儀器分析-質(zhì)譜法

1、儀器分析一一質(zhì)譜法質(zhì)譜法是將被測(cè)物質(zhì)離子化，按離子的質(zhì)荷比分離，測(cè)量各種離子譜峰的強(qiáng)度而實(shí)現(xiàn)分析目 的的一種分析方法。質(zhì)量是物質(zhì)的固有特征之一，不同的物質(zhì)有不同的質(zhì)量譜一一質(zhì)譜，利 用這一性質(zhì)，可以進(jìn)行定性分析（包括分子質(zhì)量和相關(guān)結(jié)構(gòu)信息）；譜峰強(qiáng)度也與它代表的 化合物含量有關(guān)，可以用于定量分析。質(zhì)譜儀一般由四部分組成：進(jìn)樣系統(tǒng)按電離方式的需要，將樣品送入離子源的適當(dāng) 部位；離子源用來使樣品分子電離生成離子，并使生成的離子會(huì)聚成有一定能量和幾何 形狀的離子束；質(zhì)量分析一利用電磁場(chǎng)（包括磁場(chǎng)、磁場(chǎng)和電場(chǎng)的組合、高頻電場(chǎng)、和 高頻脈沖電場(chǎng)等）的作用將來自離子源的離子束中不同質(zhì)荷比的離子按空間位置，

2、時(shí)間先后 或運(yùn)動(dòng)軌道穩(wěn)定與否等形式進(jìn)行分離；檢測(cè) 一用來接受、檢測(cè)和記錄被分離后的離子信 號(hào)。一般情況下，進(jìn)樣系統(tǒng)將待測(cè)物在不破壞系統(tǒng)真空的情況下導(dǎo)入離子源（10-610-8mmHg），離子化后由質(zhì)量分析器分離再檢測(cè)；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)儀器進(jìn)行控制、采集和處 理數(shù)據(jù)，并可將質(zhì)譜圖與數(shù)據(jù)庫中的譜圖進(jìn)行比較。一、進(jìn)樣系統(tǒng)和接口技術(shù)將樣品導(dǎo)入質(zhì)譜儀可分為直接進(jìn)樣和通過接口兩種方式實(shí)現(xiàn)。直接進(jìn)樣在室溫和常壓下，氣態(tài)或液態(tài)樣品可通過一個(gè)可調(diào)噴口裝置以中性流的形式導(dǎo)入離子 源。吸附在固體上或溶解在液體中的揮發(fā)性物質(zhì)可通過頂空分析器進(jìn)行富集，利用吸附柱捕 集，再采用程序升溫的方式使之解吸，經(jīng)毛細(xì)管導(dǎo)入質(zhì)譜儀。對(duì)于

3、固體樣品，常用進(jìn)樣桿直接導(dǎo)入。將樣品置于進(jìn)樣桿頂部的小坩堝中，通過在離子 源附近的真空環(huán)境中加熱的方式導(dǎo)入樣品，或者可通過在離子化室中將樣品從一可迅速加熱 的金屬絲上解吸或者使用激光輔助解吸的方式進(jìn)行。這種方法可與電子轟擊電離、化學(xué)電離 以及場(chǎng)電離結(jié)合，適用于熱穩(wěn)定性差或者難揮發(fā)物的分析。目前質(zhì)譜進(jìn)樣系統(tǒng)發(fā)展較快的是多種液相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用的接口技術(shù)，用以將色譜流出 物導(dǎo)入質(zhì)譜，經(jīng)離子化后供質(zhì)譜分析。主要技術(shù)包括各種噴霧技術(shù)（電噴霧，熱噴霧和離子 噴霧）；傳送裝置（粒子束）和粒子誘導(dǎo)解吸（快原子轟擊）等。電噴霧接口帶有樣品的色譜流動(dòng)相通過一個(gè)帶有數(shù)千伏高壓的針尖噴口噴出，生成帶電液滴，經(jīng)干 燥氣

