以一种新的创新方式开拓质量检测的领域

里奇-惠特沃斯

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在将复杂性转化为简单性时，有哪些挑战--我们如何衡量这种努力的成功？

Waters公司质谱开发部主任Daniel Kenny分享了ACQUITY QDa检测器开发背后的动机、灵感和庆祝活动。

Waters ACQUITY QDa质量检测器内部ACQUITY QDa检测器的出发点是什么？

我们相信质谱的力量--它能做什么，它能提供什么。因此，我们开始考虑是什么障碍阻碍了人们采用质谱技术--可负担性和足迹问题，但最大的焦点是这个问题。"为什么质谱技术被认为是可怕的？"我们知道，我们需要为我们的客户解决质谱背后的复杂性，这就是为什么可及性和可用性是设计的组成部分。 ACQUITY QDa.

大多数人都知道 "三重约束 "的三角形--但我们的工作是一个正方形，需要平衡可用性/稳健性、小型化、成本以及性能。例如，在源头方面，我们没有试图为任何一种化合物或任何一种检测方法实现终极性能，而是专注于确保大多数分析的高质量数据，大多数时候是通过简化设计。最大限度地减少我们广场上任何一个角落的妥协程度需要认真的创新。

这就是为什么从概念到产品的时间线比平时长的原因吗？

ACQUITY QDa是对质谱仪进行的一次全新设计。通常情况下，新仪器是通过演变而来--例如，从现有产品中借用几个组件，同时引入新的创新技术来提高灵敏度。通常情况下，你不必为一个新的仪器重新创造绝对的一切--特别是当你已经有适合的组件时。然而，QDa的情况并非如此。

我相信，从最初的非正式讨论到最终将仪器交到我们的客户手中，已经超过了四年。在这段时间里，工程模型阶段是至关重要的，它使我们能够在专注于不断发展的设计的各个环节的小型化和简化的同时，从错误中进行--和学习。

Waters ACQUITY QDa检测器
ACQUITY QDA检测器的原型。

您能否分享一些在QDa中 "从头开始 "的设计的例子？

我们提交了许多与ACQUITY QDa有关的发明专利申请--而不是我们历来申请的那种专利（这些专利往往侧重于性能--操纵离子的新方法，获得更高的灵敏度，等等）。

一个很好的例子是电喷雾探针--用户几乎肯定会在某些时候与之互动，因为其中的毛细管会随着时间的推移而被堵塞或恶化。我们希望尽可能使维护工作不受影响（拆卸一个典型的探头并安装一个新的毛细管需要相当大的技巧），这导致了一个非常不同的探头设计。

探针是一个多合一的部件，毛细管已经压接在PEEK管上，将连接到色谱柱或紫外检测器。你可以在几秒钟内完成整个探针的更换，而不是花上一个小时来完成。而且，也许更重要的是，这个过程更具有可重复性，这确保了性能的一致性，不依赖于用户的能力。一体化的设计还使我们能够最大限度地减少死体积--这是对用户的另一个好处。

可用性的另一个方面是稳健性。我们把QDa检测器建成一个日复一日地使用的东西--也许是一个以前没有从事过质谱分析的人。为此，我们假设用户不习惯或根本不喜欢清洁采样孔或锥体，因为他们在典型的电喷雾质谱系统中必须这样做。

锥形设计的ACQUITY QDa检测器
ACQUITY QDa的反锥体几何形状的演变。
qda-robustness
测试圆锥体的稳健性。

因此，我们决定不在样品锥的顶点开一个非常小的取样孔，而是将孔隐藏在一个隧道中，以保护它不被喷出，从而导致长时间的充电问题。考虑到成本问题，我们设计了一个价格低廉的解决方案，而且更换起来非常容易，新手也可以放心地去做。

该部件实际上是一次性的；当它变脏或堵塞时，您可以将仪器排气，将孔口扔进垃圾桶，然后插入一个新的。由于ACQUITY QDa的泵送量非常小，您可以在10分钟内再次启动并运行。

