离子淌度质谱

作者：王海龙，魏开华 来源：军事医学科学院院刊 [摘要] 离子淌度质谱是离子淌度分离与质谱联用的一种新型二维质谱分析技术，离子淌度分离原理是基于离子在飘移管中与缓冲气体碰撞时的碰撞截面不同，离子可按大小和形状进行分离。经过30多年的发展，离子淌度质谱已配有多种最新的离子源及质量分析器，理论研究也日渐成熟，并在蛋白质、多肽及复杂化合物异构体分析方面越发显示出独特的优势，正在发展成为一种新型的重要分析工具。[关键词] 离子淌度；质谱；碰撞截面；理论进展 2O世纪8O年代后，由于各种软电离技术相继问世，质谱(mass spectrometry，MS)的应用拓展到对高极性、难挥发和热不稳定的生物大分子的分析研究，发展成为生物质谱，并迅速成为现代分析化学最前沿的领域之一 。离子淌度质谱(ion mobility mass spectrometry，IMMS)是离子淌度光谱(ion mobility spectrometry，IMS)技术与质谱的联用。是一种新型的二维分离质谱技术。IMS技术出现于2O世纪7O年代，由于其具有多样性的分析能力、良好的检测限及实时的检测能力，在当时受到人们广泛关注，但由于IMS分辨率较低且不能给出离子质量信息，加之当时人们对离子组成的重要性缺乏理解，因此在1976年以后，有关离子淌度的研究逐渐减少。直到2O世纪8O年代末，特别是以MALDI和ESI 为代表的各种软电离方法应用以来，IMS在化合物异构体分离方面具有的独到优势才又引起了人们的关注，相继推出了配备各种新型离子源的IMS—MS联用技术，精确的离子几何形状和淌度计算方法得到飞速发展，IMMS技术有了实质性进展。目前，IMMS已经用来检测化学战剂、爆炸物 、环境污染 、麻醉剂 、半导体及生物大分子(如肽和蛋白质类)，并显示出其强大的分析能力。1 原理与仪器组成1．1 IMMS基本原理 离子淌度(ion mobility，IM)，又称离子迁移率，是指在电场强度为1 V／m或电场力为1N时正离子或负离子的运动速度，单位为m ／V。在IMS中，离子受电场力加速的作用向前运动，运动中又与飘移区缓冲气体分子发生碰撞产生阻力使速度降低。碰撞过程中离子失去的动能可转化为内能使离子温度升高，再次的碰撞又可将升高的内能传递给气体分子，回复到系统温度 。因此，离子在运动过程中温度和速度并不保持恒定。离子之间、离子与缓冲气体之间也可能存在着静电引力与库仑斥力，决定了离子在飘移区的运动过程是极其复杂的，只能由其平均速度(即离子淌度 )或离子通过飘移区的时间td来计量。这种分离过程与色谱的分离过程类似，因此IMS在早期又被称为等离子体色谱(plasmachromatography，Pc)。为了使不同实验条件下的测量值能够相互比较，在实际应用中通常将离子淌度转换为折合离子淌度(reduced ionmobility， )，即在温度为273 K，压力为760 Tort的条件下的离子淌度，离子的大小和形状可用离子与缓冲气体发生碰撞时的平均可用截面即碰撞截面(collision Cross section，n)来衡量。由上述可知，离子淌度分离主要是基于离子的形状和大小。因此，对于用常规质谱方法不能区分的异构体或复合物等分析，这种分离手段具有独特优势。离子按淌度预分离后，再通过每一组分质荷比求得质量数，便可获得离子淌度质谱二维图谱或三维图谱(图1)。1．2 仪器组成 离子淌度质谱仪与常规质谱仪的主要区别在于前者在离子源和质量分析器之间增加了一个离子飘移管。离子飘移管通常由不导电的高纯度氧化铝制成，中间镶嵌若干不锈钢环，不锈钢环之间以高温电阻相连，两端不锈钢环之间施加驱动离子前进的电场。质量分析器可采用四极质量分析器或飞行时间质量分析器，由于四极分析器扫描离子费时较长，现在IMMS分析器多为飞行时间质谱(TOF—MS)。仪器中飘移管部分通以缓冲气体，质量分析器部分采用高真空，二者之间配以由锥体和离子透镜组成的接口。典型的离子淌度质谱的组成见图2。由于离子在飘移管中通过的时间为毫秒级，在飞行管中通过时间为微秒级，在下一组分到来前有充足的时间求得离子的质量数，因此对每一组分可在一次实验中同时求得淌度和质量数，整个实验可在1 min内完成。 有时为了获得更多的离子信息，可在飘移管前和(或)后串联使用几种质量分析器，如离子阱或四极滤质器等。2 离子淌度理论的研究进展2．1 缓冲气体对碰撞截面的影响 IMS区分离子是通过与缓冲气体分子碰撞过程而实现的，缓冲气体的种类直接影响分离过程。氮气和氦气是最常用的两种气体，氮气一般用于常规分析，氦气常用于结构分析。其他气体还有二氧化碳、六氟化硫、氨 和四氟化碳 。使用不同缓冲气体的理论研究在1975年之后便很少，即使是现在也还没有引起人们足够的重视，但在实际应用中，使用不同的气体对获得良好的分辨率和检测灵敏度相当重要。 离子的碰撞截面不仅与缓冲气体的质量数有关，而且取决于缓冲气体极化率的大小 。Matz等 研究6种苯丙胺(安非他明)衍生物在氦气、氩气、氮气与二氧化碳4种不同缓冲气体下的碰撞截面，结果显示碰撞截面随缓冲气体质量数的上升而上升，但并无严格的线性关系。而极化率与碰撞截面之间有良好的线性关系，碰撞截面随极化率的上升而上升，这也说明碰撞截面更依赖于缓冲气体的极化率而不是质量数。Els等 研究了不同浓度的氮气／二氧化碳混合气体作为缓冲气体在l0 水平分离5种氯代和溴代乙酸的情况，使用100％ 氮气，2种组分淹没在其他峰中，若在缓冲气体中加入3％二氧化碳，则能达到完全分离，表明载气的组成明显影响峰形的检出。

