API-TOFMS-II双极性数据采集及控制软件操作手册REV.02[适用API-04(L)-P-N](共50页)

1、API-TOFMS II双极性数据采集及分析软件操作手册 REV. 02API-TOFMS II禾信双极性大气压电离飞行时间质谱仪2目 录第1章 软件的功能、接口方式及运行环境11.1 软件功能11.2 接口方式11.3 USB驱动程序的安装11.4 采集软件的安装21.5 运行环境3第2章 电控及数据采集软件的开关42.1 电控及数据采集软件的开启42.2 采集及分析软件的关闭4第3章 参数设置63.1 数据采集卡设置63.1.1 输入通道、触发通道73.1.2 输入量程73.1.3 采样频率73.1.4 触发电平73.1.5 触发延时73.1.6 阀值电压73.1.7 采样长度83.1.8

2、 累加次数设置83.1.9 谱图数量83.1.10 采样时间83.1.11 缓存大小83.1.12 降噪83.1.13 数据保存路径93.2 质量分析器参数设置113.2.1 质量分析器参数面板113.2.2 中低压参数设置123.2.3 脉冲电压参数设置123.2.4 高压参数设置133.2.5 射频电压参数设置143.2.6 电压极性模式转换15第4章 软件功能介绍194.1 工具栏按钮功能介绍194.1.1 打开文件204.1.2 参数设置214.1.3 数据采集、暂停及停止214.1.4 峰重心标注及擦除234.1.5 谱图校准244.1.6 Mass、MIC、TIC、迭代TIC图排布

3、314.1.7 MIC图的实现324.1.8 迭代TIC334.1.9 查看峰信息354.1.10 本底扣除及还原354.1.11 离子流相对标准偏差364.1.12 Mass图基线374.1.13 左侧停靠窗口的操作384.2 窗口相关基本操作384.2.1 谱图窗口的调整384.2.2 局部放大功能394.3 分析器参数的另存和加载404.3.1 存储分析器参数404.3.2 加载分析器参数41第5章 数据处理425.1 质量数精度的设置425.2 数据的导出425.3 导出数据的处理43- 2 -第1章 软件的功能、接口方式及运行环境1.1 软件功能ApoloMs 为API-TOFMS

4、II的电控及数据采集软件，可实现以下功能：控制及监测仪器电源、真空系统及各路电压等，采集并显示色谱质谱信息。数据采集部分目前具备的功能有：正负极性切换、保存及导出质谱信息、谱图校准、谱图横坐标（飞行时间，m/z）转换、总离子色谱图(TIC)和多离子色谱图（MIC）变化趋势图、各质谱峰信息（含飞行时间t或m/z、峰面积、峰强度及分辨率等）、谱图累加/平均、连续一段质谱峰强度的相对标准偏差（RSD）等。 1.2 接口方式计算机与上位机通讯通过USB通信线连接使用。 计算机与TDC数据采集卡通过USB通信线连接使用。1.3 USB驱动程序的安装双击上位机通讯驱序CP210VCP_Win_XP_Vis

5、ta_7.exe（图标：），按提示完成上位机通讯驱动程序安装。双击采集卡USB驱动程序EZ-USB_devtools_version_261700（USB驱动）.exe（图标：），按提示完成TDC采集卡USB驱动程序。 两个驱动成功安装后打开中低压开关和采集卡开关，同时连接上各自USB通讯线可在设备管理器的端口（COM和LPT）和通用串行总线控制器中找到对应的图标，见图1-1。图1-1 上位机通讯和TDC采集卡驱动成功连接后对应图标1.4 采集软件的安装USB驱动程序安装完成后，将含有如下文件的ApiMs-DPS文件夹拷贝过来点击软件程序文件ApoloMs.exe（图标）即可使用。，和等为应用

6、程序的扩展文件，是软件运行、上位机控制和采集的必需文件。为应用程序的校正文件，是校准的必需文件，即所有的校正数据都保存在该文件中。 为应用程序的配置设置参数文件，即仪器分析器参数，该参数文件可以其他文件名另存于其他文件夹中，需要调用时再进行加载。1.5 运行环境1) CPU P200以上；2) 操作系统类型：32位(32bit)2)内存 64M以上；3)硬盘 200MB以上；4)视窗 Windows 98以上。第2章 电控及数据采集软件的开关2.1 电控及数据采集软件的开启双击采集及电控软件快捷方式，弹出采集及分析软件的操作界面，如图 21所示。图 21 数据采集及控制软件的参数设置界面2.2

