数字化仪在REMPI质谱仪中的应用：低温光谱解析助力药物分子结构研究与设计

前言

REMPI，即Resonance‐Enhanced Multiphoton Ionization Mass Spectrometry，中文名称为共振增强多光子电离质谱技术，是一种高效的光谱技术，主要用于研究分子反应动力学、分子结构、物质相互作用等问题，常用于化学、生物、医药、环境、材料等领域的研究工作。

关于质谱技术

质谱技术已经有一百多年研究和发展的历史，自从科学家发现带电粒子可以通过电磁场根据其电荷质量比进行分离以来。尽管现在已经有许多不同变种的质谱仪，但它们的性能表现很大程度上还是取决于一些共通的基本模块。在现代质谱仪中，这些基本模块通常是离子源（从待测物中激发离子）、质量分析器、粒子探测器及其配套电子设备。

德思特方案

前面提到，在质谱仪中，离子源起着关键作用，它决定了这种质谱仪可以分析的样品类型。其中一种为制药工业提供巨大潜力的技术就是共振增强多光子电离（REMPI）。REMPI是基于激光的一种气相光谱技术，它会全程结合计算机运算，从而生成精确的待测分子（如神经递质）的结构信息。而运用这种技术的REMPI质谱仪，则能有效帮助研究人员理解分子行为，并最终为药物设计提供理论依据。

具体来说，REMPI技术会把分子冷却到几开尔文，然后测量其电子（和红外）光谱。而要获得优美且精简的光谱，为分析可能的分子构型提供条件，还离不开另一个模块——飞行时间光谱分析仪，它的作用就是根据不同的飞行时间（或者说到达时间）来区分不同的离子。图1展示了位于澳大利亚墨尔本的拉特罗布大学开发的REMPI质谱仪系统。

处理程序

该系统中使用了德思特一款旧版的250 MS/s，14位的PCIe数字化仪板卡进行数据收集、显示和分析，目前对应型号已经停产，但可以使用新一代、性能更强的TS-M4i.4420来替代，顺带一提，在新型号中，垂直分辨率也升级到了16位。下面的图片展示了质谱仪系统的设置界面和运行检测时的结果。其中，数字化仪板卡的控制和数据分析，是使用LabVIEW二次开发的自定义程序完成的。