質(zhì)譜儀的發(fā)展過程簡介及其工作原理的介紹

瀏覽次數(shù)：470　發(fā)布日期：2024-8-16　來源：本站　僅供參考，謝絕轉(zhuǎn)載，否則責(zé)任自負(fù)

質(zhì)譜儀可能小如一枚硬幣，也可能占據(jù)一個(gè)非常大的房間。盡管各種儀器類型用于截然不同的應(yīng)用，但它們的一部分工作原理仍是相同的�，F(xiàn)已采用道爾頓(Da)取代其他術(shù)語（例如amu）作為質(zhì)譜測量單位。1 Da = 一個(gè)碳12 (12C)同位素原子質(zhì)量的1/12。

過去質(zhì)譜儀只用作輔助化合物鑒定的定性設(shè)備，人們一度認(rèn)為它不能準(zhǔn)確定量。但近年來，質(zhì)譜儀已被證實(shí)是一種集定性和定量能力于一體的儀器。

使用質(zhì)譜儀測定分子的質(zhì)量時(shí)必須先將分子轉(zhuǎn)化為氣相離子。為此，質(zhì)譜儀會(huì)向分子傳遞電荷，并將由此產(chǎn)生的帶電離子流轉(zhuǎn)換為成比例的電流，然后通過數(shù)據(jù)系統(tǒng)讀取該電流。數(shù)據(jù)系統(tǒng)將電流轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，以質(zhì)譜圖的形式呈現(xiàn)。

a)以類似色譜圖的形式呈現(xiàn)出不斷增大的總離子流(TIC)豐度隨時(shí)間推移而發(fā)生的變化。b)峰的每個(gè)數(shù)字切片都代表當(dāng)時(shí)構(gòu)成離子流的離子，這通常被稱為輪廓圖或連續(xù)采集。此時(shí)x軸（或“時(shí)間”軸）是質(zhì)荷比(m/z)，很明顯可以看出分辨譜圖中相鄰離子（如同位素）的能力。c)輪廓圖質(zhì)譜圖通常又可簡化為“棒狀圖”，棒狀圖由從每個(gè)峰頂點(diǎn)處繪制的質(zhì)心表示，能夠減少存儲(chǔ)文件的大小，有利于增加分辨率信息。

可以通過多種適合目標(biāo)分析物的方式生成離子：
將溶于基質(zhì)的化合物上樣至平坦表面進(jìn)行激光燒蝕，例如MALDI
讓化合物與高能粒子或電子相互作用，例如電子轟擊電離(EI)
將電離作為傳輸過程本身的一部分，例如我們已經(jīng)了解的電噴霧電離(ESI)技術(shù)會(huì)對(duì)液相色譜儀的洗脫液施加高壓，從而在氣溶膠中生成離子
質(zhì)譜儀將根據(jù)離子的質(zhì)荷比(m/z)對(duì)離子進(jìn)行分離、檢測和測定。繪制相對(duì)離子流（信號(hào)）與m/z的關(guān)系圖，生成質(zhì)譜圖。小分子通常只帶一個(gè)電荷：因此m/z是質(zhì)量(m)除以1的值。“1”代表電離過程中添加的質(zhì)子[表示為M+H+，如果通過失去質(zhì)子形成離子，則為M-H-]，如果離子是通過失去電子形成的，則表示為自由基正離子[M+.]。不同質(zhì)譜儀的準(zhǔn)確度或?qū)嶋H測定真實(shí)質(zhì)量的能力可能會(huì)有所不同，相關(guān)內(nèi)容請(qǐng)參閱本入門指南的后面部分。
較大的分子在其結(jié)構(gòu)內(nèi)的多個(gè)位置捕獲電荷。小分子肽通常可帶兩個(gè)電荷(M+2H+)，而非常大的分子有許多位點(diǎn)，因此可以通過簡單的算法來推斷譜圖出現(xiàn)的離子的質(zhì)量。

經(jīng)正確校準(zhǔn)后，低分辨率儀器可以提供非常準(zhǔn)確的質(zhì)量數(shù)，但由于分辨率空間有限，隨著數(shù)據(jù)堆集，可提供的有關(guān)譜圖的信息也逐漸減少。緩激肽（一種9氨基酸肽）的常見代謝片段BK1-5（即Arg-Pro-Pro-Gly-Phe，是一種ACE（血管緊張素轉(zhuǎn)化酶）抑制劑，用于擴(kuò)張血管）可攜帶兩個(gè)電荷（單電荷(M+H)產(chǎn)生單同位素質(zhì)量數(shù)573.3149，而雙電荷版本(M+2H)的質(zhì)量數(shù)為287.1614）。同位素帶雙電荷，也開始填充可用的分辨率空間。

可分析的分子大小上限是多少？
解吸方法（已在本入門指南中介紹）擴(kuò)展了分析大分子、非揮發(fā)性、易碎分子的能力。在40,000 Da范圍內(nèi)以0.01%的準(zhǔn)確度（或4 Da以內(nèi)）進(jìn)行常規(guī)檢測可以確定微小的變化，例如翻譯后修飾。多電荷態(tài)使質(zhì)譜儀遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其設(shè)計(jì)范圍上限，包括1,000,000 Da及以上的質(zhì)量。

同位素和元素質(zhì)譜

天然同位素豐度已得到充分表征。盡管通常認(rèn)為該參數(shù)較穩(wěn)定，但它仍然可以顯示出顯著的特征差異。同位素比測定被用于代謝研究（使用富含同位素的元素作為示蹤劑）以及氣候研究（測定與溫度相關(guān)的氧和碳變化）。在實(shí)際應(yīng)用中，使用高精度功能（如扇形磁場儀器上的功能）分析復(fù)雜分子之前要先將其碎裂為簡單的分子組分（請(qǐng)參閱下一節(jié)）。

元素分析通常用于分析無機(jī)材料 - 旨在確定元素組成，而非結(jié)構(gòu) - 在某些情況下使用固體金屬樣品。在使用放電裝置（或低功率輝光放電裝置）來電離樣品的應(yīng)用中，電感耦合等離子體(ICP)離子源很常用。使用專用儀器在ppt水平行檢測的應(yīng)用并不少見。

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來源：譜質(zhì)分析檢測技術(shù)（上海）有限公司
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