4、除去溶劑后，帶電離子通過毛細(xì)管或者小孔直接進(jìn)入質(zhì)量分析器。傳統(tǒng)的電噴霧接口只 適用于流動(dòng)相流速為15|il/min的體系，因此電噴霧接口主要適用于微柱液相色譜。同時(shí) 由于離子可以帶多電荷，使得高分子物質(zhì)的質(zhì)荷比落入大多數(shù)四極桿或磁質(zhì)量分析器的分析 范圍（質(zhì)荷比小于4000），從而可分析分子量高達(dá)幾十萬道爾頓（Da）的物質(zhì)。熱噴霧接口存在于揮發(fā)性緩沖液流動(dòng)相（如乙酸銨溶液）中的待測(cè)物，由細(xì)徑管導(dǎo)入離子源，同時(shí) 加熱，溶劑在細(xì)徑管中除去，待測(cè)物進(jìn)入氣相。其中性分子可以通過與氣相中的緩沖液離子 （如NH4+）反應(yīng)，以化學(xué)電離的方式離子化，再被導(dǎo)入質(zhì)量分析器。熱噴霧接口適用的液 體流量可達(dá)2ml/mi

5、n，并適合于含有大量水的流動(dòng)相，可用于測(cè)定各種極性化合物。由于在 溶劑揮發(fā)時(shí)需要利用較高溫度加熱，因此待測(cè)物有可能受熱分解。離子噴霧接口在電噴霧接口基礎(chǔ)上，利用氣體輔助進(jìn)行噴霧，可提高流動(dòng)相流速達(dá)到1 ml/min.電噴霧 和離子噴霧技術(shù)中使用的流動(dòng)相體系含有的緩沖液必須是揮發(fā)性的。粒子束接口將色譜流出物轉(zhuǎn)化為氣溶膠，于脫溶劑室脫去溶劑，得到的中性待測(cè)物分子導(dǎo)入離子源， 使用電子轟擊或者化學(xué)電離的方式將其離子化，獲得的質(zhì)譜為經(jīng)典的電子轟擊電離或者化學(xué) 電離質(zhì)譜圖，其中前者含有豐富的樣品分子結(jié)構(gòu)信息。但粒子束接口對(duì)樣品的極性，熱穩(wěn)定 性和分子質(zhì)量有一定限制，最適用于分子量在1000Da以下的有機(jī)

6、小分子測(cè)定。解吸附技術(shù)將微柱液相色譜與粒子誘導(dǎo)解吸技術(shù)（快原子轟擊，液相二次粒子質(zhì)譜）結(jié)合，一般使 用的流速在110l/mi之間，流動(dòng)相須加入微量難揮發(fā)液體（如甘油）。混合液體通過一 根毛細(xì)管流到置于離子源中的金屬靶上，經(jīng)溶劑揮發(fā)后形成的液膜被高能原子或者離子轟擊 而離子化。得到的質(zhì)譜圖與快原子轟擊或者液相二次離子質(zhì)譜的質(zhì)譜圖類似，但是本底卻大 大降低。二、離子源離子源的性能決定了離子化效率，很大程度上決定了質(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。在很多情況下進(jìn)樣和離子化同時(shí)進(jìn)行。電子轟擊電離（EI）氣化后

7、的樣品分子進(jìn)入離子化室后，受到由鎢或銖燈絲發(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。醫(yī)學(xué)教育網(wǎng)搜集整理化學(xué)電離（CI）引入一定壓力的反應(yīng)氣進(jìn)入離子化室，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。生成的離子和反應(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

8、，異丁烷和氨氣?；瘜W(xué)電離通常得到準(zhǔn)分子離子， 如果樣品分子的質(zhì)子親和勢(shì)大于反應(yīng)氣的質(zhì)子親和勢(shì)，則生成M+H+，反之則生成M-H +.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)量級(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，但是只能用于傅里葉變換質(zhì)譜儀?？煸愚Z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，涂布于金屬靶上送入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

