质谱参数离子能量

为了得到好的质谱数据，在进行样品分析前应对质谱仪的参数进行优化，这个过程就是质谱仪的调谐。调谐是质谱使用中非常重要的一环，今天小编就与大家聊一聊调谐操作。一、质谱调谐调谐这个词来源于模拟电路。电路中，调节L或C使其谐振的过程，叫做调谐。在质谱中，射频电源(RF)含有线圈，相当于电感L 质量分析器相当于电容C。在质谱出产前，实际上要调节射频电源(RF)的线圈，使得线圈和质量分析器组成LC电路达到谐振。这个过程就是最初的调谐。后来将调谐的概念拓展为调谐质谱的多个参数，使其达到最佳工作状态。调谐中将设定离子源部件的电压 设定amu gain和amu off值以得到正确的峰宽 设定电子倍增器(EM)电压保证适当的峰强度 设定质量轴保证正确的质量分配。调谐包括自动调谐和手动调谐两类方式，自动调谐中包括：自动调谐、标准谱图调谐、快速调谐等方式。如果分析结果将进行谱库检索，一般先进行自动调谐，然后进行标准谱图调谐，以保证谱库检索的可靠性。二、质谱调谐液通常一般的调谐用PFTBA(全氟三丁胺)。还有高质量低质量调谐的特殊(目标)调谐。全氟三丁胺 (PFTBA) 放在紧靠着真空室下面的标样小瓶内。当一开始调谐时，PFTBA 自动进入离子源内。通常 PFTBA 使用一年或更长的时间才需要更换。这种化合物的稳定性为再现调谐提供了必要的条件。同样，这种化合物具有足够的挥发性使其进入离子源，而不需要加热。PFTBA 碎片离子质量数覆盖了很宽的质量范围，并且由于只有 C-13 和 N-15 同位素，使碎片离子质量容易解析。三、质谱调谐故障分析故障现象：调谐参数改变时, 调谐峰强度的变化滞后产生故障的可能原因及排除方法：a. 离子源被污染，排除方法是对离子源依次用甲醇、丙酮超声清洗各15min b. 预四级杆被污染，排除方法是对预四级杆依次用甲醇、丙酮超声清洗各15min c. 离子源部件未安装到位，电路未接通，排除方法是将离子源拆下，重新安装。故障现象：调谐质谱仪时，需要过高的离子能量和推斥电压产生故障的可能原因及排除方法：a. 高离子能量过高是由于离子源被污染，推斥电压过高是预四级杆、四级杆被污染，排除方法是对离子源、预四级杆、四级杆依次用甲醇、丙酮超声清洗各15min及保养维护 b. 质谱仪调谐未达到最佳状态，排除方法是重新调谐质谱仪。故障现象：调谐参数改变时，仪器响应不明显产生故障的可能原因及排除方法：离子源短路或电路未接通，排除方法是取出离子源, 用万用表测量各部件间的电路连接是否正常。故障现象：调谐峰的形状不好，有肩峰产生故障的可能原因及排除方法：a. 质谱仪调谐未达到最佳状态，排除方法是重新调谐质谱仪 b. 离子源被污染，排除方法是对离子源依次用甲醇、丙酮超声清洗各15min c. 分析器有缺陷或损坏，排除方法是检查分析器外观是否有缺陷或损坏。故障现象：调谐时，无参考峰出现产生故障的可能原因及排除方法：a. 参考标样全氟只丁氨瓶中无参考标样，排除方法是添加参考标样全氟砚丁氨于质谱仪内置的参考样瓶中 b. 参考标样的管路被堵塞，排除方法是拆下管路，用丙酮超声清洗 c. 空气泄漏，排除方法是检查空气峰m/z 28的高度，若大于10%氦气峰m/z 4的高度，表明有空气泄漏，用注射器将丙酮滴在各接口处，通过观察丙酮的分子离子峰m/z58的强度变化, 进一步查明泄漏的确切位置。故障现象：出现不规则、粗糙的调谐峰产生故障的可能原因及排除方法：a. 离子源被污染，排除方法是对离子源依次用甲醇、丙酮超声清洗各15min b. 灯丝老化，排除方法是更换灯丝 c. 质谱仪调谐未达到最佳状态，排除方法是重新调谐质谱仪。故障现象：m/z 18、28、32峰大于10%氦气峰m/z 4产生故障的可能原因及排除方法：a. 空气泄漏，排除方法是检漏，检查柱子的连接情况 b. 氦气即将用尽, 气瓶内杂质富集，排除方法是更换载气瓶并安装脱气装置 c. 新近清洗的离子源未烘干，排除方法是设置250℃的离子源温度烘烤离子源 d. 柱子被污染，排除方法是老化柱子。故障现象：灯丝状态良好时，无离子产生产生故障的可能原因及排除方法：a. 离子源需要重新校准，排除方法是利用校准工具重新校准离子源 b. 空气泄漏严重，排除方法是检漏并紧固各连接处。故障现象：调谐质谱仪时, 高质量峰m/z 502、614不显示产生故障的可能原因及排除方法：预四级杆短路，排除方法是将预四级杆拆下, 用氦气或氮气吹干。

十年一届的“全国生态环境监测专业技术人员大比武”正在如火如荼的进行，其现场操作部分中，各家的便携式气相色谱-质谱联用仪各显神通，帮助环境监测者检测空气中的挥发性有机物。目前市场中的便携式气质联用仪五花八门，原理也不尽相同。本文将对质谱进行简单介绍，并对不同家便携式气质联用仪在原理、和使用上的区别简要分析。 一、质谱的简介与分类质谱，是根据质量的差异对物质进行分析的设备。其具体的分析过程包括1分子的离子化、2离子质量分析、3离子检测三个过程。据此，质谱的分类也就可以根据不同的“离子化的方法”和“离子质量分析方式”两种思路来分类。 目前市售的便携气质均采用相同的离子化方式。按照质量分析器的不同可以分为以下两大类：四极杆质谱、离子阱质谱，如图1。对于不同种类的质谱，我们一般通过对比1质量范围、2检出限、3分辨率、4扫描速度、5最大工作真空度五个维度[1]对其进行评价。 图1 市场中主流便携式气相色谱-质谱联用仪 二、不同类型质谱的原理 不论是四极杆质谱，还是离子阱质谱，其分析原理是相似的，其差别在于具体的分离过程。在离子化的过程中，待测的物质被一定能量的电子束撞击，解离成离子，并碎裂成一系列能反映其物质性质信息的碎片离子。接下来，这些碎片离子被离子阱或四极杆分离并检测，按照质荷比m/z的大小绘制成一张可以体现物质定性信息的质谱图，如图2。图2 有机氯农药DDT的质谱图 四极杆分析不同离子的过程类似于原始的筛选稻谷的过程，如图3。不符合条件的稻谷（如空壳稻谷）会在筛选的过程中被风吹走，所以不会落入最终收集优质稻谷的篮子里。同理，在四极杆质谱仪中，离子化后的离子沿图3中z轴通过四极杆，在离子的飞行过程中，我们通过射频电压RF和直流电压DC产生的四极电场对离子进行操控，使得只有符合一定质荷比条件（如m/z=a）的离子才能到达四极杆另一端的检测器，给出在该质荷比下离子的数量的检测结果。此时如果我们按一定规则持续改变该筛选离子的条件，使得符合其他的质荷比（如m/z=b、m/z = c… … ）的离子可以通过，那么我们就就可以根据每一个质荷比离子数量的多少，绘制出该待测物质的特征质谱图。 图3 四极杆的结构和其分离的过程 离子阱质谱分离的过程类似于喝鸡尾酒的过程，如图4。喝鸡尾酒时，如果我们正常的将鸡尾酒从酒杯中倒出，则不同颜色的酒会依次的流出。与此类似，在离子阱质谱的分析过程中，先操控离子阱的电极电压，将离子储存在离子阱中心的区域中，之后改变该四极场，使离子按照一定的顺序依次从离子阱中弹出。弹出的离子依次到达检测器后被检测器记录，根据不同时刻不同离子弹出数量的多少，我们也就可以绘制一张代表物质定性信息的质谱图。 图4 离子阱的结构和分离过程 以上两种不同的原理，使得两种质谱各自有其各自的特点和适用的领域，如表1。虽然以上的方式筛选离子制作质谱图的原理不同，但是同种物在这两种质谱中离子化后所产生的碎片是相同的，故其质谱图也是相似的。在得到质谱图后，电脑会自动将得到的质谱图与电脑中存储的标准质谱图谱库进行比对，给出物质的定性信息。以上两种质谱均配备了NIST库(美国国家标准与技术研究院National Institute of Standards and Technology) 、NIOSH库（美国国家职业安全卫生研究所National Institute for Occupational Safety and Health）并配备AMDIS解卷积软件（Automated Mass Spectral Deconvolution and Identification System)，均可以可靠的给出物质鉴定的结果。表1 台式四极杆质谱与台式离子阱质谱各自的优势 三、两种质谱小型化后的区别 使用不同的技术路线，两种质谱在使用过程中的多个方面有所不同。 除了上文提到过的5个质谱核心参数的差异之外（见表2），不同的便携式质谱在使用过程中还有一些其他的区别。表2 两种便携式质谱仪在核心参数上的对比 两种质谱对真空的不同需求，会带来使用成本的差异。不同类型的质谱有其不同的适宜工作的真空度，使得使用成本上有近百倍的区别。一般而言，四极杆质谱一般需要10^(-6)的高真空，若真空度没有达到该值，会使得设备无法做到单位质量分辨。而离子阱质谱仅需要10^(-3)的真空[2]，在该条件下其分辨率就可以超过单位质量分辨的需求。由于对真空度需求存在巨大的差异，不同质谱采用了不同的真空泵系统。目前四极杆质谱采用非蒸发吸气剂泵（NEG）和小型溅射离子泵，分别对设备内的活性气体、和非活性气体进行吸附。由于吸附存在饱和，故吸附泵寿命远低于机械泵：NEG泵仅有150小时的使用寿命，到达150小时使用时间后需更换，更换成本接近10万元。与此同时，目前市售的离子阱质谱一般采用涡轮分子泵、隔膜泵的组合。得益于技术的进步，以上两种真空泵不但使用寿命是NEG泵的100倍以上，也不会因现场的震动、跌落而损坏。如果将更换真空泵的成本均摊至每次检测中，便携四极杆质谱的样品检测成本，仅在更换新泵方面就需要200元/每个样品。 离子阱强大的定性能力，在现场分析中仍待进一步挖掘。由于离子阱质谱具备储存离子的能力，故其可以将目标离子存储，碰撞，并再次检测，这就使得了单一的离子阱具有等同于三重四级杆的定性能力。由于目前还没有便携式的三重四级杆气质联用仪，故离子阱在定性方面的优势可谓是一枝独秀。如果能将离子阱质谱的这一优势充分利用，可以帮助应急监测工作者在现场处理更为复杂、棘手的检测难题。 台式四极杆较宽的动态范围，在便携四极杆质谱上并未实现。对便携式气质联用仪而言，线性范围的大小主要依赖于检测方法的多样性。受制于色谱柱容量、真空泵抽速等多个条件制约，目前便携式四极杆质谱、以及离子阱质谱的检测的线性范围都在三个数量级左右，故谁的进样方式更丰富，谁就能能将检测浓度范围进一步扩大。得益于丰富的进样方式（直接进样/定量环进样、吸附-热脱附进样），Mars-400系列的便携式气质联用仪可以在不更换仪器组件的情况下于0.1-1000mL的数量级范围内调整进样量，使得仪器动态范围达到7个数量级。想要达到类似的动态范围，四极杆质谱需手动更换吸附管或定量环。综合使用不同的进样方式后，两种便携式质谱在动态范围上并没有显著差异。图5 Mars-400 Plus线性范围可达7个数量级 参考文献[1] Fitzgerald, Robert L., et al. "Comparison of an ion-trap and a quadrupole mass spectrometer using diazepam as a model compound." Journal of analytical toxicology 21.6 (1997): 445-450.[2] Encyclopedia of Spectroscopy and Spectrometry (Third Edition)

随着中国经济的飞速发展，近年来，各个领域对串联质谱的需求快速增加。在食品安全，环境分析，法医毒物分析，药物研发，药物代谢物鉴定和药物代谢动力学研究，生物标记物筛查确认分析，定量蛋白质组学，代谢组学，新生婴儿筛查及治疗药物监测等诸多领域，串联质谱已经成为复杂样品中目标化合物扫描及定量分析的必要手段。目前，在许多实验室，如食品检测实验室，环境分析实验室，法医分析实验室，临床药理中心，医院，大学的分析测试中心及科学院的检测中心都可以看见串联质谱的身影，串联质谱仪正日益成为各实验室的常规分析仪器。 始终引导分析测试技术潮流的分析仪器综合厂家岛津公司，在世界质谱发展之路上留下了一个又一个闪亮的足迹。岛津的质谱技术在世界上各个领域正发挥着重要的作用，为&ldquo 实现人类与地球的健康&rdquo 做出着贡献。龙腾盛世大地春，岛津质谱产品线即将迎来大扩展。岛津以全新的UFMS (Ultra Fast Mass Spectrometry)开发理念、打破质谱快速性常识的三款质谱新产品即将闪亮登场！ 即将推出的三重四级杆液相色谱质谱联用仪LCMS-8040，在正负极性切换速度、最快扫描速度、最小延迟时间和最小驻留时间方面均不低于现有的岛津LCMS-8030。创新升级的离子透镜和碰撞池设计，增强离子聚焦，减少离子损失，更是将各种扫描模式的灵敏度全面提升。尤其是MRM模式下，灵敏度大幅提高，充分扩展了应用领域，能分析出更多复杂基质中的痕量化合物。除此之外，专利的UFsweeper® II碰撞池，还将可能产生的串扰降至最低。 全新设计的三重四级杆液相色谱质谱联用仪LCMS-8080其独特小巧的外形和超凡的性能，使其明显区别于同类产品。创新的高温离子源设计，同轴加热气将加速溶剂雾化及化合物离子化，去溶剂效率大大提高，并且化学噪音被降至最低，从而显现出优势明显的灵敏度，使复杂基质中的超痕量化合物分析（如ag/mL级浓度样品）成为可能。独特的竖直离子通道，设计紧凑，最大限度的减少仪器的占地面积。当一台具有优雅外形、占地小于50cm× 50cm，并且能获得最佳性能的串联四极杆液质联用仪摆在面前的时候，谁又能说一点不动心呢？ 岛津全新三重四极杆气相色谱质谱联用仪GCMS-TQ8030继承GCMS-QP2010 Ultra的超快扫描速度，并融合LCMS-8030的专利碰撞室技术，成为目前速度最快的三重四极杆气相色谱质谱联用仪。支持快速 Scan/MRM 同时测定，在保证质谱图正确性的前提下，一次进样同时获得定性和定量信息，满足日益广泛的多种目标组分的同时分析。独特的Q3离轴设计，有效降噪，充分满足痕量化合物的分析要求。与GCMSsolution相同操作平台的GCMSsolution for GCMSMS操作软件，轻松掌握，操作简便。无与伦比的痕量化合物检出能力，无可比拟的样品通量，GCMS-TQ8030广泛适用于食品安全、环境、法医、制药等领域。 为了使广大用户对岛津质谱新产品的UFMS(Ultra Fast Mass Spectrometer)开发理念有一个实际的感受，岛津公司市场部特别启动了&ldquo 岛津质谱腾龙年 新品参数大猜想&rdquo 活动，期待各位尊敬的用户积极参与，精美奖品等您拿！本次活动时间自2012年5月4 日起，至2012年6月18日结束，热忱欢迎您参与本次活动！ 您可通过登陆&ldquo 岛津质谱空间站&rdquo 官方网站http://ms.shimadzu.com.cn/参与本次活动。 &ldquo 岛津质谱空间站&rdquo 官方网站 关于岛津 岛津企业管理（中国）有限公司是（株）岛津制作所为扩大中国事业的规模，于1999年100%出资，在中国设立的现地法人公司。 目前，岛津企业管理（中国）有限公司在中国全境拥有12个分公司，事业规模正在不断扩大。其下设有北京、上海、广州分析中心；覆盖全国30个省的销售代理商网络；60多个技术服务站，构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。 岛津作为全球化的生产基地，已构筑起了不仅面向中国客户，同时也面向全世界的产品生产、供应体系，并力图构建起一个符合中国市场要求的产品生产体制。 以&ldquo 为了人类和地球的健康&rdquo 为目标，岛津人将始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务。 更多信息请关注岛津公司网站www.shimadzu.com.cn。

实现高性能等离子体稳态运行是未来聚变堆必须要解决的关键科学问题。近期，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所核聚变大科学团队发挥体系化建制化优势，取得了系列原创性的前沿物理基础研究成果。1月7日，国际学术期刊《科学进展》(Science Advances)发表了团队在高能量约束先进模式等离子体运行方面取得的重要成果。 　　托卡马克先进运行模式是当前磁约束核聚变研究的热点之一。核聚变大科学团队在托卡马克装置等离子体物理实验研究中发现并证明了一种新的高能量约束和自组织模式，即超级I模(Super I-mode)。其特点是等离子体中心的电子内部输运垒和等离子体边界的I模共存，从而大幅度提高了能量约束。该先进模式具有芯部无杂质积累，便于聚变反应生成物排出，维持平稳温度台基等优点，并实现了芯部高约束与无边界密度台基及边界不稳定性的兼容，使得等离子体与壁相互作用同长时间尺度上的高性能等离子体运行方面的优势能够比较好地结合起来。这种无需通过外部控制来确保等离子体稳态运行的高能量约束模式，可应用于国际热核聚变实验堆长脉冲运行，对于未来聚变堆运行具有重要意义。 　　日前，核聚变大科学团队还首次证明了托卡马克等离子体中存在湍流驱动的电流成份，是保持高电子温度稳定运行的关键物理机制。借助湍流回旋动理学模拟计算证实了实验中观察到的湍流是电子温度梯度模，其产生的剩余协强可驱动这一电流。湍流驱动的电流和压强梯度共同驱动内扭曲模，形成湍流-湍动电流-内扭曲模自我调节系统，从而维持芯部电子温度梯度稳定。相关研究成果日前发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。 　　此外，核聚变大科学团队在托卡马克装置中外联合实验中利用封闭偏滤器下的杂质注入脱靶控制，以及高极向比压运行模式下双输运垒带来的约束增强，实现了高比压高参数芯部等离子体与偏滤器全脱靶状态的有效兼容集成。结合理论模拟揭示了偏滤器脱靶、边界输运垒和内部输运垒三者之间相互作用的物理机制。脱靶引起的双输运垒的自组织协同作用，改善了芯部与边界的兼容性，带来了能量约束的净增益。相关研究成果之前发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。 　　核聚变大科学团队通过发挥建制化、多学科、大平台的特点，结合开放共享的国际交流与合作，凝聚优势资源，组织开展体系化的等离子体物理实验基础研究。在引领核聚变前沿技术发展的基础研究深耕探索，发现了系列新的物理现象，揭示和验证了其中的相关物理机制，特别是在高性能稳态长脉冲等离子体运行模式方面开展的研究，为聚变堆建设和运行奠定了基础。 　　等离子体所核聚变大科学团队及国内外合作者在高能量约束先进模式、湍流驱动等离子体电流、偏滤器脱靶与高约束等离子体兼容集成等方面取得的系列重要成果，得益于与中国科学技术大学、法国原子能委员会、美国通用原子能公司、麻省理工学院、普林斯顿大学、加州大学洛杉矶分校、橡树岭联合大学、劳伦斯利弗莫尔国家实验室、橡树岭国家实验室等国内外核聚变研究机构开展的密切交流与合作。 　　相关工作得到中科院、科技部、国家自然科学基金委等的资助，以及安徽省、合肥市、合肥综合性国家科学中心的大力支持。