请问哪里有离子淌度质谱。我们想做些实验，检测小分子的。

有版友使用离子淌度质谱仪吗？它是属于什么类型的质谱仪呢？

有老板要质谱设备吗？有台orbitrap fusion三合一质谱，两个离子源，带[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相[/color][/url]，带faims淌渡，300w以内，包安装

离子淌度(ion mobility，IM)，又称离子迁移率，是指在电场强度为1 V／m或电场力为1N时正离子或负离子的运动速度，单位为m ／V。离子淌度质谱是离子淌度分离与质谱联用的一种新型二维质谱分析技术，离子淌度分离原理是基于离子在飘移管中与缓冲气体碰撞时的碰撞截面不同，离子可按大小和形状进行分离。该技术出现于2O世纪7O年代，但由于IMS分辨率较低且不能给出离子质量信息所以一直迟迟没有雄起。直到2O世纪8O年代末，特别是以MALDI和ESI 为代表的各种软电离方法应用又重新把该技术拉回了质谱的大舞台上。 2006年，水货公司推出Synapt HDMS。ASMS 2011,AB SCIEX也推出了SelexION离子淌度质谱。下面的时间就请没hold住的用户朋友讲一讲离子淌度对您的工作到底给力不给力，hold住的同学也可以积极发表对于该技术的新鲜观点。 掌声起。。。。

[color=#444444]请教，甘露糖的各种衍生物做质谱加些什么溶剂响应好容易离子化，我最近做溴代甘露糖。烯丙基甘露糖打质谱怎么也打出来，但我可以确定做出来了，做质谱的老师说让我查下甘露糖衍生物加点什么溶剂，比如甲酸之类的，是不是可以容易离子化些，拜托了。我甲醇和乙腈都当过溶剂，我是直接过完柱子进样打质谱[/color]

我想弱弱的问下：在做PAHs的时候，总离子色谱图上有几个时段已经出现饱和的情况，可是在这个相应的时段里，质谱图上还是会显示离子丰度，只不过较没饱和时的丰度相应值要下很多。在饱和的时候，灯丝和检测器不是都已经自动关闭了吗，为什么质谱图上还会出现离子的丰度值呢？

正离子模式下,D-葡萄糖质谱图中m/z等于73是怎样产生的? 这是网上找的标准的谱图

[b]用液相色谱质谱仪检测葡萄糖是用正离子模式还是负离子模式？[/b]这个选择有什么讲究？对流动相有什么要求？

热电等离子体质谱分析室真空度不够怎么回事？怎么解决？

2011 BCEIA“质谱仪器与技术评议”活动安排活动一 2011质谱技术评议--聚焦离子源时间：2011年10月13日 上午9：00-12：009:15 CaptiveSpray离子源技术与应用，布鲁克公司蒲海，9:40 解吸电晕束离子源的开发与进展，岛津公司孙文剑，10:05 封闭式可调气氛电喷雾离子源研发，好创生物朱一心，10:30 多通道直接进样系统与应用，华质泰科刘春胜，10:55 离子淌度离子源，AB 公司蒋鸿剑，地点： 北京展览馆二号馆二层第八会议室活动二 便携式气质联用仪现场评议时间：2011年10月13日 下午13：00-17：00地点： 北京展览馆二号馆二层第八会议室中国分析测试协会分析测试仪器技术评议办公室

关于质谱图中的定量离子与定性离子的确定方法：定量离子是不是以质谱图中最高的相对离子强度为定量离子，定性离子的选择则以特征离子的丰度比为选择依据啊，我是初学者，多谢指教