9、?；|(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)入氣相，并在電場(chǎng)作用下進(jìn)入質(zhì)量 分析器。如用惰性氣體離子束（如艷或氬）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）。此法優(yōu)點(diǎn)在于離子化能力強(qiáng)，可用于強(qiáng)極性、揮發(fā)性低、熱穩(wěn)定性差和相對(duì)分子質(zhì)量大 的樣品及EI和CI難于得到有意義的質(zhì)譜的樣品。FAB比EI容易得到比較強(qiáng)的分子離子或 準(zhǔn)分子離子；不同于CI的一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于其所得質(zhì)譜有較多的碎片離子峰信息，有助于結(jié)構(gòu) 解析。缺點(diǎn)是對(duì)非極性樣品靈敏度下降，而且基質(zhì)在低質(zhì)量數(shù)區(qū)（400以下）產(chǎn)生較多干擾 峰。FAB是一種表面分析技術(shù)，需注意優(yōu)化表面狀況的樣品處理過程。

10、樣品分子與堿金屬 離子加合，如】M+Na和】M+K，有助于形成離子。這種現(xiàn)象有助于生物分子的離子化。 因此，使用氯化鈉溶液對(duì)樣品表面進(jìn)行處理有助于提高加合離子的產(chǎn)率。在分析過程中加熱 樣品也有助于提高產(chǎn)率。在FAB離子化過程中，可同時(shí)生成正負(fù)離子，這兩種離子都可以用質(zhì)譜進(jìn)行分析。樣 品分子如帶有強(qiáng)電子捕獲結(jié)構(gòu)，特別是帶有鹵原子，可以產(chǎn)生大量的負(fù)離子。負(fù)離子質(zhì)譜已 成功用于農(nóng)藥殘留物的分析。場(chǎng)電離（fieldionization， FI）和場(chǎng)解吸（fielddesorption， FD）FI離子源由距離很近的陽極和陰極組成，兩極間加上高電壓后，陽極附近產(chǎn)生高達(dá) 10+710+8V/cm的強(qiáng)電場(chǎng)。

11、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)入質(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 浸入樣品液，待溶劑揮發(fā)后把金屬絲作為發(fā)射體送入離子源，通過弱電流提供樣品解吸附所 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。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：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 從去除溶劑后的帶電液滴形成離子的過程，適用于容易在溶液中形成離

12、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使氣相樣品和流動(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。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

13、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)100000Da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。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央穿過，迅速被蒸發(fā)電離并通過 離子引出接口導(dǎo)入到質(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。三、質(zhì)量分析器質(zhì)量分析器將帶電離子根據(jù)其質(zhì)荷比加以分離，用于

14、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。扇形磁分析器離子源中生成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)入垂 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。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

15、。 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。醫(yī)學(xué)教育網(wǎng)搜集整理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，離子阱就可捕獲某一質(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)量后，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

16、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，而且單個(gè)離子阱通過時(shí)間序列的設(shè)定就可以實(shí)現(xiàn)多 級(jí)質(zhì)譜（MSn ）的功能。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。如果固定離子飛行距離， 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。離子以離散包的形式引入質(zhì)譜儀，醫(yī)學(xué)教育網(wǎng)搜集整 理這樣可以統(tǒng)一飛行的起點(diǎn)，依次測(cè)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)間引入飛行管。新發(fā)展的飛行時(shí)間分析器具有大的質(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

17、分子分析。傅里葉變換分析器在一定強(qiáng)度的磁場(chǎng)中，離子做圓周運(yùn)動(dòng)，離子運(yùn)行軌道受共振變換電場(chǎng)限制。當(dāng)變換電 場(chǎng)頻率和回旋頻率相同時(shí)，離子穩(wěn)定加速，運(yùn)動(dòng)軌道半徑越來越大，動(dòng)能也越來越大。當(dāng)電 場(chǎng)消失時(shí)，沿軌道飛行的離子在電極上產(chǎn)生交變電流。對(duì)信號(hào)頻率進(jìn)行分析可得出離子質(zhì)量。 將時(shí)間與相應(yīng)的頻率譜利用計(jì)算機(jī)經(jīng)過傅里葉變換形成質(zhì)譜。其優(yōu)點(diǎn)為分辨率很高，質(zhì)荷比 可以精確到千分之一道爾頓。四、串聯(lián)質(zhì)譜及聯(lián)用技術(shù)串聯(lián)質(zhì)譜兩個(gè)或更多的質(zhì)譜連接在一起，稱為串聯(lián)質(zhì)譜。最簡單的串聯(lián)質(zhì)譜（MS/MS）由兩個(gè) 質(zhì)譜串聯(lián)而成，其中第一個(gè)質(zhì)量分析器MS1）將離子預(yù)分離或加能量修飾，由第二級(jí)質(zhì)量 分析器（MS2）分析結(jié)果。最常