p 　　2017年10月，第十七届北京分析测试学术报告会暨展览会(BCEIA 2017)召开期间，仪器信息网邀约飞行时间、离子阱质谱市场的部分主流厂商，汇总了各品牌质谱仪主流产品的技术特点和应用案例，并请各厂商预测了未来一段时间内此类仪器的市场热点及潜力。由于篇幅所限，本文首先盘点了部分主流厂商产品及技术特点(下文按约稿回复先后排序)，后续文章将继续其他主流产品的盘点。 /p p 　 strong 　品牌：安捷伦 /strong /p p style=" text-align: center " strong img width=" 550" height=" 367" title=" 安捷伦液质.jpg" style=" width: 550px height: 367px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/5f0f6d45-10aa-41b3-b2b9-38acda751d89.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /strong /p p style=" text-align: center " strong Agilent 6545XT AdvanceBio LC/Q-TOF /strong /p p 　　 strong 液质 /strong strong 型号： /strong strong Agilent 6545XT AdvanceBio LC/Q-TOF、Agilent 6560 ion mobility QTOF 质谱系列 /strong /p p 　　 strong 技术特点： /strong 其中6545XT是一套专门为生物药研究和分析的用户设计的完整解决方案，是一款集分离色谱柱、6545QTOF以及生物药专业分析软件Bio confirm，涵盖样品前处理、分离、检测和分析的产品。保证biopharm科学家们更加高效地表征生物分子的结构和功能，从而加快药物上市时间并提高药效。另外值得指出的是，被优化的6545XT也用于发现完整蛋白质、肽谱分析以及鉴定翻译后修饰。关于6560 离子淌度质谱更加有效地在质量过滤的基础上提供更多一维的分离，提供更详细的信息。6560离子淌度 Q-TOF 液质联用系统除可提供无与伦比的分离能力、灵敏度和选择性外，还可揭示传统高分辨率液质联用系统无法提供的结构信息。 /p p 　　 strong 应用案例一： /strong 某地商检用6545飞行时间质谱接Dart源快速筛查并定量鸡蛋中氟虫腈，每个样本检测时间6S。常规定量分析连接色谱柱最少5分钟完成每次检测，该方法极大提高分析效率，真正意义上实现高通量。 /p p 　　 strong 应用案例二： /strong 某有机化学研究所使用的秘密武器是Agilent 6560离子淌度飞行时间质谱。在活性物质的分析和鉴定过程中，无需液相色谱分离，采用直接进样方式，最大限度保持中间产物的活性时间，借助离子淌度 Q-TOF系统，除质量过滤外对化合物增加了另一个信息维度，实现相同质量不同结构化合物的分离和捕捉，揭示化合物分子质量及结构信息。 /p p 　　 strong 市场分析： /strong /p p 　　除了在食品行业常规筛查，环境领域污染物筛查等方面应用外，在生命科学领域疾病研究、药效分析等方面代谢组学相关的物质代谢逐步成为今后发展的新方向以及逐渐扩展的生物药领域。 /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 430" title=" 安捷伦7250.png" style=" width: 400px height: 430px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/a3b5d3c3-ce93-4bd8-a9a5-5aa1899588c8.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong Agilent 7250 GC/Q-TOF /strong /p p 　　 strong 气质 /strong strong 型号： /strong strong Agilent 7250 GC/Q-TOF 气质联用四极杆飞行时间质谱 /strong /p p 　　 strong 技术特点： /strong 相对于其他品牌，这款质谱首先表现在采用了低能量EI源的设计。因此就保证了能在保证离子化效率的条件下，获得更多分子离子，更加有助于定性和定量未知化合物 同样重要的是，这款仪器分辨率和灵敏度也有较大提升，特别适合进行筛查或者其他高通量定性定量工作。 /p p 　　 strong 应用案例： /strong 安捷伦与环境所老师进行的短链氯化石蜡(SCCPs)分析，是这款四极杆飞行时间质谱很好的应用案例。客户使用这款仪器，对于膳食暴露的SCCP分析取得了很好的结果。采用这款仪器可以避免大量异构体和同系物的干扰，同时降低了对于标准物质的依赖。可以在极低的浓度水品和复杂的基质条件下对SCCPs进行定性和定量工作。 /p p 　　 strong 市场分析： /strong 除了在SCCPs这样的污染物分析中的应用，气质飞行时间质谱还可以应用与成分解析，天然有机物分析等工作。比如烟草成分的分析、嗅味物质分析等等。 /p p 　　 strong 品牌：布鲁克 /strong /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 421" title=" 布鲁克.jpg" style=" width: 400px height: 421px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/4320709a-cab9-4a1d-94f7-9404fd4737b5.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong Bruker TimsTOFTM Pro捕集离子淌度质谱 /strong /p p strong 　　型号：Bruker TimsTOF sup TM /sup Pro捕集离子淌度质谱 /strong /p p 　　 strong 技术特点： /strong 这款质谱基于Bruker专利的捕集离子淌度技术，针对鸟枪法蛋白质组学用户的需求进行了优化。全新的平行累积连续碎裂(PASEF)技术可以对离子依次进行累积、淌度分离、MSMS裂解、TOF检测，从而实现接近100%的离子利用率，随之带来了质谱灵敏度的大幅提高，为鸟枪法蛋白质组学提供了全新的解决方案。 /p p 　　 strong 应用案例： /strong /p p 　　德国Max-Planck-Institute的Matthias Mann教授，首先提出了PASEF的概念，并与Bruker公司合作，将这一设想付诸实践。通过PASEF技术，Matthias Mann教授实现了对复杂样品的深度蛋白质测序。此外，Matthias Mann教授已经将该技术应用与临床蛋白质组学研究，显示了该技术的巨大应用潜力。 /p p 　　 strong 市场分析： /strong 市场对飞行时间质谱的需求会继续上升，随着质谱灵敏度的不断提高，将继续扩大飞行时间质谱的应用领域。 /p p 　　 strong 品牌：沃特世 /strong /p p style=" text-align: center " img width=" 331" height=" 315" title=" 沃特世产品.png" style=" width: 331px height: 315px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/ee51113c-9a08-4b0f-89b4-4cc5f0a55aa1.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong Waters Vion IMS QTof 离子淌度质谱 /strong /p p 　 strong 　型号：Waters Vion IMS QTof 离子淌度质谱 /strong /p p 　　技术特点：Waters是第一个将淌度技术商品化的公司，无论是在硬件还是在软件，在使用淌度技术方面都积累了丰富的经验，同时，Waters的客户也使用淌度技术发表了大量的文章。近年来，Waters新推出的带离子淌度的高分辨质谱Vion IMS QTof，可以说是淌度质谱里程碑式的产品，它将复杂的淌度技术通过强大的智能软件平台的处理，整合成常规的、可应用于日常检测的一款淌度高清质谱。它可以提供除保留时间(RT)、荷质比(m/z)在外的另一维度漂移时间(drift time)或碰撞横截面积(CCS值)的分离，可得到更丰富的样品信息，为结果的判断提供更有利的证明。此款淌度高清质谱将淌度池置于了四极杆的前端，可实现一级母离子的淌度分离、选择，并通过专利型的压力控制器来调节淌度池内的压力变化，保持淌度池内的压力及真空度，减少前端液相色谱及大气压离子源对淌度池内压力的影响，使漂移时间和CCS值更稳定。 /p p 　　CCS值，这种跟化合物本身结构、分子形状和带电状态有关、而不受样品基质影响的物理参数，已被大量文献证明可用于筛查或鉴定化合物的重要参数。Waters通过多年与用户的合作，已积累大量化合物关于CCS值的数据库，如农药和兽药的CCS数据库、代谢组学CCS数据库等，都可以使化合物的筛查和鉴定变的更加轻松，更加准确。 /p p 　　多年来，由于提供数据信息较多，数据量较大，软件一直是制约淌度质谱发展的瓶颈，而Waters近年来在质谱软件平台上有了突飞猛进的发展，推出的UNIFI软件，不但在合规性方面无可匹敌，也可以非常人性化地处理包含代谢、筛查、大分子等高分辨质谱常用领域的各种数据，在处理淌度质谱数据时也非常轻松，可直接提供用户所需要的包含CCS值的所有信息。也正是由于软件的巨大进步，使以前只能用于研究领域的淌度概念使用起来更加方便、简单易用，使之应用于日常的常规检测中来，更大限度发挥淌度的作用。 /p p style=" text-align: center " img width=" 550" height=" 344" title=" 沃特世.png" style=" width: 550px height: 344px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/3a899487-79f3-4304-82ac-ebb6df021f2d.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p 　　 strong 应用案例： /strong 离子淌度质谱已被应用于食品环境领域的很多用户，用于农药或兽药的筛查检测中；也被应用于小分子药物开发或大分子研究领域中，用于同分异构体的分离和鉴定。 /p p 　　 strong 市场分析： /strong 由于国家加大对精准医疗和科研院所的投入力度，精准医疗及组学研究将会是进年来高分辨质谱的热点市场。 /p p 　　 strong 品牌：岛津 /strong /p p style=" text-align: center " img width=" 500" height=" 220" title=" 岛津1.jpg" style=" width: 500px height: 220px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/da5c9768-f479-49de-a547-60372f614d34.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong Shimadzu& nbsp LCMS-IT-TOF /strong /p p 　　 strong 型号：Shimadzu LCMS-IT-TOF /strong /p p 　 strong 　技术特点： /strong 岛津LCMS-IT-TOF，即液相色谱-离子阱-飞行时间质谱，通过独创一系列关键的专利技术，将离子阱质谱的多级质谱分析和飞行时间质谱的高灵敏度、高质量准确度、高分辨率结合在一起，可以前所未有的进行多级质谱解析，每一级质谱又能达到高质量精度的强大功能。简而言之，可以实现“多级高分辨”的功能。 /p p 　　 strong 应用案例： /strong 对于食品，药物等的突发中毒事件的研究工作，如药物中毒的原因探明等，对于样品中毒物需要快速定性分析，而传统质谱仪器在该问题上往往束手无策或者很难进行准确的分析定性。而LCMS-IT-TOF可以对我们找到的可疑化合物进行高质量精度的多级质谱分析，得到目前为止最丰富的可疑化合物的质谱信息，根据化学式推定软件和裂解规律的结构分析，可以快速的推断出该化合物的化学式和可能的结构，从而实现对该可疑化合物的快速定性分析，满足及时的药物突发事件定性的要求。 /p p 　　岛津某一用户实验室负责对该区域食品，药物等突发中毒事件的研究工作，如药物中毒的原因探明等。用户利用LCMS-IT-TOF进行中药和保健品中化学药成分分析，对于修饰过的化合物也能准确鉴定，准确查明了保健品中非法添加的化学药成分。 /p p 　　 strong 市场分析： /strong 蛋白组学、代谢组学、生物标志物发现、高通量筛查等应用领域需要高分辨飞行时间质谱。 /p p strong 　　品牌：SCIEX /strong /p p style=" text-align: center " img width=" 350" height=" 385" title=" sciex1.png" style=" width: 350px height: 385px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/460c4251-b3c3-431e-b8c3-a11f099ba065.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 　　SCIEX X500R QTOF高分辨质谱 /strong /p p strong 　　液质型号： /strong strong SCIEX X500R、X500B以及TripleTOF 5600+/6600高分辨质谱系列 /strong /p p strong 　　技术特点： /strong X500R QTOF的智能工程设计，采用简约的全新台式设计，能提供出色性能，且稳定可靠。X500R系统采用独有的 N型离子通路，在保证高分辨的同时，也能获得高的灵敏度 恒温的TOF管设计，保证了质量稳定 同时X500R也延续了TripleTOF系列快的扫描速度，结合硬件方面多项专利技术，X500R在灵敏度、扫描速度、质量精度、线性动态范围、MS/MS 采集和分辨率在内的一些关键参数方面达到完美平衡。结合精心设计的全新 SCIEX OS 用户界面，让系统变得易学易用，不同经验水平的操作人员都能快速地处理和查看数据。结合农、兽残、毒素、非法添加毒物、天然产物等数据库，使结果更准确。同时， 在X500R也推出了代谢物、代谢组学、脂质组学、中药成分分析、产地溯源、未知物筛查和鉴定等解决方案，助力科研研究。 /p p 　　X500R高性能使其在推出不到一年时间就获得LABOORPAXIS “2016年最佳奖项”。 /p p 　　鉴于X500R的优异性能和表现，2017年1月25日发布了全新的X-系列高分辨质谱家族新成员：X500B QTOF系统，全新友好的SCIEX OS软件界面搭配强大的BioPharmaViewTM 2.0生物药数据分析软件，为不同层次的质谱用户提供一个无与伦比的规范化的生物药物表征整体LC-MS解决方案。 /p p 　　SCIEX高分辨质谱系列革命性的SWATH& reg 非数据依赖型采集 (DIA) 技术，是一项突破性技术，它让分析人员只需一次分析，就能同时对样品中几乎所有可检测的化合物进行全面鉴定和定量分析 (MS/MSALL)。SWATH 采集技术具有独一无二的定量分析准确性，可在具有宽动态范围的多个样品之间提供极高的重现性。重要的是，这项技术还可为整个样品创建永久的数字化定量 MS/MS 数据记录。随着 SWATH 成功用于蛋白质组学研究，这项技术如今已广泛用于蛋白质组学研究的工业化，现在还可以为法医学、食品检测、环境分析和生物药等其他领域的分析科学家提供极大优势。 /p p 　　 strong 应用案例一： /strong 欧盟参考实验室成功的在X500R上，利用SWATH数据采集对加工过的婴儿食品中常规农残分析。试验结果展示：SWATH数据采集在不降低灵敏度的情况下实现快速定量的数据，且同时得到了MS/MS的确证，且可获得离子对比率结果，符合欧盟标准。 /p p 　　 strong 应用案例二： /strong 某客户在煎饼引起的突发性食物中毒事件，利用X500R的高性能，一次进样就能完成581种中毒物质的快速筛查与确证，利用数据库对质谱检测结果进行筛查分析，无需标准品对照。”该方法简单、快速、准确，为突发性食物中毒事件的快速筛查检测提供了有力的分析平台，可为临床医生救治病人提供关键的数据信息，为挽救生命争取宝贵的时间。” /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 400" title=" sciex 6500+.jpg" style=" width: 400px height: 400px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/d5179920-6091-486c-bdea-8445247cc91d.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " 　　 strong SCIEX QTRAP 6500+ 三重四极杆线性离子阱质谱 /strong /p p 　　 strong 液质型号： /strong strong SCIEX QTRAP 3200、QTRAP 4500、QTRAP 5500和QTRAP 6500+三重四极杆线性离子阱质谱系列 /strong /p p 　 strong 　技术特点： /strong QTRAP系列质谱仪是SCIEX公司独有的三重四极杆-线性离子阱复合型质谱仪，它将业界知名的灵敏度、稳定性和扫描速度等三重四极杆黄金标准技术，与灵敏的、速度同样出色的的线性离子阱质谱技术结合在一起，既保留了串联四极杆质谱仪的很多优势：如母离子扫描(PS)、中性丢失扫描(NL)以及MRM高灵敏度的定量功能，又将线性离子阱高灵敏度的全扫描功能，MS sup n /sup 的多级扫描功能发挥到恰到好处；可同时进行定量和定性，真正意义上实现了“一台仪器、两台质谱、三种功能”。高选择性的MRM3定量功能，简化样品前处理方法，能有效地避免复杂基质的干扰。复合扫描模式MRM/NL/Prec-IDA-EPI功能，可以在发现未知化合物的同时，进一步定性确证，可用于代谢物鉴定、筛查和中药成分分析等相关应用研究。此外独有的MIDAS可高通量实现蛋白标志物的验证工作。 /p p 　　 strong 应用案例一： /strong 某客户利用QTRAP4500独有的MRM-IDA-EPI，快速鉴定出20多种体内维拉帕米代谢物。体现了MRM高灵敏度发现代谢物的同时，同时获得相应的高灵敏度MS/MS，进行代谢物鉴定。 /p p 　　 strong 应用案例二： /strong 某客户在出口肉类食品中，被当地鉴定出阳性结果，通过QTRAP独有的MRM-IDA-EPI和MRM3方式最终确定假阳性结果，避免造成损失。 /p p strong & nbsp & nbsp & nbsp 品牌：赛默飞世尔 /strong /p p style=" text-align: center " & nbsp img title=" thermo1.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/6d6e4b9c-2e49-4ae0-86c3-7066aba191bc.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 　　Orbitrap Fusion& #8482 Lumos& #8482 Tribrid& #8482 三合一质谱仪 /strong /p p strong 　　型号：Orbitrap Fusion& #8482 Lumos& #8482 Tribrid& #8482 三合一质谱仪 /strong /p p 　　 strong 技术 /strong strong 特点： /strong Orbitrap Fusion Lumos作为第二代“三合一”质谱(同时拥有四极杆质量过滤器、线性离子阱及Oritrap质量分析器三种检测器)，对Q-OT-qIT系统进行深度优化，同时配合智能平行运行技术(ADAPTTM)将质谱所有部件充分调动，相互配合同时工作，极大的提升了性能。而2017年三大性能更新，更是将性能推向极致。就像“Lumos”一词的本意“点亮魔杖荧光的咒语”，为我们照亮未知的分析领域。整体Thermo离子阱质谱，以Fusion/Fusion Lumos为代表，行业中属于高端产品，具体在蛋白质组学、脂质代谢组学等方面有着较好的运用。 /p p 　　赛默飞液质联用仪, 性能大幅提升，树立了灵敏度、性能和生产力的新标准。Q Exactive& #8482 HF-X质谱仪使用大容量传输管可使更多离子通过，增加信号强度。 电动离子漏斗设计,可在更广泛的质量范围聚焦和传输离子，以及高场Orbitrap质量分析器。这些组合在一起, 可以快速识别和分析肽, 进行非标和TMT的组学定量，Top-down的蛋白质组分析, 精密的DDA和DIA数据采集，动态保留时间PRM和生物药物的表征得到巨大提升。 /p p & nbsp /p