如果进入离子肼的物质浓度不断加大，这时质谱的扫描速度比较慢，那么特征离子的丰度会受影响，比例失真，请问为社么，原理如何？

最近做hj834半挥发有机物，需要用到DFTPP做质谱性能检查，其中有几个碎片离子相对丰度是跟基峰比，我做出来的谱图丰度最大的是442碎片离子，那几个跟基峰对比相对丰度的碎片离子是继续跟198比还是跟442比？[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/12/202012300918213505_8268_3429161_3.png[/img]

样品的离子化程度很低，进质谱后信号强度很低，有没有方法加强离子化程度，从而提高检测物质的信号离子丰度？

我用的是thermo的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]液质联用仪[/color][/url]，前段时间质谱的主板坏了，换了新的后，同样浓度的标准品峰面积和信噪比都明显降低了，而且质谱图里面的碎片离子相对丰度比发生了变化，这是为什么呢？是否需要对tune方法重新优化？

http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/brow/em09502.gif以前还真没接触过质谱，只是因为最近公司进了各种各样的质谱，看看各种牌子的，慢慢的就知道了什么ab的，bruke，micromass等等各家的质谱，也知道版友们说的QQQ，tof，traq等等是神马东西。呵呵，当然，在大虾门面前都是小菜了。 学习总是个循序渐进的过程，因为公司本身的业务要求，比较注重维修维护方面，所以先从仪器的部件下手，先了解一下各式各样的质谱的离子源啦，下面是一些离子源的小资料，供像我们这样的小菜了解了解。 液质联用和气质联用气质联用仪(GC-MS)：适宜分析小分子、易挥发、热稳定、能气化的化合物；用电子轰击方式（EI）得到的谱图，可与标准谱库对比。 GC-MS一般采用EI和CI离子源。EI：电子电离源，最常用的气相离子源，有标准谱库CI：化学电离源，可获得准分子离子。PCI，NCI液质联用(LC-MS)：不挥发性化合物分析测定，极性化合物的分析测定，热不稳定化合物的分析测定，大分子量化合物（包括蛋白、多肽、多聚物等）的分析测定；液质的离子源种类比较多，这里只列主要的几个。大气压电离（API）（包括大气压电喷雾电离ESI、大气压化学电离APCI、大气压光电离APPI）ESI 为电喷雾，即样品先带电再喷雾，带电液滴在去溶剂化过程中形成样品离子，从而被检测，对于极性大的样品效果好一些；APCI 为大气压力化学电离源，样品先形成雾，然后电晕放电针对其放电，在高压电弧中，样品被电离，然后去溶剂化形成离子，最后检测，对极性小的样品效果较好。APPI：大气压光电离源，适用于弱极性的化合物，如多环芳烃等ESI 的软电离程度较APCI 的还小，但其应用范围较APCI 的大，只有少部分ESI 做不出，可以用APCI 辅助解决问题，但是APCI还是不能解决所有ESI 解决不了的问题，一般用ESI 和 APPI 搭配使用比 ESI 和APCI 的应用范围更广一些。电喷雾电离源是一种软电离方式，即便是分子量大，稳定性差的化合物，也不会在电离过程中发生分解，它适合于分析极性强的大分子有机化合物，如蛋白质、肽、糖等。电喷雾电离源的最大特点是容易形成多电荷离子。这样，一个分子量为10000Da的分子若带有10个电荷，则其质荷比只有1000Da，进入了一般质谱仪可以分析的范围之内。根据这一特点，目前采用电喷雾电离，可以测量分子量在300000Da以上的蛋白质。电喷雾电离源是一种软电离方式，即便是分子量大，稳定性差的化合物，也不会在电离过程中发生分解，它适合于分析极性强的大分子有机化合物，如蛋白质、肽、糖等。电喷雾电离源的最大特点是容易形成多电荷离子。这样，一个分子量为10000Da的分子若带有10个电荷，则其质荷比只有1000Da，