18、見的串聯(lián)質(zhì)譜為三級(jí)四極桿串聯(lián)質(zhì)譜。第一級(jí)和第三級(jí)四極 桿分析器分別為MS1和MS2，第二級(jí)四極桿分析器所起作用是將從MS1得到的各個(gè)峰進(jìn) 行轟擊，實(shí)現(xiàn)母離子碎裂后進(jìn)入MS2再行分析?，F(xiàn)在出現(xiàn)了多種質(zhì)量分析器組成的串聯(lián)質(zhì) 譜，如四極桿-飛行時(shí)間串聯(lián)質(zhì)譜（Q-TOF）和飛行時(shí)間一飛行時(shí)間（TOF-TOF）串聯(lián)質(zhì)譜 等，大大擴(kuò)展了應(yīng)用范圍。離子阱和傅里葉變換分析器可在不同時(shí)間順序?qū)崿F(xiàn)時(shí)間序列多級(jí) 質(zhì)譜掃描功能。MS/MS最基本的功能包括能說明MS1中的母離子和MS2中的子離子間的聯(lián)系。根據(jù) MS1和MS2的掃描模式，如子離子掃描、母離子掃描和中性碎片丟失掃描，可以查明不同 質(zhì)量數(shù)離子間的關(guān)系。母離子

19、的碎裂可以通過以下方式實(shí)現(xiàn)：碰撞誘導(dǎo)解離，表面誘導(dǎo)解離 和激光誘導(dǎo)解離。不用激發(fā)即可解離則稱為亞穩(wěn)態(tài)分解。MS/MS在混合物分析中有很多優(yōu)勢(shì)。在質(zhì)譜與氣相色譜或液相色譜聯(lián)用時(shí)，即使色譜 未能將物質(zhì)完全分離，也可以進(jìn)行鑒定。MS/MS可從樣品中選擇母離子進(jìn)行分析，而不受 其他物質(zhì)干擾。MS/MS在藥物領(lǐng)域有很多應(yīng)用。子離子掃描可獲得藥物主要成分，雜質(zhì)和其他物質(zhì)的 母離子的定性信息，有助于未知物的鑒別，也可用于肽和蛋白質(zhì)氨基酸序列的鑒別。在藥物代謝動(dòng)力學(xué)研究中，對(duì)生物復(fù)雜基質(zhì)中低濃度樣品進(jìn)行定量分析，可用多反應(yīng)監(jiān) 測(cè)模式（multiplereactionmonitoring， MRM）消除干擾。如

20、分析藥物中某特定離子，而來自 基質(zhì)中其他化合物的信號(hào)可能會(huì)掩蓋檢測(cè)信號(hào)，用MS1/MS2對(duì)特定離子的碎片進(jìn)行選擇監(jiān) 測(cè)可以消除干擾。MRM也可同時(shí)定量分析多個(gè)化合物。在藥物代謝研究中，為發(fā)現(xiàn)與代謝 前物質(zhì)具有相同結(jié)構(gòu)特征的分子，使用中性碎片丟失掃描能找到所有丟失同種功能團(tuán)的離 子，如羧酸丟失中性二氧化碳。如果丟失的碎片是離子形式，則母離子掃描能找到所有丟失 這種碎片的離子。聯(lián)用技術(shù)色譜可作為質(zhì)譜的樣品導(dǎo)入裝置，并對(duì)樣品進(jìn)行初步分離純化，因此色譜/質(zhì)譜聯(lián)用技 術(shù)可對(duì)復(fù)雜體系進(jìn)行分離分析。因?yàn)樯V可得到化合物的保留時(shí)間，質(zhì)譜可給出化合物的分 子量和結(jié)構(gòu)信息，故對(duì)復(fù)雜體系或混合物中化合物的鑒別和測(cè)定