在翻译后修饰和/或极碱肽的序列分析方面，电子转移裂解（ ETD ）线性离子阱质谱是很有优势的工具。传统的诱导活化裂解（CAD）常用来鉴定蛋白，并试图确定和找到他们修饰的位点，但这种技术有其本身固有的缺点，下面将详细叙述。与线性离子阱的结合使用的ETD是蛋白质组学研究的一个可靠的技术，可以很容易鉴定用CAD不能鉴定的多肽。ETD 是一个相对较新的肽/蛋白质碎裂的技术，能够大大推进质谱鉴定蛋白质这个领域的进步。 翻译后修饰 翻译后修饰（PTM）是翻译后的蛋白质进行的一种化学修饰，是蛋白质生物合成的后续步骤之一。蛋白的分析及其翻译后修饰的分析对于研究许多疾病是非常重要的，如癌症、糖尿病、心血管疾病和神经退行性疾病---阿尔茨海默病。这是因为在蛋白质的合成的过程中以及合成之后，可能发生各种蛋白修饰。对于正常细胞的功能，这些修饰是必须的，但调节这些修饰的变化可能会导致疾病的发生，如阿尔茨海默病，癌症和勃起功能障碍。蛋白质修饰可提高/降低蛋白质的活性，可以与其他蛋白质发生相互作用和将某一蛋白质定位到细胞的特定地方。 翻译后修饰，如磷酸化，乙酰化和甲基化被用作化学开关，激活/灭活组蛋白基因转录调控， DNA复制和DNA损伤修复。组蛋白是染色质的主要蛋白，DNA盘绕时，它们起到线轴的作用，而且在基因调控中发挥重要作用。因此，鉴定这种翻译后修饰是必需的，因为它在生物系统中对于某些蛋白的功能和作用至关重要。 用CAD鉴定蛋白 质谱在确定蛋白及其翻译后修饰上发挥了不可或缺的作用。CAD是一种常见的分析鉴定蛋白质的技术。一般用胰蛋白酶将蛋白质消化成较小的多肽，然后用反相色谱将其分离，并直接注入电喷雾质谱仪检测，通过串联质谱（ MS / MS法）获得序列信息。通过电喷雾电离这些多肽形成几种带电状态的肽离子，而较低带电状态的最适合CAD分析。低能量的CAD串联质谱一直是最常用的分析方法，通过裂解肽离子进行后续的序列分析。 翻译后修饰分析，如磷酸化，磺酸化和糖基化很难用CAD进行分析，因为这些修饰通常是不稳定且容易丢失肽骨架的碎裂信息，从而导致很少或几乎不能得到肽序列和磷酸化位点。利用常规的CAD质谱对于含多个碱性残基多肽测序也是极为困难。 根据不同的蛋白质序列，有时胰蛋白酶会产生过小或过大的肽段。在这种情况下，缺乏可信的序列分析手段。因此CAD对短的，低带电的多肽是最有效的。对于鉴定蛋白和了解蛋白的生物学功能，这是一种广泛使用的方法，然而，限制了研究者分析了所有的肽段，这也阻止多个翻译后修饰位点的检测和了解这些蛋白的生物学功能。 先进的碎裂方式：ETD ETD是基于离子/离子气相化学一种碎裂多肽的新方法。ETD通过从阴离子自由基到质子肽转移电子的化学能量将肽碎裂，这引起多肽骨干的分裂。 ETD产生的骨干肽序列和肽侧链的信息往往与CAD互补。 ETD已成功应用与线性离子阱以及其前身三维离子阱。虽然ETD在三维阱的执行价格具有竞争力且和CAD自身相比提供了独特好处 ，这样的组合并没有提供蛋白质组学分析所需的技术能力。非线性离子阱的ETD，它一直未能很好控制裂解过程，而且由于三维阱离子存储能力的有限不能处理大量的多肽。基于此，研究人员已经提出ETD功能应用于线性离子阱（Thermo Scientific LTQ XL mass spectrometer质谱仪） 。 相对于传统的CAD技术， ETD提供了更稳定的方法来定性PTMs，鉴定大型多肽或甚至整个蛋白质。 ETD能够将普通翻译后修饰的多肽，或者多个碱性残基的多肽甚至整个蛋白质生成离子。 ETD也可以轻易碎裂含有二硫键的的多肽。 ETD是为更复杂的FT-ICR仪器开发相似的裂解技术。使用电子转移试剂，而不是影响肽碎裂的自由电子使ETD在广泛使用的射频四极离子阱中得到应用。射频离子阱质谱仪具有低成本，低维护费用以及更易接受优点，相对于CAD碎裂方法，ETD碎裂技术能够产生更多的产物离子，利于肽段的解读。 ETD的线性离子阱提供了强有力的工具鉴定蛋白及其翻译后修饰 。LTQ XL线性离子阱质谱仪比其他任何离子阱提供更多的结构信息，ETD能够得到常规方法无法得到的序列信息。相比非线性离子阱，ETD的线性离子阱的显著特征在于离子和离子发生反应。虽然ETD功能是完全自动的且通常无需用户干预，但是当需要对离子数进行累积的时候，用户可通过软件完全控制线性离子阱的离子。线性离子阱质谱仪有能力处理大量的样品，并分析低浓度的大分子和小分子。与非线性离子阱的相比，该过程更为复杂和费时 应用实例 在最近的应用中，极碱的多肽和大量重要的翻译后修饰已经用含CAD和ETD线性离子阱质谱分析了。通常CAD碎裂方式产生的普通只显示有限的肽碎裂信息。然而，用ETD碎裂这些多肽的时候， 肽骨架碎裂信息能完全或几乎完全产生，因此得到更广泛的多肽序列的信息。 ETD的灵敏度和稳定性对于蛋白质组学分析是必不可少的。 ETD提供了高度可靠的解决方案，此方案具有用户友好性，几乎不需要日常维护，并提供高度准确的数据，而且ETD的数据分析有相应的软件支持，非常方便简单。 结论： 在蛋白质组学研究领域，ETD的应用对于研究疾病的机理，如癌症，药物开发研究以及细胞功能和信号转导有重大意义，ETD将扩大目前的分析，包括更多的碱性、非胰酶切肽段和蛋白质。它们能确定各种翻译后修饰以及鉴定新的蛋白亚型。 配备ETD的线性离子阱质谱可应用于蛋白质组学各个领域内。ETD的线性离子阱将继续推动蛋白质组学的发展，而且已被证明是替代CAD一种有效技术，而且ETD同样可以应用于非线性离子阱进行肽序列分析。在不久的将来，配备ETD的线性离子阱预计将成为碎裂技术的一种新选择。 参考文献 Leann M. Mikesh et al, The utility of ETD mass spectrometry in proteomic analysis, Biochemica et Biophysica Acta (2006), doi:10.1016/j.bbapap.2006.10.003 关于 Thermo Fisher Scientific （赛默飞世尔科技，原热电公司） Thermo Fisher Scientific纽约证交所代码：TMO）是全球科学服务领域的领导者，致力于帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。公司年销售额超过100亿美元，拥有员工约30000人，在全球范围内服务超过350000家客户。主要客户类型包括：医药和生物公司，医院和临床诊断实验室，大学、科研院所和政府机构，以及环境与工业过程控制装备制造商等。公司借助于ThermoScientific和FisherScientific这两个主要的品牌，帮助客户解决在分析化学领域从常规的测试到复杂的研发项目中所遇到的各种挑战。ThermoScientific能够为客户提供一整套包括高端分析仪器、实验室装备、软件、服务、耗材和试剂在内的实验室综合解决方案。FisherScientific为卫生保健，科学研究，以及安全和教育领域的客户提供一系列的实验室装备、化学药品以及其他用品和服务。赛默飞世尔科技将努力为客户提供最为便捷的采购方案，为科研的飞速发展不断地改进工艺技术，提升客户价值，帮助股东提高收益，

Fig. 1: View of the SuperMaMa laboratory at the University of Vienna. The hanging gold-plated insert is the radiation shield behind which the superconducting nanowire detectors are installed. C: Quantennanophysik @ Universität Wien　　Fig. 2: Counting single proteins with a superconducting nanowire. The background and nanowire are altered in Photoshop with the Generative Fill AI. (Human Insulin PDB:3I40). C: CC BY-ND 4.0 Quantum Nanophysics University of Vienna.　　据奥地利维也纳大学(University of Vienna, Boltzmanngasse, Vienna, Austria.)2023年12月4日提供的消息，由维也纳大学量子物理学家马库斯阿恩特(Markus Arndt)领导的国际研究团队在蛋白质离子检测方面取得突破：超导纳米线探测器凭借其高能量灵敏度，实现了蛋白质离子检测的突破(Quantum physics: Superconducting Nanowires Detect Single Protein Ions)。几乎100%的量子效率，比传统离子探测器在低能量下的探测效率高出1000倍。与传统探测器相比，它们还可以通过冲击能量来区分大分子。这允许更灵敏地检测蛋白质，并提供质谱分析中的附加信息。这项研究的结果于2023年12月1日已经在在《科学进展》(Science Advances)杂志网站发表——Marcel Straus, Armin Shayeghi, Martin F. X. Mauser, Philipp Geyer, Tim Kostersitz, Julia Salapa, Olexandr Dobrovolskiy, Steven Daly, Jan Commandeur, Yong Hua, Valentin Köhler, Marcel Mayor, Jad Benserhir, Claudio Bruschini, Edoardo Charbon, Mario Castaneda, Monique Gevers, Ronan Gourgues, Nima Kalhor, Andreas Fognini, Markus Arndt. Highly sensitive single molecule detection of macromolecule ion beams. Science Advances, 1 Dec 2023, Vol 9, Issue 48. DOI: 10.1126/sciadv.adj2801. https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adj2801　　参与此项研究的除了来自维也纳大学的研究人员之外，还有来自奥地利科学院(Austrian Academy of Sciences, Boltzmanngasse, Vienna, Austria)、荷兰MSVision(MSVision, Televisieweg 40, 1322 AM Almere, The Netherlands)、荷兰单量子(Single Quantum, Rotterdamseweg 394, 2629 HH, Delft, The Netherlands) 瑞士巴塞尔大学(University of Basel, St. Johannsring 19, CH-4056 Basel, Switzerland)以及瑞士洛桑联邦理工学院(école Polytechnique Fédérale de Lausanne简称EPFL, Rue de la Maladière 71b, CH-2002 Neuchatel, Switzerland)的研究人员。　　大分子的检测、识别和分析在生命科学的许多领域都很有趣，包括蛋白质研究、诊断和分析。质谱法通常用作检测系统即一种通常根据带电粒子(离子)的质荷比分离带电粒子(离子)并测量检测器生成的信号强度的方法。这提供了有关不同类型离子的相对丰度的信息，从而提供了样品组成的信息。然而，传统探测器只能对具有高冲击能量的粒子实现高探测效率和空间分辨率——这一限制现已被使用超导纳米线探测器的国际研究团队克服。　　低能粒子的合力(Joined forces for low energy particles)　　在当前的研究中，由维也纳大学与代尔夫特的单量子、EPFL、MSVision和巴塞尔大学的合作伙伴协调的欧洲联盟首次展示了超导纳米线的使用所谓的四极杆质谱(quadrupole mass spectrometry)中蛋白质束的优秀检测器。待分析样品中的离子被送入四极杆质谱仪并进行过滤。“如果我们现在使用超导纳米线而不是传统探测器，我们甚至可以识别以低动能撞击探测器的粒子，”维也纳大学物理学院量子纳米物理小组(Quantum Nanophysics Group at the Faculty of Physics at the University of Vienna)的项目负责人马库斯阿恩特 (Markus Arndt) 解释道。这是通过纳米线探测器的特殊材料特性(超导性)实现的。　　借助超导技术实现这一目标(Getting there with superconductivity)　　这种检测方法的关键是纳米线在非常低的温度下进入超导状态，在这种状态下它们失去电阻并允许无损电流流动。进入离子对超导纳米线的激发导致返回到正常导电状态(量子跃迁)。在此转变期间纳米线电特性的变化被解释为检测信号。“通过我们使用的纳米线探测器，”第一作者马塞尔 施特劳斯(Marcel Strauß / Marcel Straus)说，“我们利用了从超导到正常导电状态的量子跃迁，因此可以比传统离子探测器性能高出三个数量级。” 事实上，纳米线探测器在极低的冲击能量下具有显著的量子产率-并重新定义了传统探测器的可能性：“此外，配备这种量子传感器的质谱仪不仅可以根据分子的质量到电荷状态来区分分子，还可以根据分子的动能对它们进行分类。这改善了检测并提供了更好的空间分辨率的可能性，”马塞尔施特劳斯说道。纳米线探测器可以在质谱、分子光谱、分子偏转或分子量子干涉测量中找到新的应用，这些领域需要高效率和良好的分辨率，特别是在低冲击能量下。图 2(Fig. 2)是用超导纳米线计数单个蛋白质。　　团队和资金(Team & Funding)　　单量子(Single Quantum)领导超导纳米线探测器的研究，洛桑联邦理工学院的专家提供超冷电子学，MSVISION 是质谱专家，巴塞尔大学的专家负责化学合成和蛋白质功能化。维也纳大学将所有组件与其在量子光学、分子束和超导性方面的专业知识结合在一起。　　本研究得到了戈登和贝蒂摩尔基金会 (Gordon and Betty Moore Foundation: 10771)、欧盟地平线2020框架计划(European Union’s Horizon 2020 Framework Programme: 860713 and 777222)的资助。　　上述介绍，仅供参考。欲了解更多信息，敬请注意浏览原文或者相关报道。　　Abstract　　The analysis of proteins in the gas phase benefits from detectors that exhibit high efficiency and precise spatial resolution. Although modern secondary electron multipliers already address numerous analytical requirements, additional methods are desired for macromolecules at energies lower than currently used in post-acceleration detection. Previous studies have proven the sensitivity of superconducting detectors to high-energy particles in time-of-flight mass spectrometry. Here, we demonstrate that superconducting nanowire detectors are exceptionally well suited for quadrupole mass spectrometry and exhibit an outstanding quantum yield at low-impact energies. At energies as low as 100 eV, the sensitivity of these detectors surpasses conventional ion detectors by three orders of magnitude, and they offer the possibility to discriminate molecules by their impact energy and charge. We demonstrate three developments with these compact and sensitive devices, the recording of 2D ion beam profiles, photochemistry experiments in thegas phase, and advanced cryogenic electronics to pave the way toward highly integrated detectors.文章来源：科学网 诸平