现代质谱(MS)面临的一个主要挑战是如何在高质荷比(m/z)区域实现高质量分辨率和高精度的分析。为了提高MS的实际应用能力，了解最新技术的局限性及其在应用科学中的地位至关重要。本综述总结了高分辨质谱(HRMS)中的重要仪器和相关的研究进展，这些仪器的前沿研究将其工作范围扩展到高m/z区域。[font=&][size=14px][color=#222222]高分辨质谱[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222](HRMS)[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]在现代分析科学中具有不可或缺的作用，因为它具有精确识别未知化合物和定量样品中待测化合物的优越性能。[/color][/size][/font][font=&][size=14px][color=#222222][/color][/size][/font][font=&][size=14px][color=#222222]质量分辨率[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222](MRP)[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]、质量准确度、灵敏度和适用的质量范围是决定质谱仪性能最重要的属性。[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]MRP[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]是量化离子峰锐度的因子，人们将其定义为观察到的质量[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222](m)[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]与最大峰高的特定分数之比，在谱图中通常用质谱离子峰的半峰宽[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222](FWHM)[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]高度或[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]δm[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]表示。[/color][/size][/font][font=&][size=14px][color=#222222][/color][/size][/font][font=&][size=14px][color=#222222]具有较高[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]MRP[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]的质谱仪可以潜在地分辨更多的特征，因为它可以产生具有较高峰值容量的质谱图。[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]另一方面，质量精度是指测定的[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]m/z[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]与其精确理论值的差值；[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]质量精度可以代表测量结果的正确性。[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]高质量精度可通过几个基本要求获得，例如仪器需要具有足够的电子分辨率、高[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]MRP[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]、稳定的离子源和稳定的电气系统等。[/color][/size][/font][font=&][size=14px][color=#222222][/color][/size][/font][font=&][size=14px][color=#222222]MS[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]的灵敏度是高质量应用中的另一个关键问题。[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]它依赖于合适的样品制备和电离方法，例如电喷雾电离[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222](ESI)[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]可以从水溶性样品中产生多电荷分子，基质辅助激光解吸电离[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222](MALDI)[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]主要从固体样品中产生单电荷分子。[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]旨在提高电离效率的研究十分常见，在这里我们鼓励读者查阅相关文献和综述文章。[/color][/size][/font][font=&][size=14px][color=#222222]高分辨率仪器通常被认为是具有提供[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]10000[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]以上[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]MRP[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]的仪器。[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]通过使用具有这种[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]MRP[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]的质谱仪，人们可以在低[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]m/z[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]范围内[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]([/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]即[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222] 1[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]，如图[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]1[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]所示。[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]在高[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]m/z[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]范围内，这种分辨能力可以区分初级离子[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]([/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]即电离离子，如质子、钠离子等[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222])[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]、同位素、修饰[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]([/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]即翻译后修饰[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222][PTMs][/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]或标记[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222])[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]、微小的结构变异或与小分子相关的复合物。