点样、移样，此时上位机输出激光信号，激光将样品结晶体激发，PIE延时信号输出将3KV电压拉低，使得产出3KV得电压差离子进行加速，然后在lens5KV的保证下离子在真空得飞行管垂直飞行，完成离子飞行后到达离子检测器、模数转换卡进行模数转换由上位机进行质谱分析，得出质谱图完成整个实验过程。

采用以上方案后与现有技术相比，本发明具有以下优点：在时序控制中，设置一个真空度判断，当真空度不够的时候关断主电源25V输出，高压电源无电压输出，激光器、点样、移样等功能都锁死，保证整机人员安全、整机功耗和实验准确度；采用延时芯片光耦隔离控制MOSFET将离子网的3KV拉低，相对于芯片架的20KV此点电位为17KV，产生3KV的压降延时加速；在离子在真空的飞行管中飞行增加LENS电压保证离子垂直向上飞行，最终实现保证在真空室真空度足够的情况下进行激光激发，延时加速质谱分析样品，保证实验的准确性和分辨率。

附图说明：

图1为本发明的激光激发时序算法流程图。

图2为本发明的激光激发时序控制图。

具体实施方式

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下面结合附图就具体实施方式对本发明作进一步说明：

实施例1

如图1-2所示，一种飞行时间核酸质谱激光时序算法，包括以下步骤，

S1，MTC-II主板和CPM-II主板MCU初始化；

S2,然后判断真空度是否达标，

如果是，则进行如下操作，使能信号触发MCU寄存器置1；然后MCU解锁功能；最后上传信号至上位机，软件解锁对应功能；

如果否，则进行如下S3操作；

S3,MCU控制信号输出，拉低主电源DC-DC使能脚；

S4,主电源25V路不输出电压，所有高压电源关闭；

S5,MCU程序激光功能锁死；

S6,使能信号触发MCU并上传上位机软件锁死激光器、点样功能；

S7,MCU控制隔膜泵抽真空；

S8,然后确定转速是否达到13000，如果否，真空泵继续抽真空，直至转速达到13000；如果是，分子泵继续抽真空，并确定真空值是否达到5*10^-6；如果否，分子泵继续抽真空；如果是，则进行如下S9操作；

S9,MCU解锁激光、点样功能；

S10,上传信号至上位机，软件解锁激光、点样功能

S11,进入正常实验模式，高压模块全部打开，激光、点样功能解锁。

承上述，步骤S11中的正常试验模式，包括以下步骤，

步骤1，上位机输出洗针、移样、点样功能信号；

步骤2，CPM-II控制注射泵电机等进行洗针、移样、点样等功能；

步骤3，上位机输出激光信号、PIE延时信号；

步骤4，MCU控制PIE信号输出串联MOSFET导通，3KV被拉低，离子网变成17KV，与芯片架的20KV形成3KV压差为离子飞行提供能量；

步骤5，离子飞行到达离子检测器，进行离子检测；

步骤6，离子信号传输到模数转换卡进行模数转换和编码；

步骤7，上位机进行算法处理和质谱分析；

步骤8，完成质谱图，打印质谱图。

本发明还包括一种飞行时间核酸质谱激光时序控制方法，进行如下操作，整机上电输出电压，当MCU通过真空计检测到真空度不够时，MCU通过I/0控制输出高平信号，三极管导通，并通过加速电路瞬间将电压拉低，以至DC-DC的使能端EN关闭DC-DC芯片功能，通过后级的发光二极管先亮后灭，看出电源模块是否正常工作，并判断出真空度是否达标，如果不达标，继续抽真空直至真空度达标，达标后MCU和上位机相关激光器、点样功能上锁；然后主控MCU输出抽真空信号高平信号，隔膜泵开始工作抽真空，真空计实时监控反馈真空值，当转速达标之后分子泵开始工作，直至真空值达到5x10^-6,真空计输出高平信号，MCU寄存器信号置1，并上传上位机，此处上位机和MCU解锁；最后进行标准实验时，通过上位机完成点样、移样，此时上位机输出激光信号，激光将样品结晶体激发，PIE延时信号输出将3KV电压拉低，使得产出3KV得电压差离子进行加速，然后在lens5KV的保证下离子在真空得飞行管垂直飞行，完成离子飞行后到达离子检测器、模数转换卡进行模数转换由上位机进行质谱分析，得出质谱图完成整个实验过程。

本发明在时序控制中，设置一个真空度判断，当真空度不够的时候关断主电源25V输出，高压电源无电压输出，激光器、点样、移样等功能都锁死，保证整机人员安全、整机功耗和实验准确度；采用延时芯片光耦隔离控制MOSFET将离子网的3KV拉低，相对于芯片架的20KV此点电位为17KV，产生3KV的压降延时加速；在离子在真空的飞行管中飞行增加LENS电压保证离子垂直向上飞行，最终实现保证在真空室真空度足够的情况下进行激光激发，延时加速质谱分析样品，保证实验的准确性和分辨率。

以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。凡是利用本发明说明书所做的等效结构或等效流程变换，均包括在本发明的专利保护范围之内。