前言 　　飞行时间质谱仪(Time-of-flight Mass Spectrometer, TOF-MS)，时至今日已有60年的研究历史，其中，1998年A.F.Dodonov等设计的一台垂直引入反射式TOF-MS，其质量分辨率达到20000以上，才使TOF-MS进入一个前所未有的发展阶段 而把小型化TOF-MS应用于环境领域进行快速检测的研究始于本世纪初，2000年，美国TSI公司结合美国加州河边分校新开发的质谱检测技术，推出了世界首台商品化的气溶胶飞行时间质谱仪。 　　我国首台“激光气溶胶双级飞行时间质谱仪”于2005年“横空出世”，第二代气溶胶双级飞行时间质谱仪——“纳米气溶胶在线质谱仪”已于2008年6月通过了项目验收 同时，“MS-500有机物在线监测质谱仪”，隶属李海洋研究员课题组(大连化物所102组)的第三代小型化TOF-MS也研制成功 就目前的市场情况来看，这几款国产“快速在线质谱仪”已经彰显出较为广阔的市场前景… 　　离子迁移谱仪(Ion Mobility Spectrometer, IMS)，是在大气压或近大气压下，根据样品分子离子在漂移管的特征迁移时间，对微量气体进行快速检测的一种仪器，于20世纪60-70年代开始发展，目前已应用于爆炸物、毒品、化学毒剂的检测，环境监测以及生物分子分析等领域 根据《简氏核生化防护年鉴》2001年版提供的资料显示，离子迁移谱(IMS)技术已经跃升至“快速检测有毒有害物的十大技术”之首。 　　离子迁移谱(IMS)技术国外一直对我国禁运，为打破这种技术封锁以及国家安全、生态环境等领域的战略需要，李海洋研究员领导“大连化物所102组”，经过几年时间的潜心研究，成功开发出拥有自主知识产权的离子迁移谱(IMS)全套技术 目前，这批拥有自主知识产权的商品化离子迁移谱(IMS)仪器(T30系列爆炸物检测仪，T31系列毒品/易制毒化学品检测仪等)，已经投放市场，其产业化进程正顺利进行… 　　中科院大连化物所 青年科学家 李海洋研究员 　　2008年7月27日晚8：00，时逢李海洋研究员来京参加中科院某科研项目评审之际，在其下榻宾馆处，仪器信息网工作人员就“国产快速在线质谱仪、离子迁移谱仪产业化进程”等问题采访了仪器研制者李海洋研究员… 战略指导 选题明确 领导“大连化物所102组”跨越式发展 　　李海洋研究员领导的“中国科学院大连化学物理所快速分离和检测研究组(简称：大连化物所102组)”研究方向主要涉及了两大技术领域：快速在线质谱、离子迁移谱 在采访过程中，李海洋研究员亦称“快速在线质谱、离子迁移谱”是目前自己研究组的“左右手”。 　　1、研究方向的转变：由“分子反应动力学领域”到“在线分析和检测方法方面” 　　通过笔者的了解，李海洋研究员在上世纪九十年代主要进行分子反应动力学领域的研究，后来为什么转到在线分析和检测方法方面的研究工作呢? 　　李海洋研究员向笔者解释到：“现场快速分析仪器具有体积小、重量轻、性能可靠、使用简单维护方便、附属设备少、价格低廉等突出特点，在大面积的环境普查和应用中越来越受到人们的青睐，尤其是在国土安全、食品卫生、环境保护和突发事件等的检测应用中显示出特殊地位。” 　　早在1997年，在美国召开的“21世纪环境实验室”(Environmental Laboratory Moving for the 21 Century)研讨会上，明确提出对现场监测设备和可移动实验室的设计与研究，确立了分析仪器的一个新的发展方向。 　　“正是看到这种契机以后，我才感觉在线分析将来有很大的发展前途，当时分子反应动力学的分析手段也发展到一个瓶颈阶段、大家也都在找新的技术或出路，因此回国之后我就着重在这个领域开始相关的探索研究。我原来做分子反应动力学也是采用光谱学，包括飞行时间质谱(TOF-MS)都是经常用到的工具。”　　2、研究对象的确定：选择“质谱(MS)和离子迁移谱(IMS)” 　　在线分析方法有很多，像快速色谱与微型色谱、电子鼻、近红外光谱等，这些技术现在均有商品化的仪器，李海洋研究员在谈到“为什么选择质谱(MS)和离子迁移谱(IMS)作为在线分析仪器的研究对象”时表示：“每一种技术都有其自身的优越性和局限性，就像刚才所提到的近红外光谱仪，虽然其分析速度快，测量效率高，但是其分析灵敏度低，因为近红外光谱作为分子振动的非谐振吸收跃迁几率较低，就组分的分析而言，其含量一般应大于0.1% 另外，近红外光谱是一种间接分析技术，必须通过建立校正模型(标定模型)来实现对未知样品的定性或定量分析，该方法所依赖的模型必须事先用标准方法或参考方法对一定范围内的样品测定出组成或性质数据，因此模型的建立需要一定的化学计量学知识、费用和时间。” 　　“就高端分析检测领域而言，技术本身无外乎是质谱、光谱，当然光谱最有前景的是核磁，而质谱作为分析领域中‘最精密的天平’，针对化学复杂组分分析，质谱的确是最好的分析手段之一、也势必成为21世纪分析学科的主流手段 目前在国外，质谱已经被广泛采用，国内也有这个趋势，开始由‘实验室教授’用到‘诸如省级环保站专业人士’用，一些药厂原来使用的光度计、色谱也开始逐渐采用质谱或色-质联用。目前，‘很好用’的质谱，主要问题就是价格太贵，但通过国内我们大家的研制，就能把其价格降下来。” 　　论及飞行时间质谱(TOF-MS)和离子迁移谱(IMS)的独特技术优势，李海洋研究员向笔者进一步谈到：“飞行时间质谱(TOF-MS)分析速度快，在微秒级就可以实现全谱分析，这也是其他质谱仪器所不具备的优势，而且其结构比较简单，容易实现国产化。离子迁移谱(IMS)测量速度微秒级，气相离子在大气压下的电场中得到分离，比色谱分离速度快，不需要真空，该方法对于爆炸物和毒品检测具有独特的优势。” 　　“尤其，突发性的事故往往在分析速度上要求比较高，飞行时间质谱(TOF-MS)和离子迁移谱(IMS)在速度和灵敏度上应该说都能够满足快速检测的需求，因此我就选择了这两种技术作为实验室以后发展的重点方向。” 李海洋研究员领导的大连化物所102组实验室 　　3、创制高端分析仪器 用高水平研究引领应用市场 　　关于自己领导的大连化物所102组总体情况，李海洋研究员向笔者谈到：“我们的研究组，在总体战略上是以市场需求作为牵引，我们的使命围绕着‘国家安全、生态环境和生命健康’对分析科学的需求，去创制用于现场快速检测的高端分析仪器，在‘国家安全、生态环境’侧面我们已经涉及到了，同时，我们希望用高水平研究和应用示范引领应用市场。” 　　可挥发性有机物在线测量新技术和新仪器的研究(软电离-微型飞行时间质谱技术及其应用，石英晶体微天平QCM的电子鼻技术及其应用)、离子迁移谱新技术的研究及其在快速监测中的应用、气溶胶粒谱与化学组分在线测量新技术和新仪器的研究是李海洋研究员的三大研究方向。 　　“围绕我们的使命，课题组的研究方向就定位在以质谱与迁移谱为主的核心技术研究 这就涉及到如何‘离子化’问题，因此我们的基础研究就紧紧围绕‘离子化’的新方法：团簇、气溶胶、大分子的电离新方法，如何实现软电离、硬电离、软硬电离切换，以及相关新型电离源的研究等 技术侧面主要是飞行时间质谱(TOF-MS)和离子迁移谱(IMS)中的核心技术，涉及质谱中直接进样技术、多维质谱技术、质谱成像技术、质谱微型化关键技术、高分辨迁移谱技术、高灵敏度迁移谱技术、离子迁移谱微型化关键技术、色谱-离子迁移谱联用技术等。” 　　“具体应用到国家安全、生态环境中，我们主要在气溶胶测量新方法，QCM、SAW化学传感器，炸药、毒品快速稽查技术和仪器，化学毒剂和危险品的快速测量技术等方面做一些应用示范，希望把我们研究新技术和新仪器应用到一些重要的科学研究中去。” 　　潜心研究 不拘一格 突破“TOF-MS与IMS”核心技术 　　正如李海洋研究员强调的那样：“正是从‘离子化’新方法等源头方面做了一系列基础研究，我们的飞行时间质谱(TOF-MS)和离子迁移谱(IMS)有自己的东西。”接下来，李海洋研究员就“TOF-MS与IMS”核心技术突破向笔者作了提纲挈领的介绍。 　　1、小型化TOF-MS在环境领域的快速检测应用 　　目前，商品化飞行时间质谱仪(TOF-MS)几乎完全由国外厂家垄断，针对这种情况，李海洋研究员所研制的小型化TOF-MS和国外这些产品相比有什么优势和特色? 　　“国外的公司在TOFMS技术方面做得的确已经是比较成功，特别是在生物大分子这一领域，目前为止我们还没有足够的能力去尝试。” 李海洋研究员坦言。 　　“但是，我们把它应用于环境中的快速领域中就不需要那么高的指标，比如分辨率和检测质量数，我们现在做的分辨率600左右，质量数大概500，这些指标完全可以满足空气中挥发性有机物的检测。” 　　“在环境科学领域中，跟传统的化学分析模式还是有些区别的，更关注于快速实时监测，这样对环境治理等才更有意义，从这种程度上说，我们当时在2000年左右就开始着手把小型化TOF-MS在环境领域进行快速检测应用研究应该说是一种很大的创新。” 　　2、自主研发的小型化TOF-MS技术特色 　　关于自主研发小型化TOF-MS的技术特色，李海洋研究员向笔者谈论到：“我们的特色主要是在TOF-MS的电离方式和样品前处理方法这两个方面。” 　　“在电离方式方面，我们采用了一个真空紫外光单光子电离方法，使用真空紫外灯发射真空紫外光10.6eV，只要电离能低于该能量，那么该化合物都可以被电离。空气中的氮气、氧气等由于电离能高于10.6 eV，均不能够被电离，这样可以除去部分的背景气体干扰，简化实验谱图，而且SPI(Special Position Identification，特殊位置标识)电离是软电离仅产生分析样品的分子离子，由于光子的能量超出样品分子的电离能很小，所以不能产生碎片离子，所得的谱图简单，这样更加有利于样品的识别。” 　　“在样品前处理方面，我们采用了在线的膜进样设计，在膜两侧气体压力差的推动力下，被分离的混合气体中由于样品气体分子的形状、大小以及在膜中溶解度不同从而在膜中渗透速率产生差异，渗透率大的组分在高真空侧得到富集，从而达到分离与富集的目的。可挥发性有机污染物能够快速透过硅橡胶膜，然而空气中主要成分例如氮气、氧气和二氧化碳等气体很少能够透过。因此当气体样品经过此膜时，其中痕量的可挥发性有机污染物就会被富集。样品的富集倍数可以达到几百倍，完全可以保证我们在线分析的灵敏度。膜进样具有一定的相应时间，我们设计了新型的进样系统，分析时间可以控制在10秒，还可以根据灵敏度适当调整分析时间。” 　　李海洋研究员表示：“总体来说，我们的小型化TOF-MS产品特点具体体现在：采用了膜富集和直接进样技术，复杂样品无需前处理 软电离无碎片，利用分子量快速定性 响应时间短，数秒内即可得到分析结果等。” 　　3、IMS技术独特之处 　　TOF-MS在在线分析方面确实显示出诸多优点，但是要进一步实现仪器的小型化甚至微型化是很困难，主要是其真空系统受制于目前国内真空器件发展的约束。 　　李海洋研究员说：“而相比较而言，离子迁移谱(IMS)是大气压下的质谱，IMS技术在小型化以及微型化方面则具有其独特之处：第一，不需要真空系统，整个装置可以做得很小。第二，其灵敏度极高，而质谱一般是微克(ug)量级，在不加任何富集的情况下，IMS就可以达到皮克(pg)量级，这些特点使得其很适合于现场在线快速分析 加上近几年出现的更新探测器技术，又可能达到飞克(fg)量级 如果再加上新的手段，其在灵敏度上的前景就不可限量。第三，具有很好的结构区分性，能对同分异构体等实现很好的区分。” 　　IMS技术在国内曾一度不被看好，近些年来，IMS在国家安全方面有广泛的应用，它能够实现pg级的爆炸物和毒品的快速测量 同时，IMS在环境、生物医学、食品等方面也展示出其无限的潜力。IMS的研究在国内也起步较晚，李海洋研究员是2002年开始从事IMS的研究的。 　　4、自主知识产权的IMS全套技术　　“前段时间，我有个朋友在国外参加了一次质谱前沿技术研讨会，给我带回一个信息：离子迁移谱(IMS)技术在国外的研究越来越热 目前，美国有五个国家实验室在研究迁移谱的新技术，均是美国国防的支持，主要都是应用在航天、反恐等方面 之前有关离子迁移谱技术国外一直对我们国家禁运。” 　　关于离子迁移谱(IMS)的核心技术，李海洋研究员称：“现在我们有自主知识产权的IMS全套技术，包括迁移管、放大器、数据接收与采集系统、进样器、气路系统等。我们最主要的突破是在非放射性电离源的研制、阵列式迁移管的研制等方面，这些技术的突破，能够很好地促进IMS的发展。” 　　在谈到一些技术细节突破所面临的困难和艰辛时，李海洋研究员为笔者举了一个“迁移谱中的微电流放大器研制”的例子：“放大器是市场上很常见的，但满足我们需求、被应用到‘迁移谱中的微电流放大器’，在市场上是没有的 要完全满足一定带宽、高灵敏度、高放大率、低噪音、又要价格便宜的‘微电流放大器’的研制就有些困难，前后有2个学生专职做这个事情，前后开发了十几款这种‘微电流放大器’，耗费3年时间才完全解决这个问题。” 致力前沿 着眼应用 实现“快速在线质谱仪、离子迁移谱仪”产业化 　　关于“快速在线质谱仪、离子迁移谱仪”系列仪器的产业化进程问题，应笔者的请求，李海洋研究员先从“首台激光气溶胶双级飞行时间质谱仪问世”谈起。 　　1、我国首台激光气溶胶双级飞行时间质谱仪问世 　　李海洋研究员告诉笔者：“气溶胶广泛存在于环境当中，与人们的生活和健康息息相关。目前使用的气溶胶测量装置主要是一些离线的测量技术，国外从20世纪70年代开始发展在线气溶胶测量技术，直到2000年TSI公司才推出世界首台商品化的气溶胶飞行时间质谱仪。” 　　我国首台“激光气溶胶双级飞行时间质谱仪”是在2005年由李海洋研究员主持研制成功，作为国家863课题“大气细粒子连续监测技术与设备”项目的核心仪器，该仪器研制成功的非凡意义在于：掌握了该领域内的核心技术，打破了国外对该类仪器的技术垄断，具有自主知识产权，价格远远低于国外同类仪器 在2006年国家科技创新重大成就展(共展出480余项重大科技成果和800余件实物、模型)上，该仪器被遴选为“100个亮点”项目之一。 　　笔者了解到：该仪器主要用于空气质量实时监测和环境污染过程动态分析以及实时分析等领域 可以实时监测大气中0.5-10μm的气溶胶粒子的粒径分布，并同时测量细粒子中的硝酸盐、硫酸盐、铵盐、地壳元素、重金属粒子等基本化学组分。同时，该仪器克服了离线技术测量过程中分析时间长、在分析过程中粒子会发生物理化学性质变化的局限，具有分析速度快、可以进行现场实时多组分同时分析、揭示气溶胶的瞬间变化等优点。 　　在谈到与国外产品的性能比较时，李海洋研究员表示：“在气溶胶粒子粒径范围等任一项技术参数，我们的仪器不输于TSI公司的气溶胶质谱仪 至于整机的稳定性，这需要时间的长期检验，我们不能说一定比他们强，截止目前为止，我们的气溶胶质谱仪运行稳定。” 　　2、快速在线质谱仪产业化进程 气溶胶粒谱与化学组分在线测量新技术和新仪器的研究 　　关于我们快速在线质谱仪系列产品的应用领域方面，李海洋研究员说：“我们的小型化TOF-MS应用范围也是很广泛的，现在主要是把其应用于VOCs 的分析，比如香烟烟气的分析、汽车尾气的分析、垃圾焚烧烟气的分析等，可以开拓的领域其实很多。” 　　“目前，我们的小型化TOF-MS已经发展到了第三代，最近还在开发新的电离方法，争取在以后的TOF-MS版本中，体积更小，灵敏度更高。” 可挥发性有机物在线测量新技术和新仪器的研究 　　论及其产业化情况时，李海洋研究员说：“前一段时间我们给浙江大学做了一台，他们主要是应用于二噁英前驱物的检测。另外，我们还与沈阳环境科学院签订了合作的意向，准备在环境检测车上安装我们的TOF-MS用于VOCs的检测和二噁英前驱物的在线监测。最近，我们还将给中国计量科学研究院做一台。这里，当然不包括之前给北大直接订制的一台。” 　　“其实，我们的第一代产品‘激光气溶胶双级飞行时间质谱仪’在05年研制出来一直没有找到合适的用户。但是，第二代‘纳米气溶胶在线质谱仪’已经有两个用户：国家海洋局，用于海洋气溶胶的测量 另一个是国家环境科学研究院。目前，还有2-3家倾向性用户，还在具体谈。” 　　这几款“快速在线质谱仪”的基本报价在100-200万人民币，像气溶胶双级飞行时间质谱仪的用户主要分布在高校、研究所等科研单位，正如李海洋研究员所说： 　　“快速在线质谱这一块，我们主要是通过我们开发的新技术和新仪器做一些示范应用来引领市场 因为大家没有用过这种仪器做相关评价分析，不知道如何‘好用、实用’，我们是要做一些具体的推广、引导工作 前段时间，我们利用自己的仪器做了‘烟草方面的分析评价’，结果很理想 最近，我们在着手找1-2个‘汽车尾气的分析评价’的示范用户。” 　　3、离子迁移谱仪产业化进程 离子迁移谱新技术的研究及其在快速监测中的应用 　　“因为我们拥有自主知识产权的IMS全套技术，自主知识产权的商品化IMS仪器也比较成熟，已经受过相当数量的市场用户的实践检验 现在我们主要是把IMS应用到以下几个方面：(1)易制毒化学品及毒品的检测 (2)爆炸物的检测 (3)环境污染物的在线检测 (4)食品安全的监测等。” 李海洋研究员说。 　　“目前，这批商品化离子迁移谱(IMS)仪器，已经销售出十几台，仪器单价是30-40万，准备成立大连金瑞恒达科技公司在旅顺产业化园(中科院大连科技创新园)进行产业化合作生产，其前期筹备工作已经完成。” 　　针对笔者关于此项合作是否会有变故的疑问，李海洋研究员微笑地说到：“应该不会，中科院本身对这种产业化合作是要支持的，但这需要一个过程，比如涉及一些股权分配等问题讨论 最终审批只是时间问题，当然他们(合作者：大连中环)对这事是很期待的，合作资金在手里几个月了。” 　　4、水下质谱、MS与IMS联用技术的研制 　　李海洋研究员向笔者透露：“我们现在还在积极研制的水下质谱(Under-water MS)，将直接用于水质(海洋中水质)的在线检测 关于水下质谱(Under-water MS)，目前在美国有四所大学也在研究，都是美国军方在支持 在现有我们掌握的技术基础之上，水下质谱研制亟需解决难题不少，依据我们掌握的MS核心技术，相关的一些前沿技术探索我们已经在做 可能会跟国家海洋局、海军相关研究所等相关单位进行合作，这次来开会也是顺便来初步来谈这个项目 这个项目比较大，如果能够上马的话，将是我们未来一段时间工作的一个重点，当然，前期科研投入就会在千万级资金的投入。” 　　在谈到质谱(MS)和离子迁移谱(IMS)的联用技术研制方面，李海洋研究员说：“MS与IMS核心技术是我们的研究主体，利用它们可以搭建很多组合：如IMS做MS的前期，提高在样品引入技术、信号采集和数据处理等方面的性能 合适的分离能力与痕量水平的灵敏度相结合使IMS可以作为一种二维色谱检测器(IMD)等。例如，在美国空间站和航天飞机上，就带有GC-IMS去测空间残物。我们也一直在致力其联用技术研制，感觉真正的应用才刚刚开始，前景很广阔：我们掌握了这些核心技术，就有信心可以把价格做下去，实现这些仪器‘平民化’应用。” 　　在其他在线分析方法上，大连化物所102组还开展了石英晶体微天平(Quartz Crystal Microbalance, QCM)和表面声波器件(Surface Acoustic Wave, SAW)的检测器研究。李海洋研究员说，目前美国化学毒剂检测的核心技术就是离子迁移谱(IMS)和表面声波器件(SAW)。 　　同时，李海洋研究员简单地为笔者介绍了他们在QCM上最新研究进展：“QCM是一种质量敏感型压电晶体传感器件，其谐振频率随传感器表面质量增加而降低 我们发展了用QCM快速评价VOCs在离子液体等材料的溶解性的方法与装置 前段时间，我们筛选了乙醇、取代苯等重要有机物的敏感涂层材料进行试验，结果很理想 目前，我们研制出QCM传感器阵列与快速识别软件，能对复杂挥发性有机物进行有效识别。” 　　因材施教 润物无声 笃行“教书育人”之神圣职责 　　大连化物所102组成员人数不到30人，主要有：职工、学生，各13-14人 分为3个科研小组，一组主攻质谱(MS)、一组主攻离子迁移谱(IMS)、另一组做QCM检测器等其他方面。 　　李海洋研究员曾开玩笑地向笔者说到：“其实，课题组具体人数，一时我还真说不来 第一年硕士、博士生的基础课都去中国科大念，还有联合培养的学生、不定期的访问学者等 但说到具体每个学生工作的内容，我是非常清楚的。” 　　1、希望自己的科研生涯能为科学界留下一点东西 　　谈起所取得的科研成就时，李海洋研究员平静地说到：“我还是希望自己的科研生涯能为科学界留下一点东西。我想，作为一名科研工作者的最大价值应该体现在三个方面：(1)研制的仪器得到很好的应用 (2)发现的新方法或论文得到广泛的引用 (3)培养出一批出色的学生。” 　　“特别是第三条，对学生的培养问题，我非常看重这个方面。我认为，这是一种自己精神、文化内涵的一种延续 本身，教师就肩负着教育学生、培养学生的责任。我想，这也犹如我从我的恩师张存浩院士、沙国河院士那里继承和学习到的许多品质和能力一样。” 李海洋研究员指导学生调试研制的仪器 　　李海洋研究员继续说到：“我在大连化物所时间还不长，刚毕业的博士生我们留下了 在安徽光机所带的博士生有十几个，有些人出国了，有些在国内大学当教授，都还不错。03年，我离开安徽光机所，当时未毕业的学生都转给别的导师了，后来安徽光机所所长向我反映：我的那些学生都很不错，无论在发表文章、还是具体科研工作都表现的很优秀。对此，我很自豪。” 　　2、李海洋研究员培养与教育学生的若干新颖观点 大连化物所102组召开内部技术研讨会 　　最后，关于“我国科学仪器后备人才的培养与教育问题”，李海洋研究员谦逊地向笔者表示：大的方面不敢说，就谈谈自己学生这一块… 　　笔者有感于李海洋研究员的这些新颖、生动、务实的教育观点，简单择录如下，与各位读者共欣赏： 　　(1)集训基本技能：新学生都要进行AutoCAD、SolidWorks培训，让其掌握独立设计仪器或器件的技能。(2)“灌输”前沿问题：开始阶段从来不让学生查文献，相关文献资料为其准备好，并把相关前沿科学问题给学生讲清楚，让学生以最短的时间去进入课题。(3)历练基本素质：在做PPT报告、访客接待等小事情上，也是一种严谨、深刻的锻炼。(4)不用担心论文：踏踏实实地把工作做好，有创新成果后，写论文只是水到渠成的事情。(5)需要激励原则：学生也是需要激励的，不能把第一批做出科研贡献的学生给忘记了。(6)注重团队效应：让学生在团队中接受熏陶与锻炼，团队综合实力以及内部思想碰撞对一个学生的成长很重要。(7)重视师生交流：实验室专门 “开辟”出Meeting Room，并且创建了师生QQ群，就是能为了师生之间实时交流。(8)鼓励创新实践：宽容失败、鼓励创新是我们一贯的基本原则，新来的学生都让其设计、组装一套自己的装置(比如，离子迁移谱仪) 在实践中去锻炼自己的创新能力，不要说做的和别人一样好，而一定要做的比别人好。 编者手记

质谱分析是通过对待测样品进行电子束、激光等方法照射，使待测样品的原子、分子发生离子化，通过测定质荷比，对待测样品中包含原子、分子的种类、数量、分子结构等进行精密分析的方法。 回顾质谱分析技术的发展历史，不难看到，新的离子化法不断创造着质谱发展的新趋势，让横跨100多年的质谱技术研究，一直充满着活力。具有跨时代意义的离子化方法的诞生，也与质谱分析飞跃性的进步，甚至是业界的繁荣息息相关。 例如基质辅助激光解吸电离法（Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization，即MALDI）自上世界80年代末问世以来，将质谱应用提升了一个新台阶，成为目前生物质谱领域研究必不可少的工具，也是当下的一个热门关注点。质谱分析结构示意MALDI法是将能吸收激光能量的低分子有机化合物（下称Matrix）与待测样品混合，通过激光照射，对待测样品进行离子化的方法。在质量分析的同时，可实现对待测样品的成分、分布状态进行图像化的质谱成像。 不过想利用MALDI法进行质谱成像，在与Matrix（有机化合物）的调和、涂布、干燥的前处理的阶段，大概要耗时30分钟，且需要将Matrix在待测样品上均匀涂布。前处理显得十分费时费力。 滨松在5月推出了新研的离子化辅助基板DIUTHAME（Desorption Ionization Using Through Hole Alumina Membrane，是的它的名字hin长̷叫它“丢森”好了~）。这个小东西是利用200nm左右多孔氧化铝（贯穿的、细小的孔呈规则状打开的氧化铝）开发的，面向质谱成像分析的离子化辅助基板。其最大的特点，就是能够大幅缩减质谱成像分析时，待测样品进行离子化所需的前处理时间（仅需3分钟左右），且操作简单。 将待测样品加载到DIUTHAME上，利用毛细血管现象（在细管内侧，液体从管子中上升的现象），使待测样品的分子上升到表面，通过激光照射使其离子化而不破坏分子结构，实现在不使用Matrix的情况下，进行质谱成像分析。MALDI法使用DIUTHAME进行离子化 DIUTHAME是由滨松与日本光产业创成大学院大学的内藤康秀副教授共同研制的。一经面世，就收到了较大关注，并常常被用于和MALDI以及SALDI法的比较。那到底是出于什么样的原因开发了这个产品？除了大大缩短前处理时间外， 相对于MALDI法DIUTHAME在质谱成像分析中还有哪些优势？为何说DIUTHAME是质谱成像分析离子化的新方法？内藤副教授从开发者的角度，为我们进行了解读。 内藤康秀副教授问：DIUTHAME在质谱成像分析中还有哪些优势？解决了MALDI法中的什么问题？ 在开发DIUTHAME前，我一直致力于质谱成像分析分辨率的提高。虽然希望通过提高设备分辨率来实现高分辨率的目标，但这个方法也是有极限的。 为什么这么说呢？因为在质谱成像分析中，以往普遍采用的离子化方法为“基质辅助激光解吸电离法（Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization，即MALDI）”。而无论怎么提高设备的空间分辨率，分辨率都无法超过Matrix结晶的尺寸。若要实现质谱成像分析的高分辨率，必须要摆脱对使用Matirx的离子化方法的依赖。而DIUTHAME的诞生，就打破了这一点的限制。 DIUTHAME的开发一开始就是以质谱成像分析为目标应用，它并不需要与Matrix的调和、涂布、干燥的前处理。在提高操作便利性（3分钟左右可完成前处理）的同时，其高质量的数据，有望取得良好的重现性。 另外，使用MALDI法进行离子化时，也会出现因待测样品成分的性质原因，而难以与Matrix共同结晶的情况；以及待测样品中包含盐、添加剂等杂质的浓度过高时，阻碍Matrix结晶的情况。在这样的情况中，使用DIUTHAME则不会有这样的困扰，能够获得很好的效果。 DIUTHAME还可对工业材料、兴奋剂禁药等MALDI法无法测定的小分子进行高精度的测量。 问：明明和SALDI的原理类似， 为何说DIUTHAME是一种新的方法？ 目前有一种叫表面辅助激光解吸电离（SALDI）的离子化方法，它与DIUTHAME作用原理相同，市场上也有多类SALDI基板的商品。但是，目前市场上的SALDI基板并没有通孔的结构，在质谱成像分析中并不适用。在此意义上，使用DIUTHAME可以说是不同于SALDI的新型离子化办法。 将在DIUTHAME的哪些性能上进行继续开发？ 多数的生物分子是通过质子化来生成离子的，针对这些待测样品，DIUTHAME的灵敏度并不如MALDI法。这是因为，MALDI中的Matrix可以给样品分子提供质子，而DIUTHAME却没有该项作用。 想拥有更广泛的应用，这个小家伙就必须具备更高的灵敏度。因此，我们也会对它的性能进行持续的开发。此外，DIUTHAME的工作原理之谜仍未完全解开，而在继续研究摸索的同时，我们也希望能够不断地提高它的灵敏度。滨松致力于光电技术探索60余年，在质谱探测器的研究也已有40余年的历史，可为质谱应提供MCP、EM、离子化光源等产品。除了DIUTHAME，2018年滨松还推出了一系列应用于质谱的新品，并在2018年ASMS中有所展示（包括在研品），如可解决小质谱低真空问题的三级结构的GEN3 MCP、适用于TOF-MS的MCP+AD、适用于Q-MS\IT-MS的管道型EM等等。滨松希望通过探测技术的原始创新，从最底层技术出发，稳定而坚实地推动最终质谱应用的发展。