21、非常有效。在這些聯(lián)用技術(shù) 中，芯片/質(zhì)譜聯(lián)用（Chip/MS）顯示了良好前景，但目前尚不成熟，而氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用 和液相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用等已經(jīng)廣泛用于藥物分析。（1）氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用（GC/MS）氣相色譜的流出物已經(jīng)是氣相狀態(tài)，可直接導(dǎo)入質(zhì)譜。由于氣相色譜與質(zhì)譜的工作壓力 相差幾個(gè)數(shù)量級(jí)，開始聯(lián)用時(shí)在它們之間使用了各種氣體分離器以解決工作壓力的差異。隨 著毛細(xì)管氣相色譜的應(yīng)用和高速真空泵的使用，現(xiàn)在氣相色譜流出物已可直接導(dǎo)入質(zhì)譜。（2）液相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用（HPLC/MS）液相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用的接口前已論及，主要用于分析GC/MS不能分析，或熱穩(wěn)定性差， 強(qiáng)極性和高分子量的物質(zhì)，如生物樣品（藥物

22、與其代謝產(chǎn)物）和生物大分子（肽、蛋白、核 酸和多糖）。（3）毛細(xì)管電泳/質(zhì)譜聯(lián)用（CE/MS）和芯片/質(zhì)譜聯(lián)用（Chip/MS）毛細(xì)管電泳（CE）適用于分離分析極微量樣品（nl體積）和特定用途（如手性對(duì)映體 分離等）。CE流出物可直接導(dǎo)入質(zhì)譜，或加入輔助流動(dòng)相以達(dá)到和質(zhì)譜儀相匹配。微流控芯 片技術(shù)是近年來發(fā)展迅速，可實(shí)現(xiàn)分離、過濾、衍生等多種實(shí)驗(yàn)室技術(shù)于一塊芯片上的微型 化技術(shù)，具有高通量、微型化等優(yōu)點(diǎn)，目前也已實(shí)現(xiàn)芯片和質(zhì)譜聯(lián)用，但尚未商品化。（4）超臨界流體色譜/質(zhì)譜聯(lián)用（SFC/MS）常用超臨界流體二氧化碳作流動(dòng)相的SFC適用于小極性和中等極性物質(zhì)的分離分析， 通過色譜柱和離子源之間的分

23、離器可實(shí)現(xiàn)SFC和MS聯(lián)用。（5）等離子體發(fā)射光譜/質(zhì)譜聯(lián)用（ICP/MS）由ICP作為離子源和MS實(shí)現(xiàn)聯(lián)用，主要用于元素分析和元素形態(tài)分析。五、數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用檢測(cè)器通常為光電倍增器或電子倍增器，所采集的信號(hào)經(jīng)放大并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，計(jì)算 機(jī)進(jìn)行處理后得到質(zhì)譜圖。質(zhì)譜離子的多少用豐度表示（abundance）表示，即具有某質(zhì)荷 比離子的數(shù)量。由于某個(gè)具體離子的“數(shù)量”無法測(cè)定，故一般用相對(duì)豐度表示其強(qiáng)度，即最 強(qiáng)的峰叫基峰（basepeak），其他離子的豐度用相對(duì)于基峰的百分?jǐn)?shù)表示。在質(zhì)譜儀測(cè)定的 質(zhì)量范圍內(nèi)，由離子的質(zhì)荷比和其相對(duì)豐度構(gòu)成質(zhì)譜圖。在LC/MS和GC/MS中，常用各 分析物質(zhì)的色

24、譜保留時(shí)間和由質(zhì)譜得到其離子的相對(duì)強(qiáng)度組成色譜總離子流圖。也可確定某 固定的質(zhì)荷比，對(duì)整個(gè)色譜流出物進(jìn)行選擇離子檢測(cè)（selectedionmonitoring， SIM），得到選擇離子流圖。質(zhì)譜儀分離離子的能力稱為分辨率，通常定義為高度相同的相鄰兩峰，當(dāng)兩 峰的峰谷高度為峰高的10%時(shí)，兩峰質(zhì)量的平均值與它們的質(zhì)量差的比值。對(duì)于低、中、 高分辨率的質(zhì)譜，分別是指其分辨率在1002000、200010000和10000以上。質(zhì)譜在藥物領(lǐng)域的主要應(yīng)用為藥物的定性鑒別、定量分析和結(jié)構(gòu)解析。如果一個(gè)中性分子丟失或得到一個(gè)電子，則分子離子的質(zhì)荷比與該分子質(zhì)量數(shù)相同。使 用高分辨率質(zhì)譜可得到離子的精確質(zhì)