7、 采集及分析软件的关闭采集软件的关闭可以通过以下两种途径实现：1） 单击采集及分析软件右上角的，则采集软件关闭。2） 点击“文件”“退出”，如图,2-2所示。图 2-2 采集软件关闭路径第3章 参数设置3.1 数据采集卡设置点击工具栏中的视图-工具栏和停靠窗口-采集设置，即可调出采集设置面板。图3-1 采集设置面板的调用图3-2 采集参数设置面板3.1.1 输入通道、触发通道采集卡信号通道为通道1或通道2，根据使用情况选择相应的信号输入通道；触发通道选择通道3。3.1.2 输入量程输入量程为TDC数据采集卡的触发电平及阀值电压的有效设置范围，范围应选择 -1.214,1.214。如果触发电平或

8、者阀值电压的设置值超过了-1.214V，数据数据采集卡也以-1.214来计算。3.1.3 采样频率采样频率分多个档位，含2.5G、1.25G、833M、625M、500M、250M，根据需要，选择合适的档位，常用1.25G采样频率。3.1.4 触发电平根据触发信号的信号强度，选择合适的触发电平，保证采集过程可以正常单触发，避免出现触发电平的绝对值设置过大无法触发以及设置过小出现多次（2）触发的现象。3.1.5 触发延时触发延时的作用是通过设置一定的时间长度（单位为us），使得在0到设置的触发延时的时间段之内的质谱图不显示；触发延时以微秒为单位，步长为6.4ns。3.1.6 阀值电压阀值电压的设

9、置均为负值，该参数的作用是：输入到TDC数据采集卡的信号，其强度的绝对值小于设置值的绝对值，则不被采集到，反之，大于设置值的信号强度则被采集，记录到总信号强度TIC（Total Ion Counts）中。阀值的设置最小间隔为1mV，最低阀值电压4mV。3.1.7 采样长度采样长度是指以外触发信号为起点，单次数据采集的时间长度。设置值越大，记录的离子飞行时间越长，则相应离子的质荷比（m/z）值越大。用户根据需要，设置合适的采样长度，避免出现设置值过小，目标峰在软件上显示不出来的现象。3.1.8 累加次数设置累加次数是指每得到一个谱图，所需要累加的推斥次数。举例说明：假设推斥频率为6000Hz，即

10、每秒钟推斥6000次，如果累加次数设置为6000，即累加6000次推斥出一个谱图，即每秒得到一个质谱图。同理，累积次数设置为12000，则每两秒出一个谱图，各个峰的强度约变为6000次累加的两倍。3.1.9 谱图数量谱图数量是指需要采集的质谱图的个数，以图3-2为例，TIC个数设置为10000，则共采集10000个谱图后采集停止。3.1.10 采样时间 采样时间是指TIC图采集时间的长短，它的大小由累加次数和谱图数量来决定。3.1.11 缓存大小缓存档位共分为7个：1 Mb、2 Mb、4 Mb、8 Mb、16 Mb、32 Mb、63Mb，可根据采集数据大小选择合适档位，常用档位为63Mb。3.

11、1.12 降噪可根据需要，勾选降噪功能，以平滑曲线图，降噪前后对比如图3-3及3-4所示。注：降噪前后导出的质谱数据均为原始数据，不因降噪功能的勾选而改变真实数据。图3-3 Mass图降噪前图3-4 Mass图降噪后3.1.13 数据保存路径点击“视图”“工具栏和停靠窗口”“ 数据目录”，调出数据目录设置面板，如图3-5；点击即可设置存贮路径，如图3-6；点击开始采集，软件跳出文件名输入对话框，默认按照电脑记录时间为文件名，也可自行设置（注：命名可为字母、数字、符号等，不支持中文命名），如图3-7所示。图3-5 调用数据目录设置面板图3-6 设置数据采集文件的存储目录图3-7 设置数据采集文件

12、名3.2 质量分析器参数设置3.2.1 质量分析器参数面板如图3-8，点击工具栏“控制”“仪器控制”“参数设置”，弹出“质量分析器参数设置”面板或者单击工具条“set”按钮。面板主要包含运行参数监测、环境设备、中低压、脉冲、高压、射频、极性切换（含启动正、负离子模式、关闭质量分析器）等7个功能模块，绿色指示相应模块已处于工作状态，灰色指示相应模块处于关闭状态。图3-8 质量分析器参数设置3.2.2 中低压参数设置可手动键入电压值，也可调节按钮，进行微调；勾选时，则同组装置电压值可同时抬高或降低。图3-9 中低压参数设置3.2.3 脉冲电压参数设置可手动键入电压值，也可调节按钮，进行微调；功能模