二次离子质谱（简称：SIMS）分化为静态二次离子质谱（S-SIMS）、动态二次离子质谱（D-SIMS）两种，通过扫描，可以得到化学成像、成分定性鉴定。二次离子质谱技术具有非常高的分辨率以及灵敏度，可对有机物进行元素的面分布，深度分布分析，所以被广泛地运用在生物医学的领域当中。SIMS是利用具有一定能量的初级离子束轰击固体材料表面，再通过质谱分析检测被初级离子束溅射出的二次离子的质荷比，从而得到样品信息。如今应用在SIMS中最广泛的质谱检测器是飞行时间质谱仪（TOF），TOF-SIMS的分辨率可以达到5-10nm，微区分辨率达到100nm2，深度分辨率达到0.1-1nm，二次离子浓度灵敏度达到ppm级别。TOF-SIMS以其各种优异的性能和特点被广泛地用于半导体行业，随着半导体硅晶片制程越来越小，SIMS逐渐成为分析半导体器件表面污染缺陷、研究元素掺杂等不可替代的手段。除此之外，SIMS的应用近年来也不断发展到生物医学、材料、化学等领域。 其中在生物医药领域，利用TOF-SIMS技术对生物细胞进行化学成像分析受到越来越多的研究人员关注，例如使用TOF-SIMS研究生物组织或生物薄膜上蛋白质等分子行为、细胞界面特性、药物作用、疾病诊断等。和MALDI-TOF-MS、ESI-MS等质谱相比，TOF-SIMS的灵敏度更高且可以进行二维或三维化学成像。 下图为分别使用SSIMS和DSIMS对冠状动脉支架中的药物进行分析的案例。其中的质谱图就是通过SSIMS得到样品表面化学信息，下方的化学成像则是通过DSIMS层层剥离，得到的不同深度下的药物分布图。

3月15日，昆明理工大学资产管理处组织专家组，对飞行时间二次离子质谱仪(TOF.SIMS-5)进行验收。在逐一核实设备部件，配件型号、数量，质量分析器的动态离子能量扩展技术(EDR)后，专家组认为，该设备安装齐全，设备性能和EDR指标均已达到合同指标，通过终极验收。同时，专家组在设备的维护和管理、设备性能的开发利用等方面提出了一些意见和建议。截止目前，学校单价500万元以上的仪器设备已达到5台套。　　飞行时间二次离子质谱仪(TOF.SIMS-5)主要用于矿物表面深度剖析、表面化学药剂吸附层厚度、表面微量组分、表面有机物吸附推测、表面3D表征及成像等表面微观研究。在进一步熟练设备操作和性能后，TOF.SIMS-5将正式投入使用，在矿物加工工程、矿物学、材料学、生命科学等专业的实验教学与科研工作中发挥积极作用。

p 　　第十七届北京分析测试学术报告会暨展览会（BCEIA & nbsp 2017）已于10月10日-13日在北京国家会议中心举行，科学仪器核心零部件厂商滨松带着众多新产品新技术参展。其中质谱相关器件很是亮眼，就滨松如何看待质谱市场与技术发展趋势等问题，仪器信息网编辑采访了滨松中国分析领域质谱项目推进负责人周旭升先生。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 滨松展位.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/99fe9b3e-edd1-462e-91ff-07f52812cff1.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 滨松展位 /p p 　　滨松用于原子吸收、原子荧光等光谱仪器的光电倍增管盛名已久，其实滨松的质谱相关器件也已经有40多年的历史。不过由于某些原因一直没有“走”出日本，直到这两年，才开始不断在中国等市场宣传推广。 /p p 　　至于为什么选择这个时候进行推广，以及作为零部件供应商，滨松是如何看待质谱市场的前景、以及技术与应用的发展方向，周旭升谈到，如今质谱技术与应用非常“热”，升势迅猛。尤其是中国市场，由于环境大气颗粒物源解析、以及相关的VOC分析等都需要质谱技术。相关标准制定时，涉及了大量的质谱方法。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 周旭升.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/18c8613b-4cb7-4d54-8d2e-b5576ec8ad72.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" & nbsp 滨松中国分析领域质谱项目推进负责人周旭升 /p p 　　近年来，解读一些大公司财报时都会发现，质谱业务保持着很好的增长。尤其是2008年金融危机后，质谱市场增长趋势越发迅猛，而且中国市场增长情况更加“剧烈”。几乎各大公司财报中都专门提到，中国环境、健康等相关市场中质谱仪器销售额大幅增长。 /p p 　　从另一个角度来看，国产质谱企业的数量越来越多，而且除了像东西分析、普析通用、聚光科技、天瑞仪器、广州禾信等，还出现了很多新企业，如宁波华仪宁创、北京清谱、青岛融智等。这些新型公司从MALDI或小型便携质谱开始，这也体现着质谱仪器的两个发展方向。小型便携质谱在环境、执法等领域有着很好的前景。MALDI质谱更专注于医疗、临床，而医疗临床领域也是近年来质谱应用的热点；最早奥巴马提出精准医疗战略，去年习主席在G20公告上承诺减少抗生素滥用，MALDI是鉴定身体里细菌、微生物、血细胞、组织的分析一种很好的手段，可以读取细胞中蛋白质的全面信息，是遗传疾病等诊断的好手段。另外，从利益角度来说，国内的三甲医院有实力、也有意愿配备MALDI等仪器设备展开更多的服务。 /p p 　　“如能将质谱技术用到更多领域或是人们的生活中，那将是对分析技术或仪器市场非常大的革新。”周旭升说到。 /p p 　　“应对这些市场需求，滨松开始大力在中国推广质谱相关器件。”至于滨松推广的手段，周旭升介绍到，国产质谱企业中多数已经是滨松光谱等器件的客户，当知道滨松有这些质谱器件时也都愿意尝试使用。而滨松的产品，如真空器件微通道板（microchannel plate, MCP）产品“身上”有着滨松60多年真空技术的积累，在产品一致性等大批量生产时的品质有很好的保证。 /p p 　　 span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai" 电子倍增器（electron multiplier, EM）是目前使用最多的质谱探测器，其形式多样，基本原理是对带电粒子产生的次级电子进行放大。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai" 　　MCP是一种可以二维探测和倍增电子的电子倍增器。MCP也对离子、真空紫外射线、X射线和伽马射线等敏感，因此MCP可以应用在这些物质的位置和能量的探测器件中。 /span /p p 　　除了MCP、EM的固有产品，滨松不断进行着革新，几乎在每年的ASMS上都会发布一款最先进的技术信息。周旭升介绍了近两年来推出的几款新技术。如，2016年发布了复合型MCP，由于增加了一个1000倍增的雪崩管使得其使用寿命提升7-10倍。2017年专门针对大分子分析的MALDI质谱推出了另一种复合型MCP，与传统MCP相比其信噪比大幅提高。另外还有一种用于小型化离子阱质谱的检测器CEM（连续式倍增电极，Channel electron multiplier）在真空度低的情况下仍能耐高压；而且器件不含铅对环保或仪器认证方面具有一定优势。不过，周旭升也提到，“这些新技术目前都还处在开发阶段，不过已提供给国内质谱企业试用，进行评估反馈，直到性能稳定下来能达到用户的要求，才会进行批量生产。” /p p 　　质谱技术的核心是“制造离子”和“检测离子”，其他所有的一切都是为这个目的服务。因此，在此次BCEIA 2017上，滨松就重点展出了离子源、检测器相关产品。 /p p 　　如全新光致电离离子源——VUV氘灯 L13301，基于MgF2窗材的VUV氘灯可以促成一种高电离效率、碎片离子峰产生量少的新型软电离方式。它的电离能可达到10.78eV，电离效率提高，且相对于传统PID灯可以电离出更多的离子，使仪器整体灵敏度有数倍提高，此外还具备低成本、易安装等特点。在VOCs监测等领域有着较好的应用，VUV氘灯最大至10.78ev的电离能可电离绝大多数VOCs。 /p p 　　针对TOF-MS的特点及对MCP探测器的要求，滨松最新的F12396-11、F13446-11、F1094-11作为代表在此次BCEIA中登场。这几款MCP具有响应速度快、极小的后脉冲、鲁棒性\无畸变、漏斗型MCP\保持更高探测效率的特征，其还可结合荧光屏进行电光转换、后端加CCD相机可显图像。 /p p 　　近年来，针对冶金、环保、地质矿产、食品等领域越来越多的痕量重金属检测需求，ICP-MS得到更加广泛的应用，ICP-MS面向的是痕量无机元素的测定（检出限ppt级别）。针对ICP-MS的特点及对探测器的需求，本次展会滨松展示了具有大动态范围双模式输出（模拟输出和计数输出）的EM R13733。 /p p style=" TEXT-ALIGN: right" 撰稿：刘丰秋 /p p & nbsp /p

2月21至22日，由国家质检总局科技司委托组成的测试专家组，对中科院大连化学物理研究所承担的“十一五”国家科技支撑计划项目课题“二次离子质谱仪器核心技术及关键部件研究与开发”中的子课题“角反射飞行时间质量分析器”进行了现场考核与测试。验收专家组组长由北京中国航天员科研训练中心刘学博研究员担任，成员包括中国科学院北京科学仪器研制中心于科岐研究员、中国计量科学研究院赵墨田研究员、大连理工大学丁洪斌教授以及辽宁师范大学李梦轲教授。 中科院大连化学物理研究所 　　与会专家听取了项目负责人李海洋研究员的项目完成情况汇报，专家组依据国家科技支撑计划课题任务书中规定的任务和考核指标要求，参考课题组提交的测试方案以及现场的实际情况，查看了有关技术资料，并对测试大纲进行了充分讨论，确定了审核及现场测试内容。通过现场核实与实际测试，测试专家组认为，该子课题采用角反射补偿了离子能量分散，提高质量分析器的分辨率，且能保证大的接收角和较高的稳定精度，分辨率8700，稳定精度为10ppm，全面完成了任务书规定的各项任务指标，达到并优于考核要求。验收专家组一致同意该课题通过验收。 　　该项目的完成，进一步提升了大连化物所在二次离子质谱仪的核心技术及关键部件研发方面的综合水平。 　 附录：国产快速在线质谱仪、离子迁移谱仪产业化进程——访中科院大连化物所青年科学家李海洋研究员

近日，大连化物所快速分析与检测研究组（102组）李海洋研究员团队在微型质谱仪的大气压进样接口中发现了摩擦电离现象，并且通过改变粗糙度等措施，显著提升了微型质谱仪的电离效率。该工作不仅阐明了非连续大气压接口（DAPI）的微型质谱在开闭过程中摩擦电离现象的存在；同时，提供了一种无需光、热、辐射的新型质谱离子源。　　非连续大气压接口的微型质谱具有体积小、便携等优点，被广泛应用于毒品、爆炸物和环境污染物的现场检测中。前期，李海洋团队发展了试剂分子辅助大气压化学电离源，并与离子阱质谱仪联用，实现了痕量检测毒品（Anal. Chem.，2019；Anal. Chem.，2020）、爆炸物、农药等。　　本工作发现，在没有外加电离源时仍可在非连续大气压接口离子阱质谱上观测到很强的离子信号，并确证了夹管阀开启过程中，硅胶管内部摩擦可以引起电离；对硅胶管材质、内壁粗糙度、摩擦次数和频率等参数的优化后，信号强度增强近20倍。此外，团队还将该摩擦电离技术用于酮类水溶液流过后的硅胶管中，可以检测到管内壁残留的酮类化合物，初步展现这种不需要热、光、辐射、辅助气体或溶液的摩擦电离在表面检测方面的潜力。　　上述成果以“Triboionization in Discontinuous Atmospheric Pressure Inlet for a Miniature Ion Trap Mass Spectrometer”为题，发表在《分析化学》（Analytical Chemistry）上。该工作的第一作者是大连化物所102组博士研究生徐楚婷。该工作得到了大连化物所创新基金的支持。　　文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.1c02611

2024年7月24日，威斯康星大学麦迪逊分校李灵军教授的团队在Nature Communications期刊发表题为Spatially and temporally probing distinctive glycerophospholipid alterations in Alzheimer’s disease mouse brain via high-resolution ion mobility-enabled sn-position resolved lipidomics的研究论文，该研究开发并应用高分辨率离子迁移质谱技术，深入解析了阿尔兹海默病（AD）小鼠大脑中甘油磷脂（GP）的结构和功能变化，论文共同第一作者是博士后徐书玲和博士研究生朱致君。GP是细胞膜的重要组成部分，其代谢失衡与AD的发病机制密切相关。GP是细胞膜的重要组成部分，在能量储存、信号转导、细胞增殖和凋亡等多种生理过程中发挥着关键作用。GP代谢的失调与包括阿尔茨海默病在内的多种神经退行性疾病密切相关。传统脂质组学方法难以解析GP的精细结构特征。常规的液相色谱-质谱（LC-MS）脂质组学方法只能检测GP的脂肪酸组成，而难以解析其更精细的结构特征，例如sn-位置异构体，从而阻碍了对GP分子的精确研究。高分辨率离子淌度质谱技术揭示GP结构异构体。李灵军教授团队利用高分辨率离子淌度质谱（HRdm IMS）技术，开发了一种四维（4D）脂质组学策略，用于解析GP的sn-位置异构体。该策略利用机器学习库对GP sn位置异构体进行大规模、深入的结构分析。使用HRdm策略可将漂移管离子迁移谱（DTIMS）的分辨率从~50提升至250，同时仍然允许毫秒级 IMS 分离 GP sn-异构体而无需任何仪器修改。构建GP数据库和预测模型。研究进一步构建了一个全面的实验性 4D GP 数据库，其中包含从混合小鼠脑脂质提取物中鉴定出的 498 种 GP。并通过机器学习算法预测了2500种GP的CCS值和保留时间，构建了扩展的4D库。这使得自动化识别和分析GP成为可能。AD小鼠大脑中GP的时空变化。结合实验数据库和扩展库，研究者从小鼠脑的三个功能区（海马、脑皮层和小脑）中，鉴定和定量了超过540种具有sn位置信息的GP种类，揭示了野生型（WT）和APP/PS1 AD小鼠模型脑中GP的时空变化。潜在生物标志物及研究结果。该研究结果表明，GP结构异构体可能是AD进展的潜在生物标志物。例如，海马区的某些GP种类在AD进展中显著减少，而其他区域则出现不同程度的增加或减少。这些发现表明，GP代谢的区域特异性变化可能与AD的病理进展密切相关。技术优势及未来发展方向。与传统方法相比，HRdm IM-MS策略在灵敏度和分辨率上有显著提升。通过多路复用离子注入和后处理数据处理技术，HRdm策略显著提高了IM-MS测量的灵敏度和分辨率，而无需仪器修改。研究人员利用HRdm策略，成功地实现了GP sn-位置异构体的区分和精确定量，为脂质组学研究提供了一个强大的工具。未来，该种策略结合生物学验证手段，可以提供深入的脂质结构表征，还可以灵敏地监测参与 GP 重塑的酶的差异表达，最终为许多疾病病理学提供关键的机制见解。综上所述，这项基于高分辨率离子迁移质谱技术的4D脂质组学策略的研究，不仅为阿尔茨海默病的研究带来了新的突破，也为更广泛的生物医学研究提供了强大的技术支持。随着这一策略的不断优化和应用，我们有理由相信，未来在神经退行性疾病及其他复杂疾病的研究中，HRdm IM-MS策略将发挥越来越重要的作用。原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-50299-9更多关于李灵军教授研究团队的最新研究进展欢迎登陆课题组网站：https://www.lilabs.org/

日前仪器信息网网友雨木霖在论坛发帖“外行人带你看遍2014井喷之年的国产气质”，该贴一出，便引起高度关注，帖子中该网友评论：杭州聚光科技的离子阱质谱家族-剑走偏锋引网友原文：1Mars-6100离子阱气相色谱质谱联用仪外行人点评：这台仪器的气相色谱部分基于聚光科技自主技术的GC-2000，造型很漂亮，7寸屏幕世界最大，显得很威武霸气。具有自主技术的高精度EPC，压力精度0.01kPa。而Mars-6100质谱部分是独特的离子阱型，因此具有比单四级杆质谱更强的定性能力，在成本相对单四级杆质谱差别并不多的情况下可以更好的鉴别未知化合物。但是对于大多数普通实验室来说，离子阱的灵敏度和质量范围不如四级杆质谱的硬伤，还是不得不考虑的。而且。这是一台做工很优秀精致的仪器，主要管线经过RestekSulfinert处理，因此，你可以看到，作为一台离子阱质谱，信噪比居然比上边的一些国产第一代四级杆质谱更高。真实不容易。Mars-6100气相色谱-质谱联用仪是聚光科技基于现有色谱质谱技术平台，在“十一五”科技部重大科技支撑项目的支持下，推出的国内首款基于自主知识产权的实验室离子阱气相色谱-质谱联用仪，拥有12项发明型专利和2项软件著作权。具有灵敏度出色、定性能力强、操作简便、维护成本低等优点。基本参数：质量分析器：四极离子阱型质量范围 10-750u质量准确性±0.1u分辨率（R）全质量范围单位质量分辨多级质谱MSN： N=1~5信噪比（EI） 1pg八氟萘，m/z272处信噪比≥150﹕1 RMS；质量稳定性±0.1 u/48h最大扫描速度≥10000 u/s动态范围≥104扫描模式一次色谱分析可实现Full Scan、SIM、EI-MS/MS等多模式操作（离子阱质谱相对于四级杆质谱的巨大优势）2.十分有亮点的便携式气相色谱-质谱联用仪Mars-400（系列）外行人点评：这真的是一台让人欣喜的仪器。自从2010年第一代Mars-400上市，到2014年改进出Mars-400 Plus升级版的第三代产品，从最初的“是不是像仿的”“这东西能行么”之后随着2014年3月的兰州石化水污染事件、2014年5月的杭州富春江四氯乙烷泄漏事件等环境突发应急事件的发生，聚光科技的MARS-400系列便携式GC-MS可以5分钟开机预热，进行空白分析，则可在15分钟内完成开机准备。从开机到做出第一个需要的结果不超过半个小时的特点，真正让真相跑到了谣言的前边。再加上稳定耐摔防水防震的设计做工，基本上任何应急现场都可以快速到达。而且一些设计如分流进样口、5m长的低热熔毛细管色谱柱等设计也都领先于国外类似仪器。15到550amu虽然相比实验室GC-MS来说有些不足，但作为现场仪器也已经是世界最宽的了——更何况那些用着实验室GC-MS的用户也没有哪个用得着600以上amu的的。无怪乎在其他国产GC-MS普遍反响平平的情况下，这台仪器却能得了国内国外一大堆的各种金奖。当然，不足也是有的。灵敏度相对实验室GC-MS低、价格稍贵等特点注定这台仪器只更适合一些环境监测、石化、安监、疾控、防化等特别重视现场检测的单位使用。Mars-400系列超便携式GC-MS，将低热容气相色谱技术与离子阱质谱技术完美结合，充分发挥了前者在混合物分离、准确定量和后者在定性检测、结构分析方面的优势，主机大小跟一台投影仪相当，可以手提、肩背、车载等多种携带方式。再加上人性化的触摸屏控制、向导式的分析方法；还有伴热采样探头、顶空/吹扫捕集、固相微萃取（SPME）、液体直接进样等多种进样方式等特点，成为应急监测领域中不可或缺的分析利器。基本参数：气相色谱仪：模块化的低热容快速气相色谱（LTM-FGC）质量分析器：四极离子阱型质量范围：15-550 amu最大扫描速度 10000 u/s多级质谱MSN： N=1~5真空系统：无损耗的涡轮分子泵和无油隔膜泵组合主机重量：17kg与样品气体接触部分全部采用RestekSulfinert处理的管材和接头，减少管路吸附，同时耐腐蚀能力也很高除上述评论外，更多的精彩点评请点击“外行人带你看遍2014井喷之年的国产气质”进行查看。 http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20141113/5533970/

