不久前,来自安捷伦科技的四极杆质谱仪器研发助理副总裁Shane Tichy博士在接受一家英国媒体采访时,阐述了该公司对于下一代液相三重四极杆质谱联用仪(LC-QqQ)的发展思考。

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Shane Tichy博士,来源网络

注:安捷伦科技公司(NYSE:A)是由美国惠普公司战略重组分立而成的一家高科技跨国公司,主要致力于生命科学、诊断和应用化学市场领域内产品的研制开发、生产销售和技术服务等工作。

有一种观点认为,自动化技术发展方向是当下全球的一个趋势,质谱领域也不例外。仪器智能化方面的进步,譬如说诊断和故障排除功能,帮助分析实验室的工作流变得愈发流水线化和简洁,节省时间,改善准确性和重复性,同时提升仪器的运行时间。

总之,仪器智能化正在影响着工作在食品安全、环境、制药、生命科学、临床诊断、法医等等实验室里的科学家们。

Tichy博士所领导团队的最新项目,聚焦在下一代LC-QqQ的开发,旨在进一步增强灵敏度、准确性、长期稳定性和仪器的智能化。

为此,新的系统将被植入多个程序化的智能芯片。与此同时,它还要实现:校准频次的减少,通过故障自诊断来降低维护费用,存储调谐和校准数据的能力从而为下一次校准提供评估参考。

在过去的几年里,围绕仪器智能化的热议时有发生。但实际上,大概在30年前就已经出现了第一台智能化仪器。

但由于芯片价格的昂贵,限制了智能化最初在分析仪器行业的发展。不过,现在情况已经发生了变化,芯片的成本在下降但功能在提高。这使得智能仪器与传统仪器之间的差价相对变小了。

智能芯片植入质谱仪器带来的优势包括:仪器更加小型化,快速的双向数字通讯,和仪器的自校准能力。

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这些优势使得仪器可以在不同的环境条件下保持一个更高的测量准确性。还有,就是实现了仪器的自诊断,它可以显示系统的“健康”程度,预警操作者测试质量的变化和潜在的问题。

要让没有什么经验的用户接受质谱仪器,一个关键的挑战是,在他们的心目中,质谱是一种复杂的仪器。无论是操作还是维护,对于他们而言都存在挑战。

为了让仪器达到最优的工作状态,一些操作者需要费劲扒拉地通过手动去优化调谐或离子源参数。

另一个挑战则是仪器的故障排除。当系统的性能下降,用户不知道应该检查哪。是色谱柱?离子源脏了?透镜被污染了?也许故障和机械或电子组装有关?

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由于这些原因的存在,即使质谱是解决客户工作难题的最佳分析工具,也会让他们在使用质谱的问题上望而却步。

为了克服这些挑战,安捷伦科技对仪器智能化寄予厚望,以力争使质谱仪器变得更加普及。

通过利用智能芯片,Tichy博士和他的团队强化了自调谐功能和校准算法,它们可以连续不断地设置最优的仪器参数。

为了减少宕机时间,通过早期维护反馈来追踪系统的“健康”状况。

具有自我感知能力的即插即用技术则可以大大缩短向使用新系统进行质谱检测过渡的时间。

Tichy博士给出的最后结论是,仪器智能化已成为未来仪器发展的一个关键,质谱也不例外。安捷伦将持续在代表未来趋势的方向上发力。

Shane Tichy博士团队简介

在安捷伦科技,Tichy博士所领导的团队包括化学家、研究员、项目经理、电子工程师、程序员和机械工程师等。

在过去的十年里,该团队开发并推出了十款四极杆质谱仪器。

在这些曾经的研发项目中,深受Tichy博士个人喜爱的包括以灵敏度见长的6495C三重四极杆液质联用仪、紧凑型Ultivo三重四极杆液质联用仪、易用型 InfinityLab LC/MSD iQ单四极杆液质联用仪等。

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安捷伦三重四极杆液质联用系统,来源网络

写在结尾的话

美国的研发体系有个特点,研究开发(R&D)经费中只有约30%由政府提供。

企业则是美国科技研发的主要投资者。近二十年来,美国企业的R&D投入,占全社会R&D投入的65%左右。

注:以上数据引自互联网。

每家公司根据各自的需求决定研究方向,尤其是大公司,都有巨大的研发团队。

这种模式曾经发挥过巨大的力量。因为企业自己在市场上摸爬滚打,他们知道市场最需要啥,所以他们要牵头做研发,这样将来产品到了市场上才能卖得出去,回笼资金,开启下一轮研发,完成一个正反馈。

安捷伦科技在这方面可以说是一个比较典型的代表。

欧美的高端分析仪器水平长期领先于中国。这种现状的唯一好处是,在客观上,为中国提供了一个路标。

有人认为创新最难的地方不在于研究过程,而是确认方向。方向走对了,你后面无论砸多少资源,至少可以保证不是在做无用功。

有机会看看跨国巨头在忙些什么,对于业内行家而言,还可以评估一下当前分析仪器的发展态势。

究竟哪些技术还有发展潜力?哪些技术基本已经到头了?

美国乔治梅森大学经济系教授泰勒·考恩在其2011年出版的《大停滞?》一书中提出过一个观点,美国进入了“科技高原”(technological plateau)。考恩的意思是,科技创新也遭遇了高原“窒息”,科技进步停滞了。

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而这种科技发展大停滞的宏观趋势不知对于分析仪器学科的影响几何?这种停滞如果真实存在的话,对于后来者而言,是否是一次追赶领先者的机会?