ytgyg
第25楼2009/04/17
化合物首先在质谱中被电离,然后通过透镜聚焦后进入质量分析器进行分离。在这个地方就用上了射频电压(学过物理的应该知道离子在电场中的运行)。
scan模式下,扫描速度越快,灵敏度越高。
离子的运行时间只能用一瞬形容,时间大概几毫秒吧!
电子倍增管是离子打到管上后,激发出电子呈几何数增长,以此来放大结果。光电的类似,只是激发的不是电子而已
质量歧视主要是质量分析器造成的。
如果DC/RF值为一常数,则扫描时只能采集一个离子而已,比如DC/RF=100,则只能采集m/z=100的离子
好多的问题啊,以上答案是个人答复,欢迎提出自己的疑问。大家共同进步
sxdjj
第29楼2009/04/23
质谱定义
质谱分析法是通过对被测样品离子的质荷比的测定来进行分析的一种分析方法。被分析的样品首先要离子化,然后利用不同离子在电场或磁场的运动行为的不同,把离子按质荷比(m/z)分开而得到质谱,通过样品的质谱和相关信息,可以得到样品的定性定量结果。[编辑本段]发展历史
从J.J. Thomson制成第一台质谱仪,到现在已有近90年了,早期的质谱仪主要是用来进行同位素测定和无机元素分析,二十世纪四十年代以后开始用于有机物分析,六十年代出现了气相色谱-质谱联用仪,使质谱仪的应用领域大大扩展,开始成为有机物分析的重要仪器。计算机的应用又使质谱分析法发生了飞跃变化,使其技术更加成熟,使用更加方便。八十年代以后又出现了一些新的质谱技术,如快原子轰击电离子源,基质辅助激光解吸电离源,电喷雾电离源,大气压化学电离源,以及随之而来的比较成熟的液相色谱-质谱联用仪,感应耦合等离子体质谱仪,富立叶变换质谱仪等。这些新的电离技术和新的质谱仪使质谱分析又取得了长足进展。目前质谱分析法已广泛地应用于化学、化工、材料、环境、地质、能源、药物、刑侦、生命科学、运动医学等各个领域。
赛默飞世尔科技,在08年9月23日召开的新闻发布会上隆重宣布,全球第一台TSQ Vantage三重四极杆液质联用仪已在药明康德新药开发有限公司中国工厂成功安装。利用稳定的新型离子源、第二代离子光学系统和双曲面四级杆,Thermo Scientific TSQ Vantage™质谱提供了比市场上其它同类产品高出10倍的灵敏度和最低的化学噪音。同时,对于小分子、生物分子和多肽的定量,具有更好的重现性和精密度。[编辑本段]质谱种类
质谱仪种类非常多,工作原理和应用范围也有很大的不同。从应用角度,质谱仪可以分为下面几类:
有机质谱仪:由于应用特点不同又分为:
① 气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)
在这类仪器中,由于质谱仪工作原理不同,又有气相色谱-四极质谱仪,气相色谱-飞行时间质谱仪,气相色谱-离子阱质谱仪等。
② 液相色谱-质谱联用仪(LC-MS)
同样,有液相色谱-四器极质谱仪,液相色谱-离子阱质谱仪,液相色谱-飞行时间质谱仪,以及各种各样的液相色谱-质谱-质谱联用仪。
③ 其他有机质谱仪,主要有:
基质辅助激光解吸飞行时间质谱仪(MALDI-TOFMS),富立叶变换质谱仪(FT-MS)
无机质谱仪,包括:
① 火花源双聚焦质谱仪。
② 感应耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)。
③ 二次离子质谱仪(SIMS)
但以上的分类并不十分严谨。因为有些仪器带有不同附件,具有不同功能。例如,一台气相色谱-双聚焦质谱仪,如果改用快原子轰击电离源,就不再是气相色谱-质谱联用仪,而称为快原子轰击质谱仪(FAB MS)。另外,有的质谱仪既可以和气相色谱相连,又可以和液相色谱相连,因此也不好归于某一类。在以上各类质谱仪中,数量最多,用途最广的是有机质谱仪。
除上述分类外,还可以从质谱仪所用的质量分析器的不同,把质谱仪分为双聚焦质谱仪,四极杆质谱仪,飞行时间质谱仪,离子阱质谱仪,傅立叶变换质谱仪等。[编辑本段]质谱技术的应用
近年来质谱技术发展很快。随着质谱技术的发展,质谱技术的应用领域也越来越广。由于质谱分析具有灵敏度高,样品用量少,分析速度快,分离和鉴定同时进行等优点,因此,质谱技术广泛的应用于化学,化工,环境,能源,医药,运动医学,刑侦科学,生命科学,材料科学等各个领域。