[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]然而，为了实现独特的元素成分分配，所需的[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]MRP[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]要高得多[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]([/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]即[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]1/δm 100)[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]。[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]我们将在下文重点介绍[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]HRMS[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]在[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]m/z[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]范围内实现[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]10000[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]左右[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]MRP[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]的关键技术。[/color][/size][/font][img]https://file.jgvogel.cn/134/upload/resources/image/352869.png?x-oss-process=image/resize,w_700,h_700[/img][font=&][size=14px]图1 质量分辨率和相应分析能力的相关性[/size][/font][size=14px][color=#000000]高分辨技术[/color][/size][font=&][size=14px][color=#222222][/color][/size][/font][font=&][size=14px][color=#222222]傅立叶变换(FT)和飞行时间(TOF)质谱是满足高m/z范围(MRP 10000和m/z 10000)中高MRP标准的两个主要质谱仪类别。[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]离子回旋共振(ICR)和轨道阱(Orbitrap)质量分析器是FTMS系列的主要成员，而TOFMS系列由几个变体组成，包括线性分析仪、反射分析仪和多反射/多转分析仪。[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]大多数FT和许多TOF质谱仪都是混合仪器，前面有四极杆质量过滤器(即Q-TOFMS)，便于串联MS分析。[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]本文不讨论磁质谱，因为它们主要用于低质量数化合物的检测，尽管它们也提供较高的MRP。[/color][/size][/font][font=&][size=14px][color=#222222][/color][/size][/font][font=&][size=14px][color=#222222]大多数质谱仪的MRP随着m/z的增加而下降。[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]例如，傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICRMS)的MRP随着m/z的增加而线性降低，而Orbitrap-MS的MRP与m/z平方根的倒数成比例。[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]因此，尽管Orbitrap在m/z= 200时提供了140000的MRP，但在m/z在10000的范围内时，MRP会降低到16000。[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]TOFMS与上述质谱仪呈现的规律不同，其MRP独立于m/z或在特定条件下随着m/z的增加而逐渐增加。[/color][/size][/font][font=&][size=14px][color=#222222][/color][/size][/font][font=&][size=14px][color=#222222][/color][/size][/font][font=&][size=14px][color=#222222]图2显示了基于MRP的商业化质谱仪的经验规律。[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]在过去的十年中，这些技术的最大MRP已经有了相当大的进步，研究人员将这些仪器的MRP推向了另一个高度。[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]表1总结了重要的商业化HRMS或其改进版本的分析特性，这些特性决定了仪器在高m/z范围内的适用性。[/color][/size][/font] [font=&][size=14px][color=#222222]我们还列出了制造商报告的低质量范围(m/z 10000的低分辨率数据。[/size][/font][font=&][size=14px][/size][/font][font=&][size=14px][/size][/font][font=&][size=14px]最近的一项研究表明，在基于Orbitrap的单粒子电荷检测(CD)技术中，人们通过在低离子计数条件下确定了大量单个离子的电荷和接近理论预测的高MRP，而这一方法以更长的采集时间作为代价。[/size][/font] [font=&][size=14px]关于大分子检测中其它电荷检测质谱法(CDMS)细节的文章可以在别处找到，这里不做赘述。[/size][/font][img]https://file.jgvogel.cn/134/upload/resources/image/352873.png?x-oss-process=image/resize,w_700,h_700[/img][font=&][size=14px]图4 在Orbitrap质谱仪上实施源内离子捕获以提高高质量结构分析能力的示意图[/size][/font][font=&][size=14px]A，仪器的修改用红色标明；B，传输平台的示意图；C，正常/源内离子捕获模式中的相对电位。该仪器实现了更有效的去溶剂化和碰撞冷却，从而提高了MRP和质量传输效率。[/size][/font][font=&][size=14px]FTMS需要复杂的长时间镜像电流瞬态测量(通常从几秒到几分钟)来获得大蛋白质的同位素分辨率，这对高通量分析是不利的。[/size][/font] [font=&][size=14px]然而，高分辨率并不总是必要的，也就是说，电荷状态的分化需要比识别细微PTM分化(例如磷酸化)相对更低的MRP。[/size][/font] [font=&][size=14px]此外，仪器需要保持超高的真空度，以确保振荡离子有足够的平均自由程；[/size][/font] [font=&][size=14px]或者，TOFMS是另一种通用的选择。[/size][/font] [font=&][size=14px]关于高扫描速度和自由空间电荷效应，我们将在下一节讨论。[/size][/font][font=&][size=14px][color=#021eaa][/color][/size][/font][font=&][size=14px][color=#021eaa]3、飞行时间质谱[/color][/size][/font][font=&][size=14px]飞行时间质谱仪根据离子飞越无磁场区域的时间来分析离子，由此可以推断出它们的m/z。[/size][/font] [font=&][size=14px]在为离子提供势能(qU，其中U是离子源的电势)的电场下，离子源区域会产生离子。[/size][/font] [font=&][size=14px]在离子产生之后，离子被抽出并加速到封闭在飞行管内的无场区域。