質(zhì)譜儀的種類

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 質(zhì)譜儀的種類一、質(zhì)譜儀種類非常多，工作原理和應(yīng)用范圍也有很大的不同。從應(yīng)用角度，質(zhì)譜儀可以分為下面幾類：1、有機(jī)質(zhì)譜儀 由于應(yīng)用特點(diǎn)不同又分為： 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）在這類儀器中，由于質(zhì)譜儀工作原理不同，又有氣相色譜-四極質(zhì)譜儀，氣相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜儀，氣相色譜-離子阱質(zhì)譜儀等。 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（LC-MS）同樣，有液相色譜-四器極質(zhì)譜儀，液相色譜-離子阱質(zhì)譜儀，液相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜儀，以及各種各樣的液相色譜-質(zhì)譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀。 其他有機(jī)質(zhì)譜儀，主要有：基質(zhì)輔助激光解吸飛行時(shí)間質(zhì)譜（MALDI-TOFMS），富立葉變換質(zhì)譜儀（FT-MS）2、

2、無機(jī)質(zhì)譜儀包括： 火花源雙聚焦質(zhì)譜儀。 感應(yīng)耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）。 二次離子質(zhì)譜儀（SIMS） 除上述分類外，還可以從質(zhì)譜儀所用的質(zhì)量分析器的不同，把質(zhì)譜儀分為雙聚焦質(zhì)譜儀、四極桿質(zhì)譜儀、飛行時(shí)間質(zhì)譜儀、離子阱質(zhì)譜儀、傅立葉變換質(zhì)譜儀等。二、質(zhì)譜儀中離子源的分類 質(zhì)譜分析是一種丈量離子荷質(zhì)比（電荷-質(zhì)量比）的分析方法，其基本原理是使試樣中各組分在離子源中發(fā)生電離，天生不同荷質(zhì)比的帶正電荷的離子，經(jīng)加速電場(chǎng)的作用，形成離子束，進(jìn)進(jìn)質(zhì)量分析器。在質(zhì)量分析器中，再利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)使發(fā)生相反的速度色散，將它們分別聚焦而得到質(zhì)譜圖，從而確定其質(zhì)量。離子源的性能決定了離子化效率，很大程度上決定

3、了質(zhì)譜儀的靈敏度。常見的離子化方式有兩種：一種是樣品在離子源中以氣體的形式被離子化，另一種為從固體表面或溶液中濺射出帶電離子。1.電感耦合等離子體離子化（ICP）等離子體是由自由電子、離子和中性原子或分子組成，總體上成電中性的氣體，其內(nèi)部溫度高達(dá)幾千至一萬度。樣品由載氣攜帶從等離子體焰炬中心穿過，迅速被蒸發(fā)電離并通過離子引出接口導(dǎo)進(jìn)到質(zhì)量分析器。樣品在極高溫度下完全蒸發(fā)和解離，電離的百分比高，因此幾乎對(duì)所有元素均有較高的檢測(cè)靈敏度。由于該條件下化合物分子結(jié)構(gòu)已經(jīng)被破壞，所以ICP僅適用于元素分析。2.大氣壓電離源（API）API是液相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀最常用的離子化方式。常見的大氣壓電離源有三種

4、：大氣壓電噴霧（APESI），大氣壓化學(xué)電離（APCI）和大氣壓光電離（APPI）。電噴霧離子化是從往除溶劑后的帶電液滴形成離子的過程，適用于輕易在溶液中形成離子的樣品或極性化合物。因具有多電荷能力，所以其分析的分子量范圍很大，既可用于小分子分析，又可用于多肽、蛋白質(zhì)和寡聚核苷酸分析。APCI是在大氣壓下利用電暈放電來負(fù)氣相樣品和活動(dòng)相電離的一種離子化技術(shù)，要求樣品有一定的揮發(fā)性，適用于非極性或低、中等極性的化合物。由于極少形成多電荷離子，分析的分子量范圍受到質(zhì)量分析器質(zhì)量范圍的限制。APPI是用紫外燈取代APCI的電暈放電，利用光化作用將氣相中的樣品電離的離子化技術(shù)，適用于非極性化合物。由于