质谱仪种类繁多,不同仪器应用特点也不同,一般来说,在300C左右能汽化的样品,可以优先考虑用GC-MS进行分析,因为GC-MS使用EI源,得到的质谱信息多,可以进行库检索。毛细管柱的分离效果也好。如果在300C左右不能汽化,则需要用LC-MS分析,此时主要得分子量信息,如果是串联质谱,还可以得一些结构信息。如果是生物大分子,主要利用LC-MS和MALDI-TOF分析,主要得分子量信息。对于蛋白质样品,还可以测定氨基酸序列。质谱仪的分辨率是一项重要技术指标,高分辨质谱仪可以提供化合物组成式,这对于结构测定是非常重要的。双聚焦质谱仪,傅立叶变换质谱仪,带反射器的飞行时间质谱仪等都具有高分辨功能。
质谱分析法对样品有一定的要求。进行GC-MS分析的样品应是有机溶液,水溶液中的有机物一般不能测定,须进行萃取分离变为有机溶液,或采用顶空进样技术。有些化合物极性太强,在加热过程中易分解,例如有机酸类化合物,此时可以进行酯化处理,将酸变为酯再进行GC-MS分析,由分析结果可以推测酸的结构。如果样品不能汽化也不能酯化,那就只能进行LC-MS分析了。进行LC-MS分析的样品最好是水溶液或甲醇溶液,LC流动相中不应含不挥发盐。对于极性样品,一般采用ESI源,对于非极性样品,采用APCI源。
sxdjj
第30楼2009/04/23
质谱分析本是一种物理方法,其基本原理是使试样中各组分在离子源中发生电离,生成不同荷质比的带正电荷的离子,经加速电场的作用,形成离子束,进入质量分析器。在质量分析器中,再利用电场和磁场使发生相反的速度色散,将它们分别聚焦而得到质谱图,从而确定其质量。第一台质谱仪是英国科学家阿斯顿(F.W.Aston,1877—1945)于1919年制成的。出手不凡,阿斯顿用这台装置发现了多种元素同位素,研究了53个非放射性元素,发现了天然存在的287种核素中的212种,第一次证明原子质量亏损。他为此荣获1922年诺贝尔化学奖。
质谱仪开始主要是作为一种研究仪器使用的,这样用了20年后才被真正当作一种分析工具。它最初作为高度灵敏的仪器用于实验中,供设计者找寻十分可靠的结果。早期的研究者们忙着测定精确的原子量和同位素分布,不能积极地去探索这种仪器的新用途。
由于同位素示踪物研究的出现,质谱仪对分析工作的用处就越发变得明显了。氮在植物中发生代谢作用的生物化学研究要求用15N作为一种示踪物。但它是一种稳定的同位素,不能通过密度测量来精确测定,所以质谱仪就成了必要的分析仪器。这种仪器在使用稳定的13C示踪物的研究中以及在基于稳定同位素鉴定的工作中也是很有用的。标准型的质谱仪到现在已经使用了大约45年。
40年代期间,石油工业在烃混合物的分析中开始采用质谱仪。尽管这种质谱图在定量解释时存在着难以克服的计算麻烦,但在有了高速计算机后,这种仪器就能在工业方面获得重大的成功。
(1)近20年来质谱技术随着新颖电离技术,质量分析技术,与各种分离手段的联用技术以及二维分析方法的发展,质谱已发展成为最广泛应用的分析手段之一。其最突出的技术进步有以下几个方面:
新的解吸电离技术不断涌现,日趋成熟,可测分子量范围越来越高,并逐步适用于难挥发、热敏感物质的分析,例如海洋天然产物、微生物代谢产物,动植物二次代谢产物以及生物大分子的结构研究。最有发展前景的电离方法有:
①等离子解吸采用252Cf的裂介碎片作为离子源,使多肽和蛋白质等生物大分子不必衍生化而直接电离进行质量分析。它与飞行时间质谱相配合,已成功地用于许多合成多肽的质谱分析,并已在一些实验室中作为常规分析方法来鉴定多肽和蛋白质。目前它的可分析的质量极限大约是50000D。
②快原子轰击,把样品分子放入低挥发性液体中,用高速中性原子来进行轰击,可使低挥发性的,热敏感的分子电离,得到质子化或碱金属离子化的分子离子。由于很容易在磁质谱或四极杆质谱上安装使用,因此得到广泛应用,分子量很容易达到3000—4000。如果与带有后加速的多次反射阵列检测器的高性能磁质谱配合使用,可测分子量可达到10000amn以上,最高记录可达25000amn。
③激光解吸,利用CO2激光(10.6μm),Nd/YAG激光(1.06μm)的快速加热作用使难挥发的分子解吸电离,与飞行时间质谱或离子回旋共振质谱相配合成功地分析了一系列蛋白质和酶的复合物,并创造了蛋白质分子质量分析的最高记录(Jack Bean Urease Mr~27万)。