13、块划分为两个部分，一个是分析脉冲推斥部分相关电压设置，另外一部分是Skmmier2电压设置。Skmmier2可选“直流模式”或者“脉冲模式”，正常使用直流模式，如果想进一步提高一定质荷比范围内离子的信号强度，可将Skimmer2模式选定为脉冲模式。（注：Skimmer2脉冲模式下仅会提高一定m/z内离子的信号强度，呈现质量歧视现象。当仅关注某一离子且该离子信号较弱时，推荐使用该功能）Skimmer2模式选择为“直流模式”时，正离子模式下SkimmerL电压输出有效，负离子模式下SkimmerH电压输出有效。Skimmer2模式选择为“脉冲模式”时， Skimmer2施加脉冲电压，Skimmer

14、L、SkimmerH电压均输出有效，脉冲产生的时间（即脉冲延时）、宽度（即skimmer脉宽）及幅值（即SkimmerH与SkimmerL的电压差）均可调节；skimmer2施加脉冲电压后，可对某种离子进行富集，通常富集小离子时需减小“脉冲延时”时间，增大“Skimmer脉宽”；相反，通常富集大离子时需增加“脉冲延时”时间，减小“Skimmer脉宽”。图3-10 脉冲参数设置3.2.4 高压参数设置可手动键入电压值，也可调节按钮，进行微调；勾选时，分析器电压处于待机状态，此时加速电压（ACCE）及MCP电压压差减小至1000V以内。图3-11 高压参数设置3.2.5 射频电压参数设置可手动键入

15、电压值，也可调节按钮，进行微调；勾选时，则同组装置电压值可同时抬高或降低，见图3-12。RFQ提供两个共振频率(f)，分别为1.4MHz及800KHz；MIR提供两个共振频率，分别为700KHz及500KHz。由离子传输质量与射频四极杆电场频率(f)及幅值（Vpp）关系（m/z Vpp/f）可知，测量小离子时（如30m/z1500），建议RFQ频率为1.4MHz，MIR频率为700KHz，同时根据目标物m/z大小，增大或降低两段四级杆射频电压幅值；测量大离子时（如m/z1500），建议RFQ频率为0.7MHz，MIR频率为500KHz，同时抬高射频电压幅值。图3-12 射频电压参数设置3.2.

16、6 电压极性模式转换测量正离子时，需将质量分析器参数将置于正离子模式下。单击，随后弹出“启动确定”对话框，点击的“确定”按钮，各路电压、采集卡、温控器、射频电源等依次自动打开，分析器参数状态栏动态显示仪器打开进程，如图3-13，待显示“质量分析器已处于正离子模式”，开机等待半个小时后即可开始数据采集，如图3-14；图3-13 正离子模式正在启动图3-14 正离子模式转换完成测量负离子时，需将质量分析器参数将置于负离子模式下。步骤为：单击“确定”，等待状态显示“质量分析器已处于负离子模式”即可；图3-15 负离子模式转换完成实验结束，根据需要勾选“高压”功能模块的“standby”（如图3-16

17、），勾选时，分析器电压处于待机状态，此时加速电压（ACCE）和微通道板电压（MCP）的差值降低到-1000V以下,同时关闭ESI电压，或者单击即可关闭质量分析器电压、温度和TDC采集卡，如图3-17示“质量分析器已关闭”。图3-16 质量分析器参数处于“standby”图3-17 质量分析器参数关闭完成第4章 软件功能介绍菜单栏运行参数工具栏采集软件的界面分为以下几部分：工具栏、总离子流图（total ion counts，TIC）、质谱（Mass）图、运行参数等，如图4-1所示。总离子流图质谱图选项卡窗口图4-1 数据采集界面4.1 工具栏按钮功能介绍工具栏按钮如图4-2所示，具体功能说明如

18、表4-1所示。图4-2 工具栏表4-1 工具栏按钮具体功能说明工具栏按钮功能打开文件通信连接启动正离子模式启动负离子模式关闭质量分析器参数打开质量分析器参数设置面板仪器运行参数检测面板开始采集数据暂停采集数据停止采集数据手动标注质谱峰清除标注计算离子流相对标准偏差、丰度比、平均值等软件版本信息等查询4.1.1 打开文件点击，打开以.api为后缀的历史数据文件，如图4-3；还可在“数据目录” 窗口打开近期文件，步骤为点击“视图”“工具栏和停靠窗口”数据目录，如图4-4。鼠标左键点击TIC图，通过键盘的“”“”挪动标线，就可以得到该数据点对应的质谱图。图4-3 直接打开文件图4-4 通过数据目录打