5、大氣壓電離源是獨(dú)立于高真空狀態(tài)的質(zhì)量分析器之外的，故不同大氣壓電離源之間的切換非常方便。3.化學(xué)電離（CI） 引進(jìn)一定壓力的反應(yīng)氣進(jìn)進(jìn)離子化室，反應(yīng)氣在具有一定能量的電子流的作用下電離或者裂解。天生的離子和反應(yīng)氣分子進(jìn)一步反應(yīng)或與樣品分子發(fā)生離子分子反應(yīng)，通過質(zhì)子交換使樣品分子電離。常用的反應(yīng)氣有甲烷，異丁烷和氨氣。根據(jù)反應(yīng)氣壓力不同，化學(xué)電離源分為大氣壓、中氣壓（0.110mmhg）和低氣壓（10-6mmhg）三種。大氣壓化學(xué)電離源適合于色譜和質(zhì)譜聯(lián)用，檢測(cè)靈敏度較一般的化學(xué)電離源要高23個(gè)數(shù)目級(jí)，低氣壓化學(xué)電離源可以在較低的溫度下分析難揮發(fā)的樣品，并能使用難揮發(fā)的反應(yīng)試劑，但是只能用于傅里

6、葉變換質(zhì)譜儀。 4.快原子轟擊（FAB） 將樣品分散于基質(zhì)（常用甘油等高沸點(diǎn)溶劑）制成溶液，涂布于金屬靶上送進(jìn)FAB離子源中。將經(jīng)強(qiáng)電場(chǎng)加速后的惰性氣體中性原子束（如氙）對(duì)準(zhǔn)靶上樣品轟擊?；|(zhì)中存在的締合離子及經(jīng)快原子轟擊產(chǎn)生的樣品離子一起被濺射進(jìn)進(jìn)氣相，并在電場(chǎng)作用下進(jìn)進(jìn)質(zhì)量分析器。如用惰性氣體離子束（如銫或氬）來取代中性原子束進(jìn)行轟擊，所得質(zhì)譜稱為液相二次離子質(zhì)譜（LSIMS）。5.電子轟擊電離（EI） 氣化后的樣品分子進(jìn)進(jìn)離子化室后，受到由鎢或錸燈絲發(fā)射并加速的電子流的轟擊產(chǎn)生正離子。離子化室壓力保持在10-410-6mmhg。轟擊電子的能量大于樣品分子的電離能，使樣品分子電離或碎裂。電

7、子轟擊質(zhì)譜能提供有機(jī)化合物最豐富的結(jié)構(gòu)信息，有較好的重現(xiàn)性，其裂解規(guī)律的研究也最為完善，已經(jīng)建立了數(shù)萬種有機(jī)化合物的標(biāo)準(zhǔn)譜圖庫可供檢索。其缺點(diǎn)在于不適用于難揮發(fā)和熱穩(wěn)定性差的樣品。6. 場(chǎng)電離（Field Ionization，F(xiàn)I）和場(chǎng)解吸（Field Desorption，F(xiàn)D） FI離子源由間隔很近的陽極和陰極組成，兩極間加上高電壓后，陽極四周產(chǎn)生高達(dá)107108v/cm的強(qiáng)電場(chǎng)。接近陽極的氣態(tài)樣品分子產(chǎn)生電離形成正分子離子，然后加速進(jìn)進(jìn)質(zhì)量分析器。對(duì)于液體樣品（固體樣品先溶于溶劑）可用FD來實(shí)現(xiàn)離子化。將金屬絲浸進(jìn)樣品液，待溶劑揮發(fā)后把金屬絲作為發(fā)射體送進(jìn)離子源，通過弱電流提供樣品解吸

8、附所需能量，樣品分子即向高場(chǎng)強(qiáng)的發(fā)射區(qū)擴(kuò)散并實(shí)現(xiàn)離子化。FD適用于難氣化，熱穩(wěn)定性差的化合物。FI和FD均易得到分子離子峰。7. 基質(zhì)輔助激光解吸離子化（MALDI） 將溶于適當(dāng)基質(zhì)中的樣品涂布于金屬靶上，用高強(qiáng)度的紫外或紅外脈沖激光照射可實(shí)現(xiàn)樣品的離子化。此方式主要用于可達(dá)DA質(zhì)量的大分子分析，僅限于作為飛行時(shí)間分析器的離子源使用。三、質(zhì)譜儀中質(zhì)量分析器的分類 質(zhì)譜的基本原理是使試樣中各組分在離子源中發(fā)生電離，天生不同荷質(zhì)比的帶正電荷的離子，經(jīng)加速電場(chǎng)的作用，形成離子束，進(jìn)入質(zhì)量分析器。在質(zhì)量分析器中，再利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)使發(fā)生相反的速度色散，將它們分別聚焦而得到質(zhì)譜圖，從而確定其質(zhì)量。質(zhì)量分析