[/size][/font] [font=&][size=14px]加速过程将离子的势能转化为进入无场区域前的动能()。[/size][/font] [font=&][size=14px]在无场区域内，不同m/z的离子表现出不同的速度。[/size][/font] [font=&][size=14px]飞行时间(t)和离子质量(m)之间的简化关系为：[/size][/font][font=&][size=14px]其中L为无场区域的长度。[/size][/font] [font=&][size=14px]在TOFMS中，MRP可以转换为时间t/(2Δt)。[/size][/font] [font=&][size=14px]由于t随L呈线性变化，因此目前的共识是原则上飞行管长度越长，MRP越高。[/size][/font] [font=&][size=14px]根据定义，降低Δt可以实现更高的MRP。[/size][/font][font=&][size=14px][/size][/font][font=&][size=14px]为了在飞行时间质谱中获得较高的MRP，电离时离子的能量和空间扩散需要最小化。[/size][/font] [font=&][size=14px]值得注意的是，能量扩散随着离子m/z的增加而增加。[/size][/font] [font=&][size=14px]提高飞行时间质谱仪MRP的两个最重要的技术是离子延迟引出和反射器技术。[/size][/font] [font=&][size=14px]离子延迟引出在Wiley和McLaren (1955)介绍的两级离子源中完成。[/size][/font] [font=&][size=14px]这种离子源的第一阶段是电离发生。[/size][/font] [font=&][size=14px]电离后，离子被引出，并被一个温和的电场推向第二阶段。[/size][/font] [font=&][size=14px]第二阶段用强电场将离子加速到它们朝向无场区域飞行的最终速度。[/size][/font] [font=&][size=14px]当进入无场区域时，不同m/z的离子通过它们到达检测器表面的时间而被分离。[/size][/font] [font=&][size=14px]延迟引出是在电离后的第一级施加较短的延迟电压，延迟范围在几十纳秒到低微秒之间的一种方法。[/size][/font] [font=&][size=14px]它有效地最小化了离子的初始能量扩散对到达时间的影响。[/size][/font][font=&][size=14px][/size][/font][font=&][size=14px]另一方面，反射器使用飞行管中的环形电极堆来产生电场，以反射离子的轨迹。[/size][/font] [font=&][size=14px]反射器可以进一步补偿离子在反射过程中的能量差异，因为初始能量较高的离子会在反射器中传输更深，而初始能量较低的离子会传输更浅，如图5所示。[/size][/font] [font=&][size=14px]通过适当选择反射器后的飞行距离，具有相同m/z但不同初始能量的离子将同时到达探测器，实现飞行时间聚焦效果。[/size][/font] [font=&][size=14px]使用反射器的另一个优点是飞行距离的增加，这可以增加t和MRP。[/size][/font][img]https://file.jgvogel.cn/134/upload/resources/image/352874.png?x-oss-process=image/resize,w_700,h_700[/img][font=&][size=14px]图5 飞行时间质谱仪中反射器的示意图[/size][/font][font=&][size=14px]具有较高动能的离子在反射器中穿透得更深，促进了检测器的聚焦效果。[/size][/font][font=&][size=14px][/size][/font][font=&][size=14px]自20世纪60年代以来，TOFMS一直是最受欢迎的技术之一。[/size][/font] [font=&][size=14px]在线性飞行时间质谱仪中，基本上不存在质量上限，因为离子经过电势加速后会沿着直线向检测器传输。[/size][/font] [font=&][size=14px]由于离子运动不受射频电场的控制，轨迹与m/z无关，常规线性模式飞行时间质量分析仪可以检测MDa水平的离子(即使用专用的基质分子，电荷检测器，或专门的低温离子探测器，如下所述)，尽管其灵敏度和MRP都没有完全优化。[/size][/font] [font=&][size=14px]为了获得高分辨率光谱图，典型的TOF质谱仪是在反射模式下运行的，在低质量范围内提供大约10000–60000的MRP。[/size][/font] [font=&][size=14px]尽管其MRP在大多数质量范围内低于FTMS，但TOFMS的扫描速度比FTMS快2-3个数量级，可完美匹配联用分析系统。[/size][/font][font=&][size=14px][/size][/font][font=&][size=14px]TOFMS中有几个变化进一步增强了MRP。[/size][/font] [font=&][size=14px]最有吸引力的解决方案是安装静电扇区或多个反射器，以增加飞行距离。[/size][/font] [font=&][size=14px]一个例子是多圈或螺旋飞行时间质谱仪，它可以很容易地将飞行距离延长到几十米以上。[/size][/font] [font=&][size=14px]对于m/z约为10000的离子，这种仪器的最大MRP超过20000。[/size][/font] [font=&][size=14px]虽然飞行时间质谱基本上没有质量上限，但最大可观测m/z仍然受到一些关键因素的限制，包括样品制备、电离、离子轨迹、检测器特性等。[/size][/font] [font=&][size=14px]这种仪器方面的限制主要是指用于检测大分子的离子检测器的灵敏度。[/size][/font] [font=&][size=14px]例如，传统微通道板(MCP)检测器的灵敏度随着离子速度的降低而降低。[/size][/font] [font=&][size=14px]由于较高的m/z离子表现出较低的速度，这种检测器对于大分子分析是低效的。[/size][/font] [font=&][size=14px]为了克服这一问题，其中一个有效的解决方案是用更灵敏的替代物取代MCP检测器，例如通过能量感应撞击离子的能量敏感型低温检测器。[/size][/font] [font=&][size=14px]低温检测器可以将飞行时间质谱的质量上限提高到大约2 MDa。[/size][/font] [font=&][size=14px]低温探测器的缺点是响应时间长，通常在微秒范围内，这会导致较高的δt产生。[/size][/font] [font=&][size=14px]响应时间比传统的MCPs长两个数量级以上，无法产生高分辨率的质谱图。[/size][/font][font=&][size=14px][/size][/font][font=&][size=14px]TOFMS的另一个不可避免的问题是检测器偏向于检测低质量的离子，该问题主要是由于低质量离子导致的检测器饱和所致。[/size][/font] [font=&][size=14px]这种偏差源于MCP检测器在离子撞击表面后恢复其离子记录能力所需的时间。[/size][/font] [font=&][size=14px]在恢复时间窗口内，同一检测器区域的离子传输受到阻碍。[/size][/font] [font=&][size=14px]由于质谱通常存在低m/z的杂质离子，这些杂质离子可能是与基质相关的分子或较大离子的碎片，因此对高m/z离子的灵敏度要低得多。[/size][/font] [font=&][size=14px]人们可以通过改变检测器电压来调整增益效果，从而降低偏好程度；[/size][/font] [font=&][size=14px]也可以通过离子或检测器门控来使该问题最小化，以保持检测器在高m/z范围内的灵敏度。[/size][/font] [font=&][size=14px]有一种动态仪器优化方法被证明可以将灵敏度提高2-3倍。[/size][/font][font=&][size=14px][/size][/font][font=&][size=14px]TOFMS的另一个限制是，质谱仪存在离子损失现象，反射器不适合分析高m/z离子。[/size][/font] [font=&][size=14px]这种损失可能是由于离子在进入反射器之前在飞行管中的亚稳态衰减，因此它们在不同的时间到达检测器。[/size][/font] [font=&][size=14px]反射器的另一个可能的问题是较高的m/z离子具有较宽的发散角，使得离子轨迹在反射后偏离检测器轴。[/size][/font] [font=&][size=14px]为了进行高m/z离子的检测，人们通常通过商用化的TOF仪以线性模式进行实验，但这不可避免地会降低光谱的MRP。[/size][/font] [font=&][size=14px]人们发展了一种综合的计算方法来预测线性飞行时间质谱仪的最终构型，这表明离子源区域的尺寸以及引出电压和延迟的组合在MRP的改进中起着关键作用。