19、开最近一次数据文件4.1.2 参数设置见第3章。4.1.3 数据采集、暂停及停止首先通过“数据目录”窗口新建数据存储路径，如图4-5；随后点击“”，弹出文件名设置窗口“FileName”，输入文件名（文件名仅允许为数字、字母、符号等）后，点击“OK”，软件即可开始按照数据采集前的参数设置进行采集，如图4-6。点击，暂停数据采集，再次点击，则继续数据采集。点击，停止数据采集，再次点击后，软件提示新建文件名。注：点击暂停数据采集或停止数据采集会自动对数据文件进行存储，如见图4-7图4-5 通过数据目录设置质谱数据存储路径图4-6 设置质谱数据文件名图4-7 暂停数据采集前未显示数据文件名2图4-8

20、 暂停数据采集后显示数据文件名24.1.4 峰重心标注及擦除放大想要标注的峰，点击“”按钮，然后按住鼠标左键选择该峰，鼠标左键释放后即完成单个离子峰的标注如图4-9和图4-10所示；单击“”按钮一次，标注一个质谱峰，暂时无法连续标注；如果想去除标注，点击“”按钮，即可擦除所有的峰重心标注，或使用鼠标左键单击标注，通过键盘“Delete”按键删除。注：拖动选择连接多个峰时只会标注峰高最高的峰重心。图4-9 选中需标注的质谱峰图4-10 单个质谱峰标注完成4.1.5 谱图校准目标物质m/z测量不准确时，需要对质谱图进行校准，原因主要有：1）电压或外界条件发生改变，使得离子飞行时间变大或变小。2）已

21、有的校准文件不适用当前目标物测量，如目标物出峰位置与校正峰相隔较远，导致目标物m/z测量不准确。正负离子模式目前校正方法如下1） 正离子模式：利用100pg/ul的利血平甲醇溶液中的m/z准确理论值609.2814和195.0658对仪器进行校正，通过m/z准确理论值397.2129进行验证。2） 负离子模式：利用5ng/ul 1-己烷磺酸钠甲醇溶液中的m/z准确理论值353.1070和165.0586对仪器进行校正。 下面以100pg/ul的利血平甲醇溶液校正为例：1.无校准文件条件下的操作校准的具体步骤如下：选择“工具”“坐标转换”“飞行时间”，将质谱图横坐标变为飞行时间t（单位ns），如

22、图4-11；打开校准界面，选择“视图”“工具栏和停靠窗口”“校准”，如图4-12和图4-13所示；图4-11 Mass图坐标变换图4-12 打开校准功能模块图4-13 校准功能模块界面勾选校准界面的“选取”功能，按住鼠标左键选取校准用的质谱峰，软件弹出“校准界面”对话框，在质量数栏填入准确的m/z，如图4-14，随后点击“确认”，如此再选取另一质谱峰；该两个质谱峰参数将自动添加到“校准”界面，如图4-15所示的序号1、2项；勾选校准用的质谱参数（此次校准用的质谱峰参数为序号1、2项），随后点击“校正”，如果校准无误则Mass的横坐标由飞行时间轴变为质量数，如图4-16所示。建议最后点击“保存到

23、文件”，以保证质谱数据长期的准确性。图4-14 校正时，质谱峰的选取图4-15 校正时，质谱峰信息成功存入校准功能模块图4-16 校正完成将校正数据存储成校准文件。方法是按照以上步骤完成校正后，先确保校正框内本地校正文件没有被勾选，否则会被替代，然后点击“更新本地”，软件弹出“Correct”对话框，输入文件名称Rep-1，如图4-17，点击“确定”，出来“保存到本地文件：Rep-1”对话框，见图4-18，点击“确定”，校准文件Rep-1即存在于“校准”界面的本地栏内，见图4-19。注意校准功能框中的“positive”和“negative”两个文件为软件默认的校准文件，分别用于正、负离子模式

24、，切不可删除，但可更新数据。图4-17 新建校准文件图4-18 确认保存到本地文件图4-19 校正文件Rep-1保存成功2.有校准文件的操作勾选校准文件功能面板的校准文件Rep-1点击“校正”，即实现谱图飞行时间坐标轴到质量轴的校正，见图4-20和图4-21。飞行时间轴图4-20 勾选需要的校正文件质量轴图4-21 校正完成3.校准文件的保存将校准文件存入当前质谱文件中，此功能将数据文件与校准文件一一对应，保证质量轴的准确性。如果想将校准文件更新至其他文件，可点击中“”，弹出下图对话框，如图4-22，选择所需校准数据的质谱文件（后缀名为.api），点击“校准”界面的“保存到文件”按钮，软件提示