25、量數(shù)，然后計(jì)算出該化合物的分子式，或者用參照物作 峰匹配可以確證分子量和分子式。分子離子的各種化學(xué)鍵發(fā)生斷裂后形成碎片離子，由此可 推斷其裂解方式，得到相應(yīng)的結(jié)構(gòu)信息。質(zhì)譜用于定量分析，其選擇性、精度和準(zhǔn)確度較高。化合物通過直接進(jìn)樣或利用氣相色 譜和液相色譜分離純化后再導(dǎo)入質(zhì)譜。質(zhì)譜定量分析用外標(biāo)法或內(nèi)標(biāo)法，后者精度高于前者。 定量分析中的內(nèi)標(biāo)可選用類似結(jié)構(gòu)物質(zhì)或同位素物質(zhì)。前者成本低，但精度和準(zhǔn)確度以使用 同位素物質(zhì)為高。使用同位素物質(zhì)為內(nèi)標(biāo)時(shí)，要求在進(jìn)樣、分離和離子化過程中不會(huì)丟失同 位素物質(zhì)。在使用FAB質(zhì)譜和LC/MS （熱噴霧和電噴霧）進(jìn)行定量分析時(shí)，一般都需要用 穩(wěn)定的同位素內(nèi)標(biāo)。

26、分析物和內(nèi)標(biāo)離子的相對(duì)豐度采用選擇離子監(jiān)測(cè)（只監(jiān)測(cè)分析物和內(nèi)標(biāo) 的特定離子）的方式測(cè)定。選擇離子監(jiān)測(cè)相對(duì)全范圍掃描而言，由于離子流積分時(shí)間長而增 加了選擇性和靈敏度。利用分析物和內(nèi)標(biāo)的色譜峰面積或峰高比得出校正曲線，然后計(jì)算樣 品中分析物的色譜峰面積或它的量?！镜诙迷瓌?chuàng)大賽參賽作品】淺談四極桿、離子阱、飛行質(zhì)譜和各種離子源看過很多人問，那些質(zhì)量分析器好，本人查了些書，有些是論壇網(wǎng)友介紹的。我只做一個(gè)簡 單的歸結(jié).單四極質(zhì)量分極器Q由四根嚴(yán)格平行并與中心軸乖間隔的圓柱形或雙曲面柱狀電極構(gòu)成正 負(fù)兩組電極，其上施加直流和射頻電壓，產(chǎn)生一動(dòng)態(tài)電場(chǎng)子有全掃描和選擇離子檢測(cè)方式SIM，后者比前者靈敏度

27、提高幾個(gè)量級(jí)，但在不熟識(shí)測(cè)量物質(zhì) 的情況下，有可能造成誤判三重四極桿QQQ是由三組四極桿串接起來，第一和第三組是質(zhì)量分析器，第二組是活化室。 如果第二個(gè)質(zhì)量分析器不加電壓，QQQ就可以作用Q使用。當(dāng)然也在第一個(gè)質(zhì)量分析器后 加一個(gè)檢測(cè)器。作為Q使用有子離子掃描、母離子掃描、中性丟失掃描和多反應(yīng)選擇掃描MRM，MRM掃描主要用于 定量分析，比單極的SIM靈敏度更高。離子阱分析器它是由環(huán)行電極和上、下兩個(gè)端蓋電極構(gòu)成的三維四極場(chǎng)。原理：將離子儲(chǔ)存 在阱里，然后改變電場(chǎng)按不同質(zhì)荷比將離子推出阱外進(jìn)行檢測(cè)。離子阱有全掃描和選擇離子掃描功能，同時(shí)利用離子儲(chǔ)存技術(shù)，可以選擇任一質(zhì)量離子進(jìn)行 碰撞解離，實(shí)現(xiàn)