④电喷雾(electro spray,electrostatic spray,ion spray)把分析样品通过常压电离源,使分子多重质子化而电离。由于生成多重质子化的分子离子可缩小质荷比,因此一个分子量为数万的生物大分子,如果带上几十个,上百个质子,质荷比可降低到2000以下,可以用普通的四极杆质谱仪分析,其次由于得到一组质荷比连续变化的分子离子峰,通过对这些多电荷分子离子峰的质量计算可以得到高度准确的平均分子量。第三是这种多重质子化的分子离子峰可进一步诱导碰撞活化,进行串联质谱分析。第四是这种电离技术的样品制备要求极低,溶于生物体液的样品分子或HPLC,CZE的流出液都可直接引入常压电离源进行联机检测。
(2)各种联用技术。色谱、电泳等分离方法与质谱分析相结合为复杂混合物的在线分离分析提供了有力的手段,GC—MS联用技术的应用已得到充分的证明。近年来把液相色谱、毛细管电泳等高效分离手段与质谱连接已在分析强极性、低挥发性样品的混合物方面也取得了进步。主要的接口技术有:
①粒子束(particle beam),它能把液相色谱与质谱连接起来,其优点是得到的质谱与普通的EIMS谱十分接近,因此可以用标准谱库的数据去检索。缺点是要耗用大量的氦气,并且只能分析中等极性和中等分子量(2000以下)的分子。
②热喷雾(thermospray),是目前与HPLC连接最广泛使用的接口技术。它是一种软电离技术,可测的分子量上限大约为8000amn,缺点是流速需要0.12ml/min,对于质谱分析来说仍嫌太大。
③连续流快原子轰击(CF—FAB),利用适当孔径的石英毛细管把液相色谱的流出液直接引入FAB电离源,进行连续的FAB—MS分析。由于它的流速小于5μl/min,与质谱仪更为匹配,因此具有更大的应用潜力。
④电喷雾。由于采用常压电离源,因此很容易把微细径柱液相色谱,甚至普通液相色谱(只要有适当的分流装置)通过它与质谱连接起来。最近藉此把毛细管区带电泳与质谱连接起来也取得了成功,实现了高灵敏度(10-15mol),高分离效力(25万理论塔板数)的联用分析。这是一种极有希望,并很有发展前途的联用技术。
(3)串联质谱等二维质谱分析方法。如果把二台质谱仪串联起来,把第一台用作分离装置,第二台用作分析装置,这样不仅能把混合物的分离和分析集积在一个系统中完成,而且由于把电离过程和断裂过程分离开来,从而提供多种多样的扫描方式发展二维质谱分析方法来得到特定的结构信息。
本法使样品的预处理减少到最低限度,而且可以抑制干扰,特别化学噪音,从而大大提高检测极限。
串联质谱技术对于利用上述各种解吸电离技术分析难挥发、热敏感的生物分子也具有重要的意义。首先解吸电离技术一般都使用底物,因此造成强的化学噪音,用串联质谱可以避免底物分子产生的干扰,大大降低背景噪音,其次解吸电离技术一般都是软电离技术,它们的质谱主要显示分子离子峰,缺少分子断裂产生的碎片信息。如果采用串联质谱技术,可使分子离子通过与反应气体的碰撞来产生断裂,因此能提供更多的结构信息。
近年来把质谱分析过程中的电离和碰撞断裂过程分离开来的二维测定方法发展很快,主要的仪器方法有以下几种。
①串联质谱法(tandem MS),常见的形式有串联(多级)四极杆质谱,四极杆和磁质谱混合式(hybride)串联质谱和采用多个扇形磁铁的串联磁质谱。
②傅里叶变换质谱(FT—MS),又叫离子回旋共振谱,它利用电离生成的离子在磁场中回旋共振,通过傅里叶变换得到这些离子的质量谱,这种谱仪过去由于电离造成真空降低与回旋共振要求高真空条件相矛盾,性能不能过关。近年来由于分离电离源技术日趋成熟,这种分析方法得到较大发展,它的优点是很容易做到多级串联质谱分析,目前可分析质量范围已达5万左右,分辨力也可达1万。
③整分子气化和多光子电离技术(LEIM—MUPI),它是在微激光解吸电离技术的发展中最近出现的一种新方法。它把解吸和电离二个环节在时间和空间上分离开来,分别用二个激光器进行解吸和电离。使用红外激光器来实现整分子气化,使用可调谐的紫外激光器对电离过程实行宽范围的能量控制,从而得到从电离(只显示分子离子)到各种程度不同的硬电离质谱,并成功地用于生物大分子的序列分析。