回到电喷雾源，在传统的质谱分析中，我们几乎有无限的灵活性--我们可以上下、左右移动探头，我们可以在探头内移动毛细管，我们可以改变气体流量、温度、入口电压。所有的变量使我们能够针对特定的分析需要优化性能--但它们也增加了很大程度的复杂性。

在ACQUITY QDa中，我们通过设计一个完全预先优化的几何形状，并固定气体流量等，降低了复杂性（也就是灵活性）。结果是：它只是工作。

许多其他工程解决方案和创新在开发过程中发挥作用，使QDa检测器具有按钮式的简单性和占地面积。

显然，有大量的硬件创新--软件方面呢？

我们对软件采用了同样的规则--我们希望最大限度地提高可用性，并创造出色谱师熟悉的东西。为此，我们锁定了某些参数并将复杂的任务自动化。但在幕后有很多事情要做，许多高级（但很少使用）的设置被隐藏起来，并设置为最佳默认值。

我们还仔细研究了我们为其他LC检测器准备的软件界面，并尽可能地使用相同的语言和术语。我们希望与ACQUITY QDa的互动对来自UV或PDA检测器背景的色谱师来说非常熟悉。

参与的每个人都像你一样对这个项目充满热情吗？

这是一个伟大的时刻，我们得到了大量的支持--每个人都理解了这个概念，并全神贯注地去实现它。这确实是一个巨大的团队努力--需要数百人的努力才能实现ACQUITY QDa。如果没有这种热情和决心，我认为我们不可能实现我们的目标：创造一个极其方便用户的质量检测器，以适当的成本提供适当的性能，并且适合常规HPLC堆栈的格式。

为什么像ACQUITY QDa这样的质量检测器用了这么长时间？

我怀疑以前也有过几次尝试--但他们可能偏离了最初的概念和核心目标。有时，似乎更安全的做法是对冲你的赌注，并最终得到一个与最初职权范围相去甚远的产品。我们有足够的勇气在生产过程中保持我们最初的愿景的清晰性--我想这在一个注重性能的行业中是很不寻常的。

通过选择将重点放在易用性、尺寸和成本上--并接受一些客户不需要最高级别的灵敏度或最广泛的质量范围--我们已经在其他人失败的地方找到了成功，向新的受众开放质量检测。

ACQUITY QDa的开发--以及它所得到的回应（包括内部和外部）--使我们更有勇气；我们现在意识到，最终的可用性是真正被重视的。

我们已经认识到，我们可以成功地朝着一个新的创新方向发展，我相信这将反映在我们未来商业化的产品中。

沃特玛一直以性能为动力（我们认为自己在市场上领先于技术曲线）--现在，我们也将以为客户提供全面的体验为动力。

ACQUITY QDa实际上是我们最畅销的质谱产品--但许多用户会简单地将其视为另一种检测器，我认为这很好。这意味着我们已经成功了!

我们从未想过要取代紫外线检测，它仍然是许多事情的黄金标准，相反，我们想用以前无法获得的额外有价值的信息来补充紫外线。

目睹QDa的普及，看到客户从我们取得的成就中受益，我们感到非常满意。

颠覆性的产品往往会刺激惊喜的应用--有什么东西吸引了你的注意？

在开发之初，我们就将ACQUITY QDa的目标直指（液体）色谱师--因此，是的，有些应用是意想不到的，也是非常有趣的。

例如，我们听说QDa探测器被放在实验室的手推车上推来推去，把分析带到样品中去--其他的探测器被用于烟熏室来监测反应。我们把一个QDa探测器放进背包，然后把它带到山顶，用一个特殊的原型探测器进行分析。

这些令人兴奋的应用中有许多是使用点的直接分析，只是利用了能够做一些新事情的优势。而这也许比其他任何事情都更令人满意。

 

本内容由The Analytical Scientist为Waters公司最初制作和发布。质量数据变得简单。

 

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