28、二級(jí)或多級(jí)MSn分析功能。但離子阱的全掃描和選擇離子掃描的靈敏度是 相似的。廣泛應(yīng)用于蛋白質(zhì)組學(xué)和藥物代謝分析。飛行時(shí)間質(zhì)譜TOF-MS，它與離子的飛行速度和質(zhì)量相關(guān)，線性同軸的飛行時(shí)間質(zhì)量分析 器由一段無場(chǎng)的飛行管構(gòu)成。離子束被高壓加速以肪沖方式推出離子源進(jìn)入飛行管，自由漂 移到達(dá)檢測(cè)器，由于分了質(zhì)量不同，獲得的加速度不同，質(zhì)量小的離子比大的具有較高速度，離子選到達(dá)檢測(cè)器。TOF理論上不存在質(zhì)量上限，因此在高分子量分析應(yīng)用中重要性是無敵的，目前主要應(yīng)用 在生物質(zhì)譜領(lǐng)域。扇形場(chǎng)質(zhì)量分析器：在離子源中生成的離子被幾千伏高壓加速，以一定的的曲率半徑通過電 場(chǎng)、磁場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌道半徑取決于離子的動(dòng)量、

29、質(zhì)荷比、加速電壓、磁場(chǎng)強(qiáng)度，不同質(zhì)量離 子在變化的電、磁場(chǎng)或加速電壓下被分離。配置和功能質(zhì)量范圍：質(zhì)譜儀器能檢測(cè)的最低和最高質(zhì)量。衰！1 不同類型康堡分析囂的質(zhì)量范囹版股分折器質(zhì)St 1( IU 2 1質(zhì)量限（1匚ifi用靠帽制子阱艇堆好行時(shí)間演潸1】GI55rjn &口13|郁f 1 , 111 inh 11小會(huì)十*事電荷摘f :K小分子,多電荷寓于大特：小分h中火小分f注：質(zhì)譜檢測(cè)是m/z，所以如果檢測(cè)物帶的電荷z比較多，就算它分子量大于4000，四極 桿也是能檢測(cè)的。但是GCMS上的EI、CI、FI只能給出單電荷的z=1,只有LCMS和ESI 源能給出多電子荷。準(zhǔn)確度：指離子質(zhì)量測(cè)定的準(zhǔn)

30、確性。分辨率：指質(zhì)譜分辨相鄰兩個(gè)離子質(zhì)量的能力袁I聯(lián)用的質(zhì)譚儀矗分辨率失曜質(zhì)覽停折器類&僧時(shí)桐質(zhì)常/r II - - - I ：l ； III . ：f；l| li - III 1 1叫l(wèi)oOD-Snno颼場(chǎng)新講jmnM蹈mm注：高分辨率不等于高準(zhǔn)確度的。靈敏度是和分辨率成反比的，所以不要一味追求高分辨率。掃描速度沒有最好的質(zhì)譜，只要最適合自己用的。離子源的功能是使樣品轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子，將離子聚焦并加加速進(jìn)入質(zhì)量分析器。現(xiàn)在常用的離子源有：EI、CI、FI/FD三種，而除處以外還有ESI （電噴霧離子化）和APCI （大氣壓化學(xué)電離），后兩者常用在LC/MS技術(shù)中。EI源主要由電離室（離子盒）、燈絲、離子聚焦透鏡和一對(duì)磁極組成。燈絲發(fā)射電子，經(jīng)聚 焦并在磁場(chǎng)作用下穿過離子余弦定理到達(dá)收集極。此時(shí)進(jìn)入離子化室的樣品分子在一定能量 電子的作用下發(fā)生電離，離子被聚焦、加速聚焦成離子束進(jìn)入質(zhì)量分析器。EI的優(yōu)點(diǎn)：非選擇性電離，只要樣品能氣化都能夠離子化；離子化效率高，靈敏度高；EI 譜白日做提供豐富的結(jié)構(gòu)信息，是化合物的指紋譜”；有龐大的標(biāo)準(zhǔn)譜庫供檢索，譜圖是在70eV條件下獲得的，譜圖重復(fù)性好，被稱作經(jīng)典的EI譜（是指譜圖中同位素峰的比例能反 映構(gòu)成該離子的天然同位素豐度分布規(guī)律。EI的缺點(diǎn)：樣品必須能氣化，不適于