[/size][/font][font=&][size=14px][color=#021eaa][/color][/size][/font][font=&][size=14px][color=#021eaa]4、正交和四极杆飞行时间质谱[/color][/size][/font][font=&][size=14px]串联质谱(MS[/size][/font] [font=&]n[/font] [font=&][size=14px])是一种技术，该技术在概念上集成了两个或多个质量分析器，可以提高质谱破译复杂化合物信息的能力。[/size][/font] [font=&][size=14px]最初开发于20世纪80年代初的四极杆-飞行时间(Q-TOF) MS已成为高分辨率和高质量应用中最常见的混合仪器之一。[/size][/font] [font=&][size=14px]四极质量分析器包括四个平行的双曲线或圆柱形杆状电极，并通过调节直流(DC)电压和RF电压的频率和幅度来传输或存储特定m/z的离子。[/size][/font] [font=&][size=14px]四极质量分析器通常设计紧凑，且需要低真空，并且具有很高的离子容量。[/size][/font] [font=&][size=14px]四极杆质量分析仪兼容各种电离技术（如ESI和MALDI）以及离子激活方法（例如电子激活解离和光诱导解离）。[/size][/font] [font=&][size=14px]四极杆质量分析器的主要缺点包括对离子传输、质量检测范围和质量分辨能力(通常为单位质量分辨率)的限制。[/size][/font] [font=&][size=14px]混合Q-TOFMS得到了广泛的认可，因为它保留了双方的优点(分别是选择性和高MRP )，而没有增加缺点。[/size][/font][font=&][size=14px][/size][/font][font=&][size=14px]离子传输效率的提高使得在Q-TOFMS中检测大分子化合物成为可能。[/size][/font] [font=&][size=14px]根据RF频率和振幅以及杆组件的直径，传统的四极杆质量分析仪可以在高达4000的有限m/z下运行。[/size][/font] [font=&][size=14px]Q-TOFMS通过增加四极杆区内的压力进而促进对大分子径向运动的碰撞冷却，导致了离子传输效率的提高。[/size][/font] [font=&][size=14px]Q-TOFMS通过将四极杆的射频频率降低至300 kHz，实现了更宽的m/z范围至40000(一种蛋白质复合物，m/z为38150的GroEL伴侣蛋白)。[/size][/font] [font=&][size=14px]在这种情况下，不同的真空泵保持着高压，包括紧挨在取样锥后面的一个室(10 mbar)、六极周围的一个金属套筒(局部压力为8×10[/size][/font] [font=&]3[/font] [font=&][size=14px] mbar)和一个碰撞室(1.5×10[/size][/font] [font=&]2 [/font] [font=&][size=14px]mbar)。[/size][/font] [font=&][size=14px]正交TOF区域中的离子传输效率也通过在离子透镜上使用低计数网格和较低重复率的离子反射器(即加速前的传输时间为410 μs)而得到提高。[/size][/font] [font=&][size=14px]可检测的m/z超过85000(碘化铯簇)，在m/z约为84000时信噪比(SNR)为5。[/size][/font] [font=&][size=14px]在串联MS模式下，四极杆具有窄带质量过滤器，因此只有窄m/z范围内的(前体)离子被传输到TOF区域，从而提高了检测动态范围和信噪比。[/size][/font] [font=&][size=14px]理论上，四极杆质量分析仪传输的离子比设定值高4-5倍：[/size][/font] [font=&][size=14px]将离子传输的m/z设置为32000应传输m/z为128000-160000的离子。[/size][/font] [font=&][size=14px]随着电离和检测效率的进一步提高，Q-TOFMS可以继续检测超过90000的m/z离子。[/size][/font][font=&][size=14px][/size][/font][font=&][size=14px][/size][/font][font=&][size=14px]此外，在Q-TOF质谱仪中，离子光学已得到改进，以实现更好的MRP以及质量相关传输。[/size][/font] [font=&][size=14px]低温度系数陶瓷垫片的使用可以减少温度引起的质量漂移，该瓷片可以利用对称屏蔽对所有电极进行更好的离子聚焦；[/size][/font] [font=&][size=14px]与之前的模型相比，MRP提高了约35%。[/size][/font] [font=&][size=14px]离子从四极杆通过正交TOF转移至检测器，这进一步改变了离子光学设计理念。[/size][/font] [font=&][size=14px]更详细地说， “步进式转移时间”可以调整不同m/z的离子从碰撞单元行进到正交加速单元的时间。[/size][/font] [font=&][size=14px]使用较大的入口孔径和较高的加速场，探测效率提高了30%。[/size][/font][font=&][size=14px][/size][/font][font=&][size=14px]最近，离子淌度谱(IMS)是一种集成到飞行时间质谱中的一种技术。[/size][/font] [font=&][size=14px]IMS的加入为大分子分析提供了另一个分离维度，在电场的影响以及缓冲气体的存在下，具有不同迁移率或平均碰撞横截面的离子根据不同的淌度信息被分离开。[/size][/font] [font=&][size=14px]与四极杆质量分析仪类似，离子淌度池具有减少能量分布、降低化学噪音、提高检测动态范围和传导MS[/size][/font] [font=&]n[/font] [font=&][size=14px]的优势。[/size][/font] [font=&][size=14px]IMS的各种设计，例如行波离子迁移谱(TWIMS)、捕集离子迁移谱(TIMS)和环形离子淌度(cIM)，都被证明可以增强淌度分离和离子传输。[/size][/font][font=&][size=14px][/size][/font][font=&][size=14px]首个市售的IMS-Q-TOFMS于2006年推出(Waters，Synapt high definition MS[HDMS])。含有TW堆叠环形离子导向器的离子淌度池取代了六极杆，有效地将离子从离子源区域桥接至四极杆质量分析器，并消除了不需要的中性物质。在该系统中，位于四极杆和正交TOF之间的“TRIWAVE”系统(捕集、IM和转移池)不仅能实现淌度分离，还能激活离子，因此有利于定量结构分析。TIMS的工作原理是通过使用电场推动离子与逆流的中性漂移气体分子不断碰撞，从而分离离子。TIMS质谱于2016年才商业化，并因其对天然大分子组装体的结构解析能力而广受欢迎。现代的IMS-Q-TOFMS可以在m/z 10000以上提供平均50000的MRP[/size][/font] [font=&][size=14px]。[/size][/font][font=&][size=14px][color=#021eaa][/color][/size][/font][size=14px][color=#000000]5、数据处理技术[/color][/size][font=&][size=14px]由于数据复杂性和分析要求的增加，数据处理是HRMS的另一个重要部分。[/size][/font] [font=&][size=14px]与仪器的重大发展相反，数据处理可能是提高数据质量的一种有效而方便的手段。[/size][/font] [font=&][size=14px]在傅立叶变换质谱(FTMS)中，数据处理尤为重要，因为在傅里叶变换之前对原始数据进行校正、滤波和变迹是获得谱图的常见做法。[/size][/font] [font=&][size=14px]例如，人们发现相位校正可以显著提高FT-ICRMS的光谱质量，包括SNR、MRP和质量准确度。[/size][/font] [font=&][size=14px]在其他质谱数据中，离线或采集后处理提高了分子鉴定的谱图质量。[/size][/font] [font=&][size=14px]例如，人们可以通过波变换、翘曲函数以及其他方法提高峰值检测和降噪的效率。[/size][/font][font=&][size=14px][/size][/font][font=&][size=14px][/size][/font][font=&][size=14px]研究表明，充分的校准可以将质量准确度提高一个数量级以上。[/size][/font] [font=&][size=14px]另一方面，采集后数据校准可以通过比较多个光谱以自校准方式进行。[/size][/font] [font=&][size=14px]复杂光谱中蛋白质的鉴定也可以通过使用多峰拟合和模拟技术提高蛋白含量来实现。[/size][/font] [font=&][size=14px]相比之下，人们通过使用简单的峰对齐算法(而不是使用复杂的校准函数)，就可以实现在线的自校准[/size][/font]

