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質(zhì)譜法質(zhì)量分析器分類介紹

來源：測(cè)試GO 時(shí)間：2022-10-12 11:08:35 瀏覽：4962次

質(zhì)量范圍、分辨率是質(zhì)量分析器的兩個(gè)主要性能指標(biāo)。質(zhì)量范圍指質(zhì)量分析器所能測(cè)定的質(zhì)荷比的范圍；分辨率表示質(zhì)量分析器分辨相鄰的、質(zhì)量差異很小的峰的能力。雖然不同類型的質(zhì)量分析器對(duì)分辨率的具體定義存在差異，高分辨質(zhì)譜儀（簡稱：MS）通常指其質(zhì)量分析器的分辨率大于104。

①扇形磁場(chǎng)分析器

離子源中產(chǎn)生的離子經(jīng)加速電壓(V)加速，聚焦進(jìn)入扇形磁場(chǎng)(磁場(chǎng)強(qiáng)度 B)。在磁場(chǎng)的作用下，不同質(zhì)荷比的離子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，按各自的曲率半徑(r)運(yùn)動(dòng)：

m/z=B2r2/2V

改變磁場(chǎng)強(qiáng)度，可以使不同質(zhì)荷比的離子具有相同的運(yùn)動(dòng)曲率半徑(r)，進(jìn)而通過狹縫出口，達(dá)到檢測(cè)器。

扇形磁場(chǎng)分析器可以檢測(cè)分子質(zhì)量高達(dá)15000道爾頓的單電荷離子。當(dāng)與靜電場(chǎng)分析器結(jié)合、構(gòu)成雙聚焦扇形磁場(chǎng)分析器時(shí)，分辨率可達(dá)到105。

②四極桿分析器

分析器由四根平行排列的金屬桿狀電極組成。直流電壓(DC)和射頻電壓(RF)作用于電極上，形成了高頻振蕩電場(chǎng)(四極場(chǎng))。在特定的直流電壓和射頻電壓條件下，一定質(zhì)荷比的離子可以穩(wěn)定地穿過四極場(chǎng)，到達(dá)檢測(cè)器。改變直流電壓和射頻電壓大小，但維持它們的比值恒定，可以實(shí)現(xiàn)質(zhì)譜掃描。

四極桿分析器可檢測(cè)的分子質(zhì)量上限通常是4000道爾頓，分辨率約為103。

③離子阱分析器

四極離子阱(QIT)由兩個(gè)端蓋電極和位于它們之間的環(huán)電極組成。端蓋電極處在地電位，而環(huán)電極上施加射頻電壓(RF)，以形成三維四極場(chǎng)。選擇適當(dāng)?shù)纳漕l電壓，四極場(chǎng)可以儲(chǔ)存質(zhì)荷比大于某特定值的所有離子。采用“質(zhì)量選擇不穩(wěn)定性”模式，提高射頻電壓值，可以將離子按質(zhì)量從高到低依次射出離子阱。揮發(fā)性待測(cè)化合物的離子化和質(zhì)量分析可以在同一四極場(chǎng)內(nèi)完成。通過設(shè)定時(shí)間序列，單個(gè)四極離子阱可以實(shí)現(xiàn)多級(jí)質(zhì)譜(MSn)的功能。

線性離子阱(LIT)是二維四極離子阱，結(jié)構(gòu)上等同于四極質(zhì)量分析器，但操作模式與三維離子阱相似。四極線性離子阱具有更好的離子儲(chǔ)存效率和儲(chǔ)存容量，可改善的離子噴射效率及更快的掃描速度和較高的檢測(cè)靈敏度。