中科院条件保障与财务局近日组织专家对中科院化学所研究员聂宗秀主持承担的中科院科研装备研制项目“生物颗粒离子阱质谱装置”进行了结题验收。验收专家组一致认为该项目圆满完成了研制任务，达到了预期目标，同意通过验收。　　包括细菌、病毒和细胞在内的生物颗粒在物质循环、生物进化和环境保护中扮演着重要的角色。因此，测量起源各异、个体微小的生物粒子的质量及其在特定群体中的分布和变异情况，对于了解它们的结构和特性非常有帮助。理论上可以采取类似分子质谱的方法，通过精确测定某一个生物颗粒的质量，推断其生物属性。因此，发展精确测量完整生物颗粒质量的质谱技术更具有重大的学术意义和应用价值。然而，生物颗粒的质量已远远超出现代质谱仪的测量范围，使用质谱技术测量病毒、细菌、细胞等生物颗粒是一个巨大的挑战。　　该项目针对商用质谱存在的关键科学与技术问题，在质谱理论、仪器构建及新方法应用方面开展了系列探索性研究。科研人员首先研究了非线性离子阱质谱理论，为高性能质谱仪器研发奠定了基础。同时，为破解商用质谱仪无法测量完整颗粒质量的难题，科研人员还研制了离子阱颗粒质谱装置。此外，通用、免标记纳米颗粒在生物组织中的质谱成像及定量新方法也在该研究中成功建立。　　“生物颗粒离子阱质谱装置”的研制成功，将质谱测定的质量范围从小于106的分子拓展至约1013的颗粒物，成功实现了颗粒物的质谱分析。利用该装置，项目组发展了对颗粒物的比表面积、尺寸分布及表面吸附量等进行多参数表征的质谱测定新方法，并成功应用于细胞质量的测定、颗粒吸附量“称量”、色谱填料综合表征等。同时，项目组通过相关质谱理论的研究，获得了非线性离子阱的离子运动特性和稳定区，为发展和提高囚禁质谱技术提供了新思路。

六价铬为吞入性毒物/吸入性极毒物，皮肤接触可能导致敏感；更可能造成遗传性基因缺陷，吸入可能致癌，对环境有持久危险性。但这些是六价铬的特性，铬金属、三价或四价铬并不具有这些毒性。六价铬是很容易被人体吸收的，它可通过消化、呼吸道、皮肤及粘膜侵入人体。有报道，通过呼吸空气中含有不同浓度的铬酸酐时有不同程度的沙哑、鼻粘膜萎缩，严重时还可使鼻中隔穿孔和支气管扩张等。经消化道侵入时可引起呕吐、腹疼。经皮肤侵入时会产生皮炎和湿疹。危害最大的是长期或短期接触或吸入时有致癌危险。如何测定玩具中六价铬含量呢？采用盛瀚cic-d120离子色谱仪和电感耦合等离子体质谱（icp-ms）联用技术对玩具中可迁移六价铬进行超快速和高灵敏度的分析，满足欧盟玩具安全标准en 71-3 2013+a3 2018以及rohs中对六价铬的检测要求（依据iec 62321标准）。根据(eu)2018/725，欧盟玩具安全指令2009/48/ec附件ii第三部分的第13项，六价铬的迁移限值调整为：离子色谱仪配置cic-d120离子色谱仪，主要配备：--全惰性peek材质高压输液泵--全惰性peek材质流路--高效色谱柱（柱管为全惰性peek材质）--自再生电解微膜抑制器离子色谱仪器参数淋洗液：0.6 mmol edta-2na和0.07 mmol nh4no3使用超纯水定容至1000ml，用氨水调节ph值至7.1左右淋洗方式：等度洗脱流速：0.7ml/min进样体积：200μl（可根据实际分析情况调整）icp-ms仪器配置及参数icp-ms需具备配套软件的（tra）采集模式或相似功能部件。参数设置根据不同厂家型号的产品分别进行设置。结果与讨论联机完成后，采用上述离子色谱条件，并根据六价铬检测需要设置好icp-ms的仪器参数进行样品分析。从图中可以看出，六价铬在icp-ms上有良好的出峰，并在3min以内完成检测。分别配制0ppb、1ppb、2ppb、5ppb、10ppb六价铬标准溶液进行线性测试。从下图中可以看出线性相关系数为0.9999，线性结果良好。

特世公司亚太区市场拓展部经理吴麟堂博士 沃特世公司亚太区市场拓展部经理吴麟堂博士介绍Waters公司在2009年美国质谱大会展出的新品SYNAPT™ G2质谱系统。 SYNAPT G2系统配备全新的QuanTof技术，结合创新的高场推进器和双级反射技术以及最佳折叠式TOF几何特性的创新离子检测系统。减少了与预推送动能量扩展度相关的离子周转时间，同时它的双级反射技术加强了高能量离子的集中度。此外结合第二代Triwave™ 技术，Synapt G2系统相比最初的SYNAPT系统，离子淌度解析功能高了4倍。这意味着科学家们能基于样本的大小、电荷、质量以及形状，更好地分离相似的样本组分，同时能鉴定以往不能被呈现的样本组分。配备新的DriftScope™ 淌度环境软件(v2.1)，Synapt G2系统可全面地检测组分，通过数据显示新的或微妙的特征表现，同时提供更多有效数据进行流程处理的，诸如混合物碰撞横截面检测(形状)。借助这一功能，科学家们能研究更多的科学发现，同时显著减少关键商业和研究信息的传递时间。此款仪器主要在生物制药、代谢物鉴定、代谢组学、蛋白质组学、生物标志物的鉴定、食品和环境研究领域中应用。

大家好，本周为大家分享一篇发表在Analytical Chemistry上的文章，Improved Label-Free Quantification of Intact Proteoforms Using Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometry [1]，文章的通讯作者是美国俄克拉荷马大学的Luca Fornelli教授。完整proteoforms的非标记高通量定量方法的应用对象通常为从整个细胞或组织裂解物中提取的0 - 30 kDa质量范围内蛋白质。然而当前，即使通过高效液相色谱或毛细管电泳实现了proteoforms的高分辨率分离，可鉴定和定量的proteoforms的数量也不可避免地受到固有的样品复杂性的限制。近年来，随着质谱技术的发展，自上而下蛋白质组学质谱(top-down proteomics)研究中蛋白质的鉴定数量大大提升，生成了包含数万种proteoforms的数据集，但在proteoforms的量化能力方面并没有得到相应的性能提升。为克服这一问题，本文中作者通过应用场不对称离子迁移谱法(Field asymmetric ion mobility spectrometry, FAIMS)对大肠杆菌中的proteoforms进行了非标记定量。由此产生的改进允许在单次LC-MS实验中采用多个FAIMS补偿电压(Compensation voltages, C.V.)，而不会增加整个数据采集周期。与传统的非标记定量实验相比，FAIMS的应用在不影响定量准确性的情况下，大大增加了鉴定和定量的proteoforms数量。首先，作者优化了质谱stepped-C.V.数据采集方法对Orbitrap Eclipse性能的影响，并从中筛选出了最优条件(−40、−20、0 V组合)。所有最新的基于Orbitrap的质谱仪(包括Exploris platform和Orbitrap Ascend)都可以采用single time-domain transients(即单次微扫描)在top down FTMS实验中生成高质量的质谱图。作者认为这对于在单次LC - MS2运行期间应用多个C.V.值的采集策略特别有益。接下来，作者应用该方法对大肠杆菌中的蛋白质进行了检测，并与传统的LC - MS2 DDA采集方法进行了比较(图1)。如图所示，每个C.V.值下的总离子流图都不同，且这一额外的分离导致在LB(Luria broth)和M9(醋酸钠处理)样品中鉴定到的proteoforms的数量显著提升。　　图1. 样本制备方法和proteoforms鉴定结果总结虽然在LC-FAIMS和LC-only数据集中，大多数鉴定到的proteoforms质量都小于15 kDa，但其中约20%的质量大于18 kDa甚至高达33.3 kDa(图2)。对已鉴定的proteoforms列表的深入分析表明，达到鉴定低丰度proteoforms的关键参数之一是在串联质谱(MS2)中有足够的时间注入离子。　　图2. A. FAIMS和非FAIMS鉴定到的proteoforms的质量分布。B. 鉴定到的proteoforms与注射时间之间的关系。最后，作者采用ProSight PD v 4.2 (Proteineous, Inc)进行了基于MS1的非标定量，结果显示基于FAIMS的数据集在LB样品(蓝色)和M9样品中检测到的差异表达的proteoforms均有所增加(图3)。作者评估了两个数据集之间的差异(使用和不使用FAIMS采集数据)，以验证FAIMS的应用是否会对量化准确性产生不利影响，结果只有1个proteoform显示相互矛盾的丰度趋势。这种差异是由于该蛋白和一个共流出蛋白之间质谱峰几乎完全重叠造成的。它们具有非常接近的单同位素质量，这样高水平的信号干扰可以很容易地干扰基于MS1的量化。启用FAIMS可以使MS1谱图简化，因为两种proteoforms可以富集在两种不同的C.V. 值下。　　图3. 大肠杆菌proteoforms无标记定量结果分析。作者将LC - FAIMS - MS2数据集与通过BUP在类似样品上获得的非标定量结果进行比较，得出两个主要的结论:1. BUP仍然对蛋白质组提供了更深层次的定量表征 2. BUP提供了与单个基因相关的所有产物的整体丰度水平信息 而TDP方法表明，给定的UniProt accession可以由多个差异表达的proteoforms组成，可能具有不同的行为(即在给定条件下，一些被上调，另一些被下调)。这一额外的信息可能具有潜在的生物学意义，但在基于BUP的定量分析中可能会被遗漏。本文描述的基于FAIMS的定量数据采集方法与PEPPI(Passively eluting proteins from polyacrylamide gels as intact species)蛋白分离技术完全兼容，产生0 - 30 kDa的组分，并且可以方便地根据待分析蛋白的平均质量调整质谱参数(C.V.值)，未来在更大的蛋白质定量方面具有广阔的应用前景。　　撰稿：张颖　　编辑：李惠琳　　原文：Kline JT, Belford MW, Huang J, Greer JB, Bergen D, Fellers RT, Greer SM, Horn DM, Zabrouskov V, Huguet R, Boeser CL, Durbin KR, Fornelli L. Improved Label-Free Quantification of Intact Proteoforms Using Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometry. Anal Chem. 2023 Jun 13 95(23):9090-9096.　　李惠琳课题组网址www.x-mol.com/groups/li_huilin　　参考文献　　1.Kline JT, Belford MW, Huang J, Greer JB, Bergen D, Fellers RT, Greer SM, Horn DM, Zabrouskov V, Huguet R, Boeser CL, Durbin KR, Fornelli L. Improved Label-Free Quantification of Intact Proteoforms Using Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometry. Anal Chem. 2023 Jun 13 95(23):9090-9096.

p 　　2017年11月21日，由中国仪器仪表学会分析仪器分会质谱仪器专业委员会(以下简称“专委会”)主办、暨南大学质谱仪器与大气环境研究所承办、广州市仪器仪表学会和广州禾信仪器股份有限公司协办的专委会年度工作会议以及质谱仪器基本参数研讨会在广州顺利召开。 /p p 　　出席会议的有清华大学查良镇教授、复旦大学丁传凡教授、西北核技术研究所李志明研究员、中国科学院大连化学物理研究所李海洋研究员、国际特邀代表岛津欧洲研究所丁力博士、俄罗斯科学院Viacheslav Kozlovskii博士、核工业北京地质研究院郭冬发研究员、中国科学院北京化学研究所王光辉研究员、北京石油化工科学研究院苏焕华高级工程师、中国计量科学研究院熊行创研究员、军事医学科学院王杰副主任、暨南大学周振教授、黄正旭副研究员、高伟副研究员以及禾信质谱谭国斌博士、洪义博士。会议由专委会秘书长博晖创新首席科学家周志恒和副秘书长刘向东博士主持。 /p p 　　专委会就如何增进质谱仪器研发人员之间的有效交流、共同撰写质谱仪器技术进展报告等内容进行了详细研讨，并初步建议了2018年专委会会议的主题、时间和地点。 /p p 　　与会人员还重点对质谱仪器最常用的基本参数分辨本领、灵敏度、检出限等的定义进行了研讨和梳理。目前不同类别的质谱仪器其基本参数的定义、专业俗语以及常见参数的单位都有不同的表述方式，不便于同行业之间沟通和交流，即使在IUPAC和ISO等国际权威文献中也有不同的定义。因此，本次研讨会主要针对质谱仪质量分辨本领的基本定义、历史沿革、多种不同的表述方式进行了研讨和梳理。与会专家在继承传统和遵循国际惯例的基础之上达成了初步共识。下一步，希望国内更多的仪器研发人员加入研讨，在业内达成最广泛的共识，对于质谱教学以及同行之间的高效交流起到积极的促进作用。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 01.jpg" style=" HEIGHT: 336px WIDTH: 500px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/72180ebb-d7f6-48c1-8bb9-d0294d4ae3a5.jpg" width=" 500" height=" 336" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" strong 质谱仪器基本参数研讨会现场 /strong /p

项目编号：JLU-WT22128项目名称：吉林大学超高效液相色谱离子淌度质谱联用仪采购项目预算金额：442.1100000 万元（人民币）最高限价（如有）：420.0000000 万元（人民币）采购需求：货物名称：超高效液相色谱离子淌度质谱联用仪数量：一套主要技术参数：*1.1在离子传输系统需采用锥孔或金属毛细管接口技术本项目允许进口产品进行投标。合同履行期限：收到信用证后120日内发货。本项目( 不接受 )联合体投标。

日前，上海交通大学材料科学与工程学院 金属基复合材料国家重点实验室刘河洲教授及其团队田然等人在新型具有高放电效率的锂离子电池复合阳极材料研究方面取得重要成果！在这项工作中，刘河洲团队首次发现了一种Li的新的亚稳态形式—Li团簇。经实验研究，这种能够生长出微小Li团簇的碳纤维布(CC)/Li簇复合阳极材料具有出色的电化学可逆性和高放电效率，在实际应用中具有广阔的前景。该项研究的相关成果已发表在材料领域的综合性权威期刊Small（2018年，IF=9.598），论文题目为High-Coulombic-Efficiency Carbon/Li Clusters Composite Anode without Precycling or Prelithiation。其中，动态的微观形态学表征使用TESCAN MIRA3场发射扫描电子显微镜完成，关键工作如锂元素不同沉积形式（如Li团簇和Li枝晶）的分布及Li+ 和Li元素之间的转变活性表征，则采用了TESCAN FIB-SEM与飞行时间二次离子质谱联用分析技术。图：研究成果发表在材料综合性权威期刊 Small (2018年)近年来，新能源汽车和消费电子市场的迅速增长，带动了电池产业的快速发展，高能量密度电池成为电池发展的主旋律。元素Li由于重量轻、电化学势能低且具有高理论能量密度，而被认为是锂电池的理想阳极材料。但使用Li作为电池阳极材料，仍然存在一些不可避免的问题，如不可控的Li沉积、体积膨胀、Li晶枝的生成等等，严重影响电池效率和安全性。为了改善Li金属阳极的性质，刘河洲研究团队在这方面做了大量研究和尝试，例如采用在合适的衬底上生长锂的方案。基于此，研究团队首次发现了一种Li的新的亚稳态形式—Li团簇，这种团簇形成在电池过锂化过程中，从生长出LixC6之后到形成Li枝晶之前。并且，这种微小的Li团簇表现出很高的Li+和Li元素之间的转变活性。 图：刘河洲团队首次发现了一种Li的新的亚稳态形式—Li团簇研究团队使用了裸碳纤维布(CC)作为阳极，过量的LiCoO2作为阴极来组装电池，在碳纤维上观察到了这种Li团簇。并且，使用新型CC / Li团簇复合材料作为阳极的电池，性能相比常用的电极提升了57.2％，且没有观察到容量波动，放电效率与石墨阳极一样好。 图：研究团队使用TESCAN场发射扫描电镜进行动态的电极充放电循环的微观形貌表征通过制备CC/Li簇复合阳极来获得可逆且具有电化学活性的Li团簇，研究团队得到了具有显著能量密度和高放电效率的研究结果。此外，CC/Li簇复合阳极无需预循环或预锂化，可直接组装成电池，消除了繁琐昂贵的电池预循环和预锂化过程。这种有效且简便的方法极大地简化了工艺，为下一代高能量密度锂电池的高容量阳极设计提供了一种新方法。 图：研究团队采用FIB-SEM-Tof-sims联用分析技术进行Li元素的面分布分析及Li簇和Li枝晶的分布分析，并验证了不同形式锂沉积电化学性能的不同刘河洲教授团队在关于锂离子电池正极材料的实用化方面做了大量研究，除了这项工作，研究团队还进行了3D Al2O3材料抑制锂离子电池中锂沉积及锂枝晶形成机理的研究，相关成果已发表在CHEMSUSCHEM期刊（2018年，IF=7.411），该研究同样使用了TESCAN FIB-SEM-Tof-sims联用分析技术。目前，TESCAN FIB-SEM-Tof-sims新型联用分析技术已成为锂离子电池材料研究的利器，在国际上，已经有多个课题组采用该项分析技术进行了相关研究，并在多种期刊发表了高水平文章。在上述工作中，刘河洲教授团队使用的是安装在上海交通大学分析测试中心的TESCAN MIRA高分辨场发射扫描电子显微镜及TESCAN 双束电镜与飞行时间二次离子质谱联用系统。上海交通大学分析测试中心是一个面向校内外开放的校级测试平台，目前已配置多台TESCAN电镜及FIB系统，包括一台VEGA3 W-SEM，一台MIRA3 FE-SEM，一台配置拉曼的超高分辨MAIA3 FE-SEM-Raman系统和一台配置有飞行时间-二次离子质谱的超高分辨GAIA3 FIB-SEM-Tof-sims系统。 图：上交大分测中心TESCAN FIB-SEM—Tof-sims联用分析系统

