前言
近年来，由于气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)技术的快速发展，使得其在化学、化工、环境、能源、医药、运动医学、刑侦科学、生命科学、食品安全、公共安全等各个领域得到广泛地应用。然而，目前国内绝大多数的GC-MS均为进口仪器，无论是从经济角度还是从国家安全角度，发展具有自主知识产权的GC-MS显得刻不容缓。
在GC-MS国产化中，对GC-MS数据处理系统研究十分重要，而目前我国在GC-MS仪器的软件控制和数据信息处理等关键共性技术中的研发能力相对较弱，计算机技术的优势没有得到充分发挥，应用于GC-MS仪器的数据处理系统软件技术难与国际接轨，致使我国GC-MS仪器开发长时间没有明显进展，更无法形成具有竞争力的产业。而国外如安捷伦、Finnigan、瓦里安等公司所开发的GC-MS数据处理系统软件针对性较强，各大公司都推出自己的图谱文件格式和基于其上的集数据采集、谱图处理、谱库检索的GC-MS软件。系统软件正朝着组件化，面向实验流程化，支持多种仪器联用的方向发展。
针对GC-MS联用仪器对数据处理分析的需求，本文提出一种GC-MS数据处理系统的整体方案设计，并论述谱图显示处理、GC-MS数据处理系统的开发要求，构成基本完整的GC-MS数据处理系统结构。在此基础上，实现整个系统中的谱图显示处理组件和组分比对检索组件的开发。
1GC-MS数据处理系统功能设计
1.1数据预处理
由于基线抖动、谱峰漂移以及随机误差等因素的存在。通过硬件采集来的数据如不加处理地加以计算将会不可避免的带来较大的误差，甚至会导致做样不准、实验失败的后果。自行设计的GCMS数据处理系统对原始数据主要采取坏值剔除等方法来减小误差使实验数据更加接近真实值。
1.1.1坏值剔除对坏值的剔除主要采用物理判别法和统计判别法。首先对不符合物理现象的值进行剔除。如由于谱峰漂移，峰顶值小于基线值，结果求得的净峰高值为负，则应进行剔除。统计判别法基本思想在于，给定一个置信概率，并确定一个置信限，凡超过这个限的误差，就认为它不属随机误差范畴，而是粗差进行剔除(见图1)。
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1.1.2回归模型的选择当r值接近于1（一般在0.9以上）时说明数据的线性相关性较好，其趋势可以用直线模型来进行拟合。当r值明显的偏离于1时这时说明数据的线性相关性较差则可考虑合用其他模型如e指数模型，r值计算公式
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1.2数据的存储结构和转换
GC-MS原始数据的存储结构和转换是数据处理系统开发的基础，GC-MS原始数据的存储格式应具有通用性，这对于自主GC-MS数据库是否具有开放性和可扩充性是至关重要的。同时它也影响着自主谱图检索方法的开发。本文在分析国外GC-MS数据存储结构基础上，利用自编的程序对国外GC-MS获得数据进行转换，得到其通用格式，并实现谱图显示。
1.2.1数据存储以安捷伦GC-MS仪器数据存储格式为例，原始数据存储在.ms文件中。文件中前766个字节存储着测量时间、测量点数以及仪器说明等信息，其中260~263四个字节给出色谱数据存储区的起始位置，278~281四个字节则存储该文件中色谱数据的点数。.ms文件前766个字节的存储内容(见表1)。
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表2示意的是色谱数据存储区的存储结构。每12个字节存储和定位一个色谱数据点的相关数据。而质谱数据存储区域内，质谱数据的存储结构（见表3）。
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1.2.2数据转换根据分析所得数据存储结构，从.ms文件中将相关GC-MS数据提取出来，并将其转换成通用格式文件，例如文本格式文件。.ms文件的数据提取和转换程序流程图（见图2）。
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剩下的接下一篇：气相色谱-质谱联用仪器国产化中的数据处理系统设计(二)
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