25、更新校准参数成功，如图4-23所示。图4-22 将校正信息保存至目标质谱文件图4-23 校正信息更新成功4.1.6 Mass、MIC、TIC、迭代TIC图排布Mass图为单张质谱图；MIC（mass ion counts）是指选中的m/z范围内对应的多离子流；TIC（total ion counts）是指质谱图总离子流；迭代TIC表示一定时间内TIC累加的质谱图。点击“视图”“曲线图”，可选择各谱图数据显示方式。图4-24表示曲线图排布含Mass/Tic/Mic。图4-24 同时显示Mass/Tic/Mic图4.1.7 MIC图的实现首先确定通过峰高还是峰面积实现离子流的对比，并在MIC信息功

26、能模块中进行选择。离子强度变化曲线如图4-25中的Mic质谱数据窗口所示，实现的方法有两种方法。方法一，鼠标选取质量范围。MIC信息窗口，勾选“选取”，通过鼠标选择目标峰，软件会蹦出“范围选择”对话框，可进行微调，如图4-25所示。方法二，通过添加方式，如图4-26，手动键入目标物m/z信息，并选择精度范围即可。图4-25 “选取”方式实现MIC图图4-26 “添加”方式实现MIC图4.1.8 迭代TIC步骤一：单击鼠标左键，在Tic图中选择叠加范围，如图4-27所示，随后释放鼠标；步骤二：选择“视图”“曲线图”“Tic”，弹出“信息框”，输入起始位置，在 “类型”项选择累加/平均方式来实现该

27、段时间内Mass谱图的累加或平均，如图4-28所示。在迭代TIC图中可以对累加或平均质谱图进行标注，查看峰信息等功能，见图4-29。图4-27 迭代TIC的实现（步骤一）图4-28 迭代Tic的实现（步骤二）图4-29 成功累加后的迭代图4.1.9 查看峰信息选择“工具”“查看峰信息”，再框选目标物质谱峰，峰信息内容含质量数、起始位置、峰面积及半峰分辨率（仅供参考），如图4-30所示。图4-30 峰信息显示界面4.1.10 本底扣除及还原选择“工具”“本底扣除”，随后在TIC选择本底范围，弹出的“本底选择范围”键入起始位置和结束位置，随后TIC图和Mass图显示扣除本底后的TIC图和质谱图。选

28、择“工具”“本底还原”，即可取消本底扣除功能。本底扣除前后示意图见图4-31和图4-32。图4-31 本底扣除前图4-32 本底扣除后4.1.11 离子流相对标准偏差选择“工具”“RSD”，随后在Mic曲线图选择离子流区域，软件弹出“范围选择”窗口，确认后即可显示各离子流相对标准偏差信息。图4-33 MIC图RSD的信息4.1.12 Mass图基线Mass图基线可用于设置质谱峰的阀值，即高出基线以上的区域为有效质谱信息。点击菜单栏“工具”“Mass图基线”，弹出“Mass图基线设置”对话框，勾选即显示Mass图基线。可手动设置基线值，也可鼠标拖动基线至适合位置，见图4-34。Mass图基线图4

29、-34 显示Mass图基线4.1.13 左侧停靠窗口的操作点击菜单栏“视图”“工具栏和停靠窗口”，通过勾选“MIC信息、校准、数据目录或采集设置”，就显示在左侧停靠窗口的左下角中，见图4-35。图4-35 停靠窗口的操作左侧停靠窗口中“浮动、停靠、自动隐藏以及隐藏”的使用可以通过两种途径：1) 右键点击左侧停靠窗口的上、下面标题部分，在弹出的窗口中勾选所需操作。2) 点击左侧停靠窗口的上面标题部分三角符号“”， 在弹出的子窗口中勾选所需操作。4.2 窗口相关基本操作4.2.1 谱图窗口的调整谱图的上下、左右调整：鼠标左键拖拽Mass窗口坐标轴，通过控制坐标轴显示的范围，来调整谱图显示的大小；回全谱：点击鼠标左键并向左上方拖拽；谱图置顶：左键单击Mass窗口右侧空白；谱图移动：按住鼠标右键，拖拽谱图；以上功能对TIC图