Failure Analysis Using a Single Switch
要求完全不同层次性能的开发现场

高性能分析装置引领科学的发展。高德平台制作所为了进一步提升质谱仪的性能,迈出了新的一步。那就是开发飞行时间高效液相色谱质谱联用仪。

任务艰巨的项目

MS BU LCMS小组组长向畑,自进入公司以来,几乎把所有时间都投入到了液相色谱质谱联用仪的开发中。大规模的开发项目基本都由向畑指挥,他甚至被称作是MS BU中的领军人物。

即使是具有这样实力的向畑,也认为此次的开发“任务艰巨”。除了公司寄予的厚望,还有对这个前所未有的大型团队的管理、开发旗舰机型的压力、以及严苛的日程。2018年6月发售的高效液相色谱质谱联用仪LCMS-9030,可谓是事关作为质谱仪厂商骄傲的开发项目。

为了与世界并肩同行

装置由导入样品的导入部、使原子和分子变成离子的离子化部、按质量分离出离子的质量分离部(分析仪)、检测该离子的检测部、数据处理部等组成。高德平台制作所员工田中耕一(现任高级研究员)以离子化相关技术于2002年获得了诺贝尔奖。这是一项与MALDI法相关的技术,对于蛋白质这样的巨大分子无需破坏便能实现离子化,为生命科学的发展做出了巨大贡献。

另一方面,在分析仪部分的技术方面,高德平台却落在其他公司之后。现在,最为普及的分析仪是三重四极杆型。这种分析仪体积较小,价位较低,擅长高灵敏度定量分析。在2000年代,许多质谱仪厂商发布了三重四级杆型质谱仪,然而高德平台直到2010年,才发布了公司自主生产的三重四级杆型质谱仪“LCMS-8030”。

“我们希望尽快进入这个市场,因为市场有很大的空间,然而开发工作花了五年多的时间。而且,产品发布以后,我们一边听取客户评价一边提高产品的完善程度,自那以后又花了好几年才完成市场渗透”(向畑)。

如今,三重四级杆型的LCMS-8000系列,已经成为了高德平台的主力产品。在这背后,是为了满足客户提出的各种需求每日奋力拼搏的技术团队的身影。

由于凭借三重四级杆质谱仪获得了一定成果,MS BU开始进入下一个阶段,那就是开发搭载了Q-TOF型分析仪的质谱仪。

指挥开发工作的分析测试事业部 生命科学事业综合管理部MS BU LCMS小组组长 向畑和男(前排)与围在LCMS-9030周围的分析测试事业部的成员们。照片左起依次为,技术部 电力电子小组 主任 鹈饲洋平、技术部 软件小组 主任 池田笃重、生命科学事业综合管理部 MS BU 解决方案开发小组 副组长 盐滨彻、技术部 分析仪小组 主任 坂越祐介、生命科学事业综合管理部 MS BU 解决方案开发小组 主任 前田一真、生命科学事业综合管理部 MS BU LCMS小组 主查 奥村大辅。

令人惊叹的技术

“接下来要开发飞行时间质谱仪。你肯定想试试吧?”2013年4月,当时的BU长丝井(现任执行役员 副事业部长),对在LCMS-8030、8040的开发中担任硬件开发部门负责人的奥村这样说。

“当时的感觉是,总算盼来了,心中充满了期待”,奥村在大学时代,就在物理学系参与了质谱仪的研究,以飞行时间型分析仪的研究为主攻方向。自2005年进入公司以来,因为机缘巧合,奥村研究的是四级杆型。终于等来了可以发挥自己本来实力的机会,对他而言,不存在放过这个机会的选择。

不过,大学的研究室与实际的产品开发有很大的区别。其中,令奥村惊叹的是电气系统的技术。为了加速离子运动,需要施加10,000伏的电压。即使只有0.02伏的波动,离子都无法正确飞行。高电压电源需要绝对的精度。

“瞬间设定为正确数值的严格性,对庞大的数据量进行高速交换的通信功能,它所要求的性能与四级杆型完全不是一个级别的,可以说相当棘手”(技术部电力电子小组 鹈饲)

“离子是在真空飞行管内飞行,如果温度改变,时间就会有偏差。因此稳定温度是关键所在,为了确立真空中的温度调节技术,我们花了相当长的时间”(技术部分析仪小组 坂越)

全新的开始

开发工作从2014年开始启动,但从一开始就有些赶不上日程。

“每一位团队成员的技术都很厉害。但是,将电气、固件、软件的技术组合起来后,我们发现,看见离子的喜悦只维持了短短的一瞬间。由于不稳定、噪声无法消失的问题持续存在,一开始有两个月左右我们的开发工作屡屡受挫”(奥村)。

在这种开发延迟达到顶峰的时期,当时正在参与其他装置开发工作的向畑被找来担任该项目负责人。

“日程表上明确定下要在2016年6月发布,但由于接连出问题,我们万般无奈,只好要求延长日程”(向畑)

之后也是每年有三~四次,会出现问题集中爆发的情况,每次都要花一、二个月时间来解决课题,这种局面反复出现。在逐渐增大的压力下,成员们的疲劳也达到了顶峰。

2018年,终于迎来了辛勤付出得到回报的那一刻。同年6月,在美国San Diego举办的66th ASMS Conference上,LCMS-9030华丽登场发布。

为制药、法医学、环境、食品等各领域的研究提供强有力支持的高效液相色谱质谱联用仪LCMS-9030

360度各个角度都看不见螺丝的精致设计,赢得了整个会场的关注。最重要的是,离子飞行的稳定性远远凌驾于其他公司产品之上,优越性能备受好评。辛勤劳动终于结出了硕果。

“坦率地说,受到好评真的非常高兴。但是,这只是硬件工作的完成,接下来软件部队又要开始攻克难关。为了制造对客户更有帮助的装置,我们将定期听取客户要求,不断改良。所以还没到放松的时候”(解决方案开发小组 盐滨)。

为客户提供最优质产品和服务的专业人员们的奋战,今后仍将继续。

注:本文中所登载的被采访者的所属团体、职务名等为采访当时的情况。

开发故事

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