2011年4月26日，由中国仪器仪表行业协会、中国仪器仪表学会分析仪器分会、仪器信息网联合主办的“2011年中国科学仪器发展年会(ACCSI 2011)”在北京京仪大酒店隆重召开，德国斯派克分析仪器公司的SPECTRO MS全谱同时测量等离子质谱仪喜获“2010年度科学仪器优秀新产品”这一殊荣。另外SPECTRO xSORT 手持式X荧光仪和SPECTROLAB直读光谱仪也入围“2010年度绿色仪器”。 SPECTRO MS创新特点： 所有的ICP-MS仪器都是基于时序测量的技术，每一瞬间仅能检测一种离子，不能实现实时内标，也难于对脉冲信号作全谱测量。最新推出的SPECTRO MS是目前市场上唯一的从6Li到238U质量范围同时测量的ICP质谱仪，它实现了从时序扫描测量到全谱同时测量的新飞跃。其革命性技术的核心是双聚焦Mattauch-Herzog扇形场质谱仪与全新的能同时俘获全部离子的检测器，及其创新设计的离子透镜系统。离子透镜采用一个127°扇形静电场，使离子按圆形路径飞行，而光子和其他非带电粒子仍直线飞行而被抛离。双聚焦扇形场质量分析器由入射狭缝、静电场分析器（ESA）、能量狭缝和900扇形磁场所组成，其磁场强度和静电场电压均固定不变，它把所有的离子按质量分离并分别聚焦到同一个焦平面上。新型的长120mm有4800个通道的DCD检测器安装在磁场的焦平面上，同时复盖全部无机质谱范围，实现全谱同时检测。它分析速度快，实时内标，并可对脉冲信号作全质谱的测量。 有关SPECTRO MS的详细信息敬请浏览：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100429/C103510.htm 欲了解更多，点击进入该公司展位

随着中国经济的飞速发展，近年来，各个领域对串联质谱的需求快速增加。在食品安全，环境分析，法医毒物分析，药物研发，药物代谢物鉴定和药物代谢动力学研究，生物标记物筛查确认分析，定量蛋白质组学，代谢组学，新生婴儿筛查及治疗药物监测等诸多领域，串联质谱已经成为复杂样品中目标化合物扫描及定量分析的必要手段。目前，在许多实验室，如食品检测实验室，环境分析实验室，法医分析实验室，临床药理中心，医院，大学的分析测试中心及科学院的检测中心都可以看见串联质谱的身影，串联质谱仪正日益成为各实验室的常规分析仪器。 始终引导分析测试技术潮流的分析仪器综合厂家岛津公司，在世界质谱发展之路上留下了一个又一个闪亮的足迹。岛津的质谱技术在世界上各个领域正发挥着重要的作用，为“实现人类与地球的健康”做出着贡献。龙腾盛世大地春，岛津质谱产品线即将迎来大扩展。岛津以全新的开发理念、打破质谱快速性常识的三款质谱新产品即将闪亮登场！ 为了使广大用户对岛津质谱新产品的有一个实际的感受，岛津公司市场部特别启动了“岛津质谱腾龙年 新品参数大猜想”活动，期待各位尊敬的用户积极参与，精美奖品等您拿！本次活动时间自2012年5月4 日起，至2012年6月18日结束，热忱欢迎您参与本次活动！ 您可通过登陆“岛津质谱空间站”官方网站http://ms.shimadzu.com.cn/参与本次活动。 “岛津质谱空间站”官方网站 关于岛津 岛津企业管理（中国）有限公司是（株）岛津制作所为扩大中国事业的规模，于1999年100%出资，在中国设立的现地法人公司。 目前，岛津企业管理（中国）有限公司在中国全境拥有12个分公司，事业规模正在不断扩大。其下设有北京、上海、广州分析中心；覆盖全国30个省的销售代理商网络；60多个技术服务站，构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。 岛津作为全球化的生产基地，已构筑起了不仅面向中国客户，同时也面向全世界的产品生产、供应体系，并力图构建起一个符合中国市场要求的产品生产体制。 以“为了人类和地球的健康”为目标，岛津人将始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务。 更多信息请关注岛津公司网站www.shimadzu.com.cn。

项目编号：SDQDHF20220097-H045/HYHA2022-2596项目名称：山东大学电感耦合等离子体质谱仪采购采购方式：竞争性磋商预算金额：170.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：170.0000000 万元（人民币）采购需求：采购电感耦合等离子体质谱仪，具体参数详细见“第四章 采购内容及项目要求”合同履行期限：自合同生效之日起至本项目质保期满为止本项目( 不接受 )联合体投标。电感耦合等离子体质谱仪-附件.pdf

项目编号：GZHY22ZZ01A0126项目名称：电感耦合等离子体质谱仪检测仪器采购项目采购方式：竞争性磋商预算金额：1,250,000.00元采购需求：合同包1(电感耦合等离子体质谱仪检测仪器采购项目):合同包预算金额：1,250,000.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)1-1其他货物电感耦合等离子体质谱仪1(套)详见采购文件1,250,000.00-本合同包不接受联合体投标合同履行期限：自合同生效之日起至合同全部权利义务履行完毕之日止。

项目编号：SDQDHF20220119-H066/HYHA2022-2646项目名称：山东大学电感耦合等离子体质谱联用系统采购采购方式：竞争性磋商预算金额：140.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：140.0000000 万元（人民币）采购需求：采购电感耦合等离子体质谱联用系统，具体参数详细见“第四章 采购内容及项目要求”合同履行期限：自合同签订之日起至质保期满。本项目( 不接受 )联合体投标。140万质谱联用系统附件.pdf

p style=" text-align: left " 　　 strong 一、质谱成像技术简介 /strong /p p 　　成像质谱(IMS)是一种非常灵敏的分子成像技术，可提供组合的分子信息和空间分辨率。它允许从组织切片、单细胞或其他物质表面直接鉴定和定位化合物分子。成像质谱研究的核心特点是质谱仪的高灵敏度、技术的无标签性、对肽和蛋白质的成像能力，以及从个体水平(几百微米)到细胞水平(几十纳米)空间分辨率。成像质谱允许在单个实验中同时检测数千个不同分子的图像。因此，它是一种有效的多组分分子成像技术。科学家们已经开发了许多不同的成像质谱方案和仪器来研究生物内源性化合物，如脂质、肽和蛋白质，以及外源化合物，如聚合物，或者用于研究组织处理药物的分布。这些研究提供了从亚细胞层次到有机体层次生物过程的详细情况。 /p p style=" text-align: center " img title=" 00.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/023209d6-c059-4300-b7e9-75b5d86cff30.jpg" / 　　 /p p & nbsp & nbsp & nbsp 当今，成像质谱主要是用于病理学离体组织研究的技术，并不具备MRI(磁共振成像)或PET(正电子发射断层摄影)扫描的体内诊断能力。然而，它可以作为体内成像的补充技术来验证生物分子的分布代谢规律或不同疾病阶段药物的递送方式。许多研究人员正在探究用这种补充成像方式来解决分子分布的具体问题。这种做法的理由很明显。没有其他单一的成像技术能够以适当的空间分辨率、时间分辨率及生物学状态提供分子结构和解剖信息的适当组合。与其他分子成像方法相比，如MRI，PET或免疫组织化学(IHC)，成像质谱有一个独特的特征：它可以使化合物分子可视化而又无需标记，这可以实现其他技术所不能实现的对新化合物分布规律的研究。通常，它是在使用影响色差的常规染色剂(例如通常用于组织染色的苏木精和曙红(H& amp E)情况下，可以做化合物分子鉴定的唯一工具。它可以用于常规组织学染色剂不可实现的化合物分子分布规律的研究。这是因为在病理学中使用的常规染色剂只提供一般组织分型，而不识别特定分子，不提供分子修饰及其组合信息等。不能被常见组织染色剂染色的几种药物和代谢物如表1所列。 /p p style=" text-align: center " img title=" (MS@0{[%]6Q49XJ@3VDOVZA.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/4e4940a0-12c9-4169-b75e-f37f5d2ef818.jpg" / /p p 　　 strong 二、质谱成像的解吸和电离技术 /strong /p p 　　IMS需要从被研究物质的表面解离和离子化化合物分子。主要有两种物理方法：(1)用载能带电粒子碰撞分析物表面，(2)用来自脉冲相干光源的光子照射表面。 /p p 　　1. 带电粒子的解吸和电离 /p p 　　带电粒子主要用于二次离子质谱(SIMS)成像。在这种方法中，分析物表面暴露于高能聚焦的一次离子束下。离子撞击会导致表面上下分子的级联碰撞，从而引起表面分子的移动和电离。随后，碰撞产生的二次离子可以进入质量分析器分析以确定其性质。碰撞能量通常会保持较低，以确保一次离子可以与不同区域表面分子相作用，并且确保已碰撞区域不再进行二次碰撞分析。低于表面层分析碰撞能量的实验被称为静态SIMS实验。高于该碰撞能量的实验，被称为动态SIMS实验。在动态SIMS实验过程中，分析物表面会发生持续的变化。在静态SIMS实验中，被分析的表面通常在1%以内。 /p p 　　在SIMS实验过程中，大量的内部能量被转移到表面分子中。这会导致表层化合物分子产生大量的碎裂。这使得该方法不适合直接研究大分子物质，如肽和蛋白质等。该方法可以较好地观测待测物表面元素和小分子化合物分布规律。化合物碎裂模式与电子碰撞电离中观察到的碎裂模式相似。 /p p 　　最常用的一次离子种类是铟和镓。它们主要应用于半导体表面上的元素和有机杂质研究，以及薄层表面涂层的研究。受益于较大簇离子或分子离子的应用，切片组织等生物表面也可以被分析。较大的一次离子有Aun+、Binm+、C60+等。这些离子可以使完整次级分子离子的产率更高，并且减少了分子离子碎裂。此外，这些离子的应用还可以显著降低对表面下层分子的破坏，从而增加三维成像实验成功的可能性。 /p p 　　所有的SIMS实验与以上所述的离子光束均需要保持真空环境，否则初级离子会因为平均自由程太短而不能到达分析物表面。解吸电喷雾电离(DESI)是大气压下的解吸和电离技术。它会产生电喷雾液滴，然后在大气条件下被传送到待分析物表面。溶剂液滴吸附到表面分子上，从而产生与常规电喷雾质谱电离相似的二次离子。这种方式可以产生带多电荷的准分子离子。据报道，该方法适用于多种待测物的表面分析，包括药物片剂、血迹和组织切片等。研究显示，DESI技术用于组织成像可以可视化观察脑和肿瘤组织切片中的磷脂和脂质。 /p p 　　2. 光子解吸、电离 /p p 　　2.1 LDI和MALDI /p p 　　能够从表面解离和电离分子的第二种方法是光子与表面分子产生相互作用。通常，脉冲激光束聚焦在分析物表面上。由表面层吸收的光子能量会导致表面材料的爆炸性去除或消融。 /p p 　　当使用红外(IR)或可见光时，光子能量主要转化为表面振转能量。在紫外线或真空紫外线(VUV)光下，光子能量增加可以引发大量的电子激发。如果积累在待分析化合物分子中的内部能量足以引起直接电离，该过程被称为激光解吸和电离(LDI)，如图1(a)所示。在激光解吸过程中积累的内部能量通常比较高，表面分子可以发生大量的碎裂。此外，有机化合物的低电离效率使得该技术不太适合于大分子质谱分析。这些情况下，可以应用激光解吸后电离(LDPI)策略来电离解吸过程中产生的中性粒子(图1(b))。后电离策略可以在真空条件下通过UV或VUV波长范围内的二次能量激光束照射实现。最近研究表明，激光解吸可以有效地与ESI离子源联用，从而在大气压力条件下可以进行激光烧蚀电喷雾电离(LAESI)(图1(c))。这种组合增加了可以用激光解吸策略分析的化合物类别，并能减少化合物碎裂。当与电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)组合时，激光烧蚀可以成功地用于待测品表面元素的定量分析。烧蚀的组分被等离子体源雾化并离子化成构成元素和同位素离子，随后通过质谱仪进行分析。当与光发射光谱法结合时，使用从ICP发射的光可以获得更多定量基本信息。 /p p 　　由于存在大量碎裂，直接LDI策略不适用于分子量超过500Da的生物大分子分析。这时可以选择使用能量调节基质。分析物混合或被涂布在待分析物表面上(参见图1(d))可以克服这个限制。在20世纪80年代晚期，由Karas和Hillenkamp构想的这种技术被称为基质辅助激光解吸和电离(MALDI)。它是现代蛋白质组学研究中的关键技术，可以应用于生物大分子，如蛋白质和DNA分子的解吸和电离。在复杂待测物表面的MALDI分析中，基质辅助方案有更多的用途。 /p p style=" text-align: center " img title=" 2.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/44bc0e85-da34-4110-9c06-ae524e9d48ad.jpg" / /p p 　　首先，应用基质后，它可以将复合物样品中的待测分子重构在基质晶体中间或者表面。这些分析物掺杂基质晶体的形成，可以将待分析物与其他辅助因子如盐等分离，并可以将大分子分散在基质中。用脉冲激光对晶体表面的后续照射能够快速地使样品过热。这是作为激光能量强吸收体的基体受到电子激发(UV-MALDI)或振动激发(IR-MALDI)作用的直接结果。协同运动的过热基质与其夹带的分析物可以被引导到的真空中。这有助于分析物分子气相化的非破坏性转变。基质的最后一个目的是通过电荷转移促进分析物分子的电离。该方法通常会使[M+X]+型的阳离子转化成完整的准分子离子，其中X表示产生的阳离子的类型。最常见的阳离子是氢、钠和钾。为保证分析成功，分析物分子必须与固体基质材料共结晶，并且这些基质应该是过量的。最常用的基质与分子的比例在103：1至105：1的范围内。根据经验，研究的分析物的质量越高，完全解吸所需的基质剩余越多。 /p p 　　2.2 MALDI在敞开环境中的应用 /p p 　　近来敞开式解吸策略的发展已经产生了一些进步，该策略也需要使用基质。类似于LAESI方法，其基质、分析物混合物需要在基材上共结晶，这样可以有更多完整样品从表面移除。 MALDI离子会受质谱入口和样品表面之间电场的作用而发生偏转。从MALDI基质上产生的中性粒子含有大量在真空MALDI实验中丢失的分析物分子。它们可以被吸附在尚未完全雾化的电喷雾液滴表面。接下来是常规的产生多电荷离子的电喷雾电离过程。该过程又缩写MALDESI(基质辅助激光解吸电喷雾电离)，它可以将MALDI在敞开环境中的优点以及电喷雾电离的灵敏性结合起来。 /p p 　　2.3 MALDI和液相色谱 /p p 　　MALDI技术和液相色谱(LC)分离技术的成功联用，提高了复杂混合物的分离检测效率。分析复杂混合物时，MALDI会受到显著的离子抑制。不同物化性质的化合物分子共存通常会导致一种或几种组分优先于其他组分离子化。离子抑制效应是许多分析学科量化研究的主要障碍。对MALDI质谱强度差异的解释本质上是定性的。克服该问题的一个方法是进行色谱分离以降低混合物的复杂性。许多nano-LC-MALDI方法已经实现了将分离时间尺度转换为空间分布尺度。自动点样技术可以将一系列二维纳升液相洗脱液滴(通常每滴为150纳升)沉积到MALDI基质预涂层上。也可以采用其他方法将基质溶液与LC洗脱液混合，并将该混合物液滴有序沉积在干净的基质靶板上用于质谱分析。 /p p 　　3. SIMS中基质的使用 /p p 　　使用能量调节基质材料的优点并非仅限于光子解吸和电离技术。MALDI质谱技术的成功使MALDI基质在SIMS(二次粒子质谱分析法)样品制备中的应用成为可能。分析物与MALDI基质(2,5-二羟基苯甲酸/DHB)的共结晶，更加方便了采用基质增强型SIMS(ME-SIMS)方法对质量超过10kDa的大分子离子进行检测。因此，这种仅基于SIMS电离方法产生完整大分子离子(肽，蛋白质，寡核苷酸)的技术是成功的。有人提出，基质在ME-SIMS中的作用与在MALDI中的作用相似：都是为分析物分子提供了一个嵌套环境，并提供了质子来增强电离。以DHB为基质可以获得最佳结果，可能解释是DHB提高了样品表面区域中分析物的浓度。由于ME-SIMS(与MALDI相比)仅检测表面50nm之内，所以分析物的定位在样品制备中至关重要。分析物分子必须存在于晶体的表面，因为在静态SIMS条件下不能检测到基质共结晶的较深层次。 /p p 　　 strong 三、成像质谱的空间分辨率 /strong /p p 　　IMS的一个关键参数是可实现的空间分辨率。空间分辨率决定细胞和组织表面可观察到的细节。获得质量分辨率图像的最常见方法是使用微探针或扫描模式。微探针模式质谱成像通过SIMS扫描样品上的电离探针束或移动样品通过MALDI对焦进行。对于每个特定位置，带电离子束与样品相互作用，存储坐标，并获得位置相关离子产生的质谱数据。以这种方式构建光栅，光栅中的每个点都具有与其相关联的质谱数据。使用专用软件，可以从这些数据集中构建质量分辨的离子图像。微探针成像实验中最大的可实现空间分辨率由微探针的尺寸决定。在技术上，光栅中每个点的精度是控制分辨率的另一个因素，但是对于SIMS和MALDI成像，通常这不是一个问题。此外，实验实现的空间分辨率受样品制备(基质)和灵敏度(信噪比)相关因素的影响。 /p p 　　1. 二次离子质谱(SIMS)和解吸电喷雾电离质谱(DESI)成像质谱的空间分辨率 /p p 　　SIMS使用离子源的大多是由液体金属离子枪构成。 Ga +和In +主要用于表面元素和小分子分析。使用这些枪可以获得的空间分辨率由发射器的大小，离子柱中的静电光学元件和主光束电流决定。后者通常保持较低以防止光束的空间电荷膨胀和分辨率损失。当在低电流下进行调谐时，这两支枪可以提供50nm的焦点。金属簇光束Aun+、Bin+以及C60+可以在非常低的光束电流下提供100-200nm的光斑尺寸。低光束电流通常需要更长的实验时间。因此，为了应用更大的束电流增加分析速度，空间分辨率通常会受到一定损失并减小到大约1μm。 DESI使用指向表面的带电溶剂液滴喷射流。喷射流与表面的润湿相互作用中，作用区域大小决定了空间分辨率。研究表明，DESI成像的常规空间分辨率为1mm左右。 /p p 　　2. 激光直接成像(LDI)和基质辅助激光解析电离(MALDI)成像质谱的空间分辨率 /p p 　　聚焦激光束的分辨率是波长决定的，并受阿贝衍射极限的限制。长波长的红外激光器难以聚焦在50μm以下。商业仪器中的UV激光光斑的物理尺寸限制在约10μm。在商业仪器上，大多数实验用激光光斑尺寸在50和250μm之间。这个选择是由灵敏度和完成实验所需的时间决定的。特殊的共焦目标可以将斑点尺寸减小到1μm，但是使用MALDI的这些小斑点所需的激光阈值通量对于组织中化合物的无损分析是不是太高仍存在实质性的争论。初步实验显示了其从分析物获取高分辨率图像的能力。替代方法是使用常规MALDI-ToF仪器的过采样方法增加空间分辨率。在这种方法中，激光探针点的移动增量小于光点直径。所有样品在第一个采样点完成后，每个采样增量都会从比激光焦点尺寸小得多的区域采集信息，从而达到增加空间分辨率的目的。这种方法的两个缺点是有限的质谱串联可能性和较大的总样品消耗量。 /p p 　　 strong 四、成像质谱仪：发展和改进领域 /strong /p p 　　使用上一节描述的解吸和电离技术，可以在复杂表面产生原子和分子离子。质谱图像的产生需要对这些产生的离子进行后续质量分析。现代质谱方法提供了一系列质量分析仪器来达到此目的。本文介绍三种类型的质量分析仪器，为生物表面的MALDI或SIMS质谱成像提供独特的分析能力。 /p p 　　1. 飞行时间成像质谱法 /p p 　　IMS中最常用的质量分析器是飞行时间分析仪。它需要产生脉冲离子，这一要求理想地与MALDI和SIMS要求兼容。所有离子都具有相同的加速电位。相同质荷比的离子将在其解吸过程产生的初始动能之上获得相同的动能。因此，它们的速度取决于它们的质荷比，并且离子可以通过在无场区域中的漂移而分离。离子检测是通过多通道板(MCP)类的粒子检测器实现的。ToF分析提供了非常宽的质量范围，该范围仅受大分子物质检测灵敏度的限制。MALDI-ToF-MS最多可以对数百万道尔顿的分子进行分析。微秒范围内的高传输效率和总飞行时间，为使用高重复率激光器进行高灵敏度表面检测提供了可能性。这使得高通量分析成为可能，而高通量分析正是大表面积样品分析的关键要求。分辨能力的提高可以通过补偿解吸过程产生的初始动能来实现。使用延迟提取，半球形静电扇形器件和反射镜等技术可以在m/z 1000下将半峰宽(FWHM)质量分辨率增加到m/△m = 30 000。用于化合物鉴定的串联质谱通常通过碰撞诱导解离(CID)或通过观察电离后亚稳离子的衰变实现。为此，两个独立的ToF系统可以以所谓的ToF / ToF配置串联。第一个ToF用于前体选择，第二个ToF用于产物离子分析。 /p p 　　2. 傅里叶变换离子回旋共振质谱法 /p p 　　傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR-MS)是一种离子捕获技术，它决定了强磁场中潘宁离子阱中捕获离子的回旋加速频率。在外部离子源产生离子后，离子被转移到潘宁离子阱中，直到进一步分析。使用宽带射频电激发，所有离子被激发到大的回旋加速轨道。它们的轨道半径不仅增加，而在潘宁离子阱中，相同质荷比的离子也相互连贯地在轨道绕行。在绕行期间，它们可以在一组双检测电极中引起振荡图像电荷。该时域信号被数字化并进行傅里叶变换以产生回旋加速频谱。质谱图可以通过对回旋加速器方程w=qB/m校准产生。 /p p 　　FT-ICR-MS的主要优点是具有无与伦比的质量分辨率和质量测量精度，可用于从MALDI图像分析中发现新的结构细节。此外，使用捕获离子技术不仅允许CID，而且允许红外多光子解离(IRMPD)和电子捕获解离用于串联质谱的结构测定。分析速度受观测时域信号的长度和相关质量分辨率的限制。质量分辨率取决于轨道离子的相干时间。典型的分析时间是每像素1 s，与所用的离子源无关。可以通过增加磁场强度来降低相同分辨率下的瞬态长度。MALDI组织成像实验可以在FT-ICR-MS系统上进行，FWHM分辨率范围从40000到400000。(图2)。 /p p style=" text-align: center " img width=" 450" height=" 616" title=" 3.png" style=" width: 450px height: 616px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/91f3b7ae-f7c9-4edd-81d2-1fe8a264e388.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p 　　3. MALDI离子迁移成像质谱法 /p p 　　通过MALDI生成离子的迁移分离，质谱图中可以得到更多附加信息。离子迁移谱是基于离子通过碰撞横截面面积的分离技术。在离子迁移质谱中，有充气的漂移池用于质谱分析之前的离子分离，这些离子由于构象或组成变化而具有不同碰撞截面。当用于质谱成像时，除了空间维度和质谱维度之外，还增加了时间漂移的气相分离维度。离子迁移光谱法在两个主要方面有利于MALDI成像质谱的研究。首先，增加额外的分离维度能够检测到更多的质谱峰。离子迁移有利于减小质谱分析复杂度，并有助于不同种类化合物的分离，例如肽和磷脂。第二，质量与漂移时间选择结合使得等压肽或其它类似物分解为分裂谱。 /p p 　　离子迁移、MALDI与用于IMS的ToF-MS组合，能够通过其相关的消化肽片段定位和鉴定蛋白质。离子迁移分离可以鉴定通过常规MALDI-ToF-MS无法鉴定的等压离子。与传统的MALDI-ToF相比，该方法每次测量的观察峰数量增加，能够产生质量和时间选择的离子图像，同时可以对单个离子进行鉴定。图3所示结果证明了离子迁移飞行时间成像质谱(IM-ToF-IMS)对来自组织的蛋白质鉴定的可行性。 /p p style=" text-align: center " img title=" 4.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/bfc037cb-3061-4ea0-b5a6-6c3b3bf23e09.jpg" / /p p 　　组织消化与MALDI-IM-ToF-IMS方法相结合，可以对不同种类组织蛋白质鉴定实行“自下向上”的策略。 /p p 　　 strong 五、MALDI成像策略 /strong /p p 　　1. 质谱成像流程 /p p 　　不同解吸电离方法与不同质量分析器组合，为在单个组织样品上进行互补实验提供了可能性。 /p p 　　需要仔细的实验设计来确保获得相关的互补分子图像信息。图4中显示的实验工作流程提供了从单个组织生成六个补充图像数据集的示例。在该示例中，通过外科手术获得一块组织。组织中的细胞表达荧光标记的蛋白质，因此成像工作流程中的步骤是产生荧光图像。这提供了一种特定蛋白质的详细位置。在将衬底表面上的10-20μm薄片进行组织切片和安装之后，进行SIMS分析。这提供了在高空间分辨率下的低分子量成像MS数据。静态SIMS除去表面材料的不到1%，因此残留的表面仍然可以进一步分析。SIMS研究完成后，可以用基质涂层覆盖组织表面(参见“基质涂层”一节)。根据感兴趣的分析物，表面可以或不能被洗涤。洗涤方案对所得结果有重要影响。在图4的实验工作流程中，在基质沉积之前不进行洗涤以允许小的水溶性分子成像。在基质沉积后，进行的第一次分析是ME-SIMS。再次只有少量化合物分子从表面去除，晶体表面保持可用于后续的MALDI分析。ME-SIMS数据集提供了更大的完整有机分子(如脂质和分子量小于2000 Da的小信号分子)的信息。进行的下一个分析是具有略高于解吸阈值的激光注量的MALDI-ToF分析。 MALDI-ToF数据集包含有关内源性肽和完整蛋白的信息(取决于使用的洗涤方案和基质)。可以获得的最后一个MS成像数据集是MALDI-FTICR-MS数据集(或离子迁移率图像数据集)。这些技术需要去除大多数基质材料。它们可以提供高质量分辨率和质量精度信息，有助于识别构成图像的分子。任何残留的基质材料都可以从多次分析的表面上洗去，以便进行最终的H& amp E染色。这提供了其他的组织学信息，可以与成像质谱数据集结合来鉴定特定区域或组织类型。 /p p style=" text-align: center " img title=" 5.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/6e50bb6c-daeb-4a23-895c-3da7452a8caa.jpg" / /p p 　　2. 基体涂层 /p p 　　在MALDI和ME-SIMS分析之前，必须将基质溶液涂布于组织表面。基质溶液由有机溶剂如甲醇或乙腈组成，添加剂为弱有机酸如芥子酸(SA)或2,5-二羟基苯甲酸(DHB)和三氟乙酸(TFA)。加入TFA可增加分子的离子化质子的量。基质应用方法将强烈影响成像MS结果。应用方法将对灵敏度，表面扩散与空间完整性，空间分辨率，表面平坦度和分析速度产生影响。组织性质和环境参数影响组织中蛋白质的提取效率和基质的结晶。因此，控制基质沉积环境也是很重要。有几个实验室正在考虑创新的沉积方法，如基质升华。对于一般实验室，一般有两种基质沉积方法：点样和喷涂。 /p p 　　2.1基质点样 /p p 　　将基质溶液点样到组织部分时需要将分析物的扩散限制在斑点大小范围。已经开发了两种基质检测方法：手动或自动检测。手动点样产生微滴液滴，经常用于不需要生成图像的MALDI组织分析。自动点样使用更小的体积(pl)液滴，并产生约120-150μm的点样尺寸和约200μm的最小分辨率。两种不同类型的自动识别器用于基质沉积：喷墨式压电喷嘴和使用聚焦声波的液滴分配器。两个喷射器都可以释放100μl在组织上干燥成150μm直径的液滴。在这种情况下，成像MS分析的分辨率通常会受到大于分析光束直径的基质点样点的限制。 /p p 　　2.2 基质喷涂 /p p 　　基质喷涂使均匀小滴的基质溶液覆盖了样品的整个表面。气动、振动喷头或电喷雾可以使基质溶液变生液滴喷雾。喷涂可以手动和自动化的方式进行。手动喷涂采用手持气动喷枪或TLC喷雾器。通过喷雾装置与x-y机器人联用可以实现自动喷雾应用，也可以在较大的区域上进行基质沉积。使用振动喷雾器在较小的区域也可实现自动喷涂，其小型腔室主要控制湿度。喷涂后形成的晶体通常为10-20μm。为了获得更小的晶体，可以使用电喷雾，减小敏感度产生甚至小于1μm的晶体。当使用喷雾沉积时，激光束的直径限制了MALDI成像质谱的空间分辨率。 /p p 　　3. 鉴定策略 /p p 　　用于产生分子图像的质谱峰的识别是所有质谱图像策略中的关键步骤。选择时候，可以使用高质量分辨率以及准确的质量进行测量。通常需要结合其他策略，如使用MALDI串联质谱或其他分析策略来识别表面化合物种类。 /p p 　　3.1 MALDI串联质谱法 /p p 　　串联质谱使用是识别表面产生的不同化合物离子的合理选择。限制因素是前体离子选择的分辨率、裂解效率和方法灵敏度。在相同的位置，通常只能进行几个质谱实验。可以在单个位置进行的实验数量仍然取决于提供信号的激光照射的数量。在相邻位置执行串联实验的隔行扫描成像方法可部分克服此问题。一旦裂解模式已知，可以应用多重反应监测来确定化合物分布。 /p p 　　4. LC-MS / MS鉴定 /p p 　　研究可以使用互补组织匀浆和提取来产生组织成分的信息库。也可以使用LC-MALDI来解决混合物复杂性的问题，增加灵敏度，以及降低离子抑制效应。 /p p 　　在直接MALDI成像实验中观察到的MALDI图谱比较分析可以用作识别策略的一部分。在这些研究中，串联MS可用于识别在LC-MALDI靶上发现的各个化合物成分。 /p p 参考文献： /p p a title=" " href=" http://sci-hub.cc/10.1016/B978-0-08-043848-1.00028-6" target=" _self" The Development of Imaging Mass Spectrometry. /a /p p a title=" " href=" http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780123744135000087" target=" _self" MALDI Techniques in Mass Spectrometry Imaging. /a /p p & nbsp /p