離子阱分析器與四極桿分析器具有相近的質(zhì)量上限及分辨率。

④飛行時(shí)間分析器（TOF）

具有相同動(dòng)能、不同質(zhì)量的離子，因飛行速度不同而實(shí)現(xiàn)分離。當(dāng)飛行距離一定時(shí)，離子飛行需要的時(shí)間與質(zhì)荷比的平方根成正比，質(zhì)量小的離子在較短時(shí)間到達(dá)檢測(cè)器。為了測(cè)定飛行時(shí)間，將離子以不連續(xù)的組引入質(zhì)量分析器，以明確起始飛行時(shí)間。離子組可以由脈沖式離子化(如基質(zhì)輔助激光解吸離子化)產(chǎn)生，也可通過門控系統(tǒng)將連續(xù)產(chǎn)生的離子流在給定時(shí)間引入飛行管。

飛行時(shí)間分析器的質(zhì)量分析上限約15000道爾頓、離子傳輸效率高(尤其是譜圖獲取速度快)、質(zhì)量分辨率>104。

⑤離子回旋共振分析器（ICR）

在高真空(~10-7Pa)狀態(tài)下，離子在超導(dǎo)磁場(chǎng)中作回旋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行軌道隨著共振交變電場(chǎng)而改變。當(dāng)交變電場(chǎng)的頻率和離子回旋頻率相同時(shí)，離子被穩(wěn)定加速，軌道半徑越來越大，動(dòng)能不斷增加。關(guān)閉交變電場(chǎng)，軌道上的離子在電極上產(chǎn)生交變的像電流。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行傅里葉變換，將像電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻譜信號(hào)，獲得質(zhì)譜。

待測(cè)化合物的離子化和質(zhì)量分析可以在同一分析器內(nèi)完成。離子回旋共振分析器的質(zhì)量分析上限>104 道爾頓，分辨率高達(dá)106，質(zhì)荷比測(cè)定精確到千分之一，可以進(jìn)行多級(jí)質(zhì)譜(MSn)分析。

⑥串聯(lián)質(zhì)譜（MS-MS）

串聯(lián)質(zhì)譜是時(shí)間上或空間上兩級(jí)以上質(zhì)量分析的結(jié)合，測(cè)定第一級(jí)質(zhì)量分析器中的前體離子(precursorion)與第二級(jí)質(zhì)量分析器中的產(chǎn)物離子(production)之間的質(zhì)量關(guān)系。多級(jí)質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)常以 MSn表示。

產(chǎn)物離子掃描(product-ion scan)：在第一級(jí)質(zhì)量分析器中選擇某m/z的離子作為前體離子，測(cè)定該離子在第二級(jí)質(zhì)量分析器中、一定的質(zhì)量范圍內(nèi)的所有碎片離子(產(chǎn)物離子)的質(zhì)荷比與相對(duì)強(qiáng)度，獲得該前體離子的質(zhì)譜。

前體離子掃描(precursor-ion scan)：在第二級(jí)質(zhì)量分析器中選擇某 m/z 的產(chǎn)物離子，測(cè)定在第一級(jí)質(zhì)量分析器中、一定的質(zhì)量范圍內(nèi)所有能產(chǎn)生該碎片離子的前體離子。

中性丟失掃描(neutral-loss scan)：以恒定的質(zhì)量差異，在一定的質(zhì)量范圍內(nèi)同時(shí)測(cè)定第一級(jí)、第二級(jí)質(zhì)量分析器中的所有前體離子和產(chǎn)物離子，以發(fā)現(xiàn)能產(chǎn)生特定中性碎片(如CO2)丟失的化合物或同系物。

選擇反應(yīng)檢測(cè)(selected-reaction monitoring，SRM)：選擇第一級(jí)質(zhì)量分析器中某前體離子(m/z)1，測(cè)定該離子在第二級(jí)質(zhì)量分析器中的特定產(chǎn)物離子(m/z)2 的強(qiáng)度，以定量分析復(fù)雜混合物中的低濃度待測(cè)化合物。

多反應(yīng)檢測(cè)(multiple-reaction monitoring，MRM)：是指同時(shí)檢測(cè)兩對(duì)及以上的前體離子-產(chǎn)物離子。

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