9、器將帶電離子根據(jù)其質(zhì)荷比加以分離，用于紀(jì)錄各種離子的質(zhì)量數(shù)和豐度。質(zhì)量分析器的兩個(gè)主要技術(shù)參數(shù)是所能測(cè)定的質(zhì)荷比的范圍（質(zhì)量范圍）和分辨率。1.離子阱分析器 由兩個(gè)端蓋電極和位于它們之間的類似四極桿的環(huán)電極構(gòu)成。端蓋電極施加直流電壓或接地，環(huán)電極施加射頻電壓（RF），通過施加適當(dāng)電壓就可以形成一個(gè)勢(shì)能阱（離子阱）。根據(jù)RF電壓的大小，離子阱就可捕捉某一質(zhì)量范圍的離子。離子阱可以儲(chǔ)存離子，待離子累積到一定數(shù)目后，升高環(huán)電極上的RF電壓，離子按質(zhì)量從高到低的次序依次離開離子阱，被電子倍增監(jiān)測(cè)器檢測(cè)。目前離子阱分析器已發(fā)展到可以分析質(zhì)荷比高達(dá)數(shù)千的離子。離子阱在全掃描模式下仍然具有較高靈敏度，而且單

10、個(gè)離子阱通過期間序列的設(shè)定就可以實(shí)現(xiàn)多級(jí)質(zhì)譜（MSN）的功能。2.扇形磁分析器 離子源中天生的離子通過扇形磁場(chǎng)和狹縫聚焦形成離子束。離子離開離子源后，進(jìn)進(jìn)垂直于其前進(jìn)方向的磁場(chǎng)。不同質(zhì)荷比的離子在磁場(chǎng)的作用下，前進(jìn)方向產(chǎn)生不同的偏轉(zhuǎn)，從而使離子束發(fā)散。由于不同質(zhì)荷比的離子在扇形磁場(chǎng)中有其特有的運(yùn)動(dòng)曲率半徑，通過改變磁場(chǎng)強(qiáng)度，檢測(cè)依次通過狹縫出口的離子，從而實(shí)現(xiàn)離子的空間分離，形成質(zhì)譜。3.飛行時(shí)間分析器 具有相同動(dòng)能，不同質(zhì)量的離子，因其飛行速度不同而分離。假如固定離子飛行間隔，則不同質(zhì)量離子的飛行時(shí)間不同，質(zhì)量小的離子飛行時(shí)間短而首先到達(dá)檢測(cè)器。各種離子的飛行時(shí)間與質(zhì)荷比的平方根成正比。離子

11、以離散包的形式引進(jìn)質(zhì)譜儀，這樣可以同一飛行的出發(fā)點(diǎn)，依次丈量飛行時(shí)間。離子包通過一個(gè)脈沖或者一個(gè)柵系統(tǒng)連續(xù)產(chǎn)生，但只在一特定的時(shí)間引進(jìn)飛行管。新發(fā)展的飛行時(shí)間分析用具有大的質(zhì)量分析范圍和較高的質(zhì)量分辨率，尤其適合蛋白等生物大分子分析。4.四極桿分析器 因其由四根平行的棒狀電極組成而得名。離子束在與棒狀電極平行的軸上聚焦，一個(gè)直流固定電壓（DC）和一個(gè)射頻電壓（RF）作用在棒狀電極上，兩對(duì)電極之間的電位相反。對(duì)于給定的直流和射頻電壓，特定質(zhì)荷比的離子在軸向穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)，其他質(zhì)荷比的離子則與電極碰撞湮滅。將DC和RF以固定的斜率變化，可以實(shí)現(xiàn)質(zhì)譜掃描功能。四極桿分析器對(duì)選擇離子分析具有較高的靈敏度。5.傅里葉變換分析器 在一定強(qiáng)度的磁場(chǎng)中，離子做圓周