古德伦威廉（Gudrun Wilhelm） 乌特戈拉-辛德勒（Golla-Schindler）蒂莫伯恩塔勒（Timo Bernthaler） 格哈德施耐德（Gerhard Schneider）二次离子质谱 (SIMS) 允许分析轻元素，尤其是锂。研究者使用三种不同的探测器将二次电子图像与表面形貌、化学分析相关的元素映射相结合，过测量标准样品并将其质谱信息与老化阳极的质谱信息相比较来鉴定化合物，获得了对锂离子电池老化现象的新见解。介绍电动汽车、自行车和踏板车的使用正在增加，而这些都需要高性能、长寿命的电池。在开发这些电池时，需要了解的一个重要主题就是老化过程。如果锂电池老化，阳极表面会发生锂富集，这与功能性工作锂的损失成正比，将会降低电池的容量。然而，确切的结构和化学成分仍然难以捉摸。我们预计，将二次电子成像和二次离子质谱 (SIMS) 与锂的相关可视化相结合，将带来新的见解。材料和方法使用配备 Gemini II 柱、肖特基场发射电子枪、Inlens 检测器、Oxford Ultim Extreme EDS检测器和使用镓离子的聚焦离子束的 Zeiss crossbeam 540 进行研究。连接了 Zeiss 飞行时间检测器和 Hiden 四极检测器以实现 SIMS 分析。第三个检测器是一个扇形磁场检测器，它连接到使用氦或氖离子工作的 Zeiss Orion NanoFab。使用三种不同的 NMC/石墨电池系统证明了锂检测，这些系统具有降低的容量 ( 900 次充电和放电循环。 结果使用扫描电子显微镜 (SEM) 检测二次电子可以使循环阳极箔的表面形貌具有高横向分辨率（图 1a、b、c）：阳极石墨板覆盖有 (a) 薄壳（几纳米厚），（b）纳米颗粒（约 10-100 nm），（c）大的沉淀物，如球形颗粒（约 100-500 nm），以及微米范围内的大纤维。这些结构具有不均匀分布，表明局部不同的老化条件和过程。化学成分使用能量色散光谱法（EDS，图 1d）进行了分析。EDS 光谱检测元素碳、氧、氟、钠和磷。除碳外，检测到的最高量是氧和氟。很明显，EDS场光谱和点光谱是不同的：场光谱具有更高量的氧、氟和磷。相位映射表明EDS点谱的测量点位于氧和氟含量低的区域，氧和氟都是纳米颗粒的一部分。这证明了不均匀分布与局部不同的元素组成成正比。图：1：具有高横向分辨率的循环阳极箔的表面形貌；石墨板覆盖有（a）结壳，（b）小颗粒，（c）由球形颗粒和微米级纤维组成的大沉淀物；(d) 用 EDS 分析的循环阳极表面；所呈现的点和场光谱显示了氧、氟和磷含量的差异；氧和氟在相位映射中更喜欢相同的表面结构。SIMS 可以检测到高锂信号（m/z 6 或 7），这允许锂映射与二次电子图像相关（图 2a、b）。锂覆盖整个表面并且是所有表面结构的一部分：结壳、纳米颗粒以及大小纤维。由于氧的电负性提高了对锂的检测，因此可以检测到具有高氧浓度的粒子的高信号。锂具有不同的键合伙伴，导致不同的表面结构。示例性地，显示了质荷比 33 和 55（图 2c，d）。M/z 33 是大纤维结构的一部分，而 m/z 55 在小纤维结构中富集。必须仔细解释质荷比。M/z 33 可以解释为正离子 Li2Li3+、OLi2+ 和 Li2F+。M/z 55 可以解释为锰。铜、钴和镍存在于与锰相同的表面结构中。这些元素表明正极材料（Mn、Co、Ni）的分解和负极集流体（Cu）的浸出。结壳和纳米颗粒均不含 m/z 33 和 m/z 55。在正离子质谱中只能检测到 m/z 6、7 和 14。负离子质谱为它们提供 m/z 16 和 m/z 19，可与氧和氟相关联。在正离子质谱中可以检测到图7和14。负离子质谱为它们提供 m/z 16 和 m/z 19，可与氧和氟相关联。 图 2：与 SIMS 元素映射 (bd) 相关的循环阳极箔的表面形貌 (a)；(b) 锂覆盖整个表面，是所有表面结构的一部分；(c) m/z 33 和 (d) m/z 55（锰）偏好不同的表面结构，表明不同的化合物。使用 Zeiss Orion NanoFab [1] 测量了隔膜的阳极侧，与传统 SIMS 相比，它具有更高的横向分辨率。横向分辨率取决于离子探针的尺寸，因此 NanoFab 的横向分辨率显着提高（图 3）。可以识别球形颗粒和纳米颗粒。对于 (b) m/z 6 (锂)、(c) m/z 19 (氟)和 (e) m/z 16 (氧)，球形颗粒显示出高信号。纳米粒子包含相同的元素和额外的 (d) 硅 (m/z 28)。可以使用每个像素的平均计数来半定量地解释质谱结果。这证明了球形颗粒和纳米颗粒的不同化学组成。 图 3：循环隔膜的表面形貌（阳极侧）；与 SIMS 元素映射相关；沉淀物中含有锂和氟以及少量的氧气；纳米粒子含有锂、氟、硅和氧；二次离子质谱测量的半定量解释。SIMS 质谱由元素峰和分子峰组成。元素峰代表单个同位素，分子峰由几个同位素组成。通过将分子峰与标准样品的峰光谱进行比较，可以精确解释分子峰。这已在下一步中完成，并允许确定表面结构的化合物。图 4a 显示了化合物 LiF 的质谱（正离子）。可以找到几个峰：m/z 6、7、14 和 m/z 32 和 33 附近的一系列峰。这些是可以解释为 Li（6 和 7）和 Li2（14）的主峰。该组可能被视为 Li2Li3+ 或 OLi2+ 或 Li2F+。锂同位素 6 和 7 导致几个 m/z 比。该质谱可以与循环阳极的质谱（正离子）进行比较（图 4b）。主峰显示出良好的相关性，而由于循环阳极上的低 LiF 含量，强度较小的峰可能不可见。对于负离子的质谱也必须这样做。那里的主峰也可能是相关的。该过程证明 LiF 沉淀在循环阳极的顶部。将此结果与图 2 中的 SIMS 映射进行比较，发现 m/z 33（和 m/z 6、7 和 14）是大纤维结构的一部分（图 3c）。因此，大纤维结构可能包含 LiF 或可能由 LIF 组成。测量标准样品可用作指纹技术，并为解释 SIMS 结果开辟了新途径。对于负离子的质谱也必须这样做。那里的主峰也可能是相关的。该过程证明 LiF 沉淀在循环阳极的顶部。将此结果与图 2 中的 SIMS 映射进行比较，发现 m/z 33（和 m/z 6、7 和 14）是大纤维结构的一部分（图 3c）。因此，大纤维结构可能包含 LiF 或可能由 LIF 组成。测量标准样品可用作指纹技术，并为解释 SIMS 结果开辟了新途径。对于负离子的质谱也必须这样做。那里的主峰也可能是相关的。该过程证明 LiF 沉淀在循环阳极的顶部。将此结果与图 2 中的 SIMS 映射进行比较，发现 m/z 33（和 m/z 6、7 和 14）是大纤维结构的一部分（图 3c）。因此，大纤维结构可能包含 LiF 或可能由 LIF 组成。测量标准样品可用作指纹技术，并为解释 SIMS 结果开辟了新途径。因此，大纤维结构可能包含 LiF 或可能由 LIF 组成。测量标准样品可用作指纹技术，并为解释 SIMS 结果开辟了新途径。因此，大纤维结构可能包含 LiF 或可能由 LIF 组成。测量标准样品可用作指纹技术，并为解释 SIMS 结果开辟了新途径。 图 4：(a) LiF 质谱与 (b) 循环阳极质谱的比较；m/z 6、7、14、32 和 33 的峰可以与循环阳极质谱相关；m/z 33 的正确解释需要进一步的标准样品测量。结论显示结壳、纳米颗粒和大沉淀物的不均匀表面形貌可以通过二次电子图像进行可视化，并通过 EDS 和 SIMS 进行分析。使用 SIMS 进行的锂分析表明，所有结构都包含具有不同键合伙伴的锂，例如纳米颗粒中的氧、氟和硅，球形颗粒中的锂、氟和氧，以及小纤维结构中的锰。标准样品（例如 LiF）的制备能够通过质谱解释来定义准确的化合物。 致谢我们感谢 Hiden GmbH 的四极质谱仪和 Graham Cooke 的有益讨论，我们感谢 Peter Gnauck、Fouzia Khanom、Antonio Casares 和 Carl Zeiss 使用 Orion 进行 SIMS 测量，我们感谢 Hubert Schulz 在飞行探测器，我们感谢 IMFAA 合作者的帮助和项目 LiMaProMet 的财政支持。联系古德伦威廉（Gudrun Wilhelm）德国，阿伦（Aalen），阿伦大学（Aalen University），材料研究所 (IMFAA)，gudrun.wilhelm@hs-aalen.de 参考文献：[1] Khanom F.、Golla-Schindler U.、Bernthaler T.、Schneider G.、Lewis B.：显微镜和微量分析 25 (S2) S. 866-867 (2019) DOI：10.1017/S1431927619005063 ---------------------------------------------------------------------------------------------------关于作者古德伦威廉（Gudrun Wilhelm）德国，阿伦大学（Aalen University），材料研究所 (IMFAA)，Gudrun Wilhelm 在弗里德里希-亚历山大-埃尔兰根-纽伦堡大学学习地球科学，重点是矿物学。2019 年，她以科学员工和博士生的身份加入阿伦大学材料研究所（IMFAA）。她的研究重点是锂离子电池的老化机制。主要方法有扫描电子显微镜法、能量色散光谱法和二次离子质谱法。原文Lithium detection with Secondary Ion Mass Spectrometry，Wiley Analytical Science 2022.8.10翻译供稿：符 斌