想请教一下大家，最近我们清洗了质谱 waters的 quattro micro。 清洗过程包括：甲酸擦拭，纯水去甲酸，50%甲醇水，100%的纯甲醇，清洗完成后，发现仪器的灵敏度比清洗前下降了不少，TIC总离子流较低了30%左右，想问问大家这个可能是什么原因造成的，还有一个问题就是，离子源内靠近加热棒附近有一颗小小的螺丝，有人说这螺丝不要旋的太多也不要太少，我想问问这可螺丝到底是做什么用的呢？

离子阱质谱进行代谢产物的定性鉴识，在已经优化了色谱条件的情况下，质谱设定有没有什么特别的规定？问1：口服给药较高的剂量大鼠，收集尿液进行定性鉴识，采用固相萃取浓缩10倍，才可以检测到，浓缩5倍，2倍，检测的代谢产物较少，因此想知道在仪器设定上有什么特别的要求没有？就是质谱参数这一块，怎么能够提高检测灵敏度？问2：3级质谱扫描的结果往往都不好，很多的3级质谱都没有结果，也就是现在除了浓度特别高的以外，大多数的都是只有2级质谱的结果。请问是不是参数设定上有问题？因为实验对象是代谢产物，所以浓度低，但是也有在文献中看到别人尿液稀释后进样也有测定出结果的，因此想问问，代谢产物鉴识，离子阱质谱有什么特别的设定要求？

多接收等离子体质谱仪、稳定同位素室、负离子热表面电离质谱仪配套设备有哪些？如：等离子体质谱仪室：配备等离子体质谱仪、真空泵、水循环系统、稳压电源、不间断电源、温湿度计，除湿机、空气净化机、气瓶柜（如需要）、氩气净化机（如需要）；

[size=15px][size=16px][size=15px]离子阱[/size][/size]和[size=16px][size=15px]四极杆[/size][/size]质谱虽然都是台式质谱的质量分析器，原理类似，但是结构却大不同。[/size][color=#163397]离子阱结构[/color][img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/81/93/68193c25c7fd64c5e04befbf2fbc92a9.png[/img][align=left][size=15px][color=#000000]顾名思义，[/color][/size][color=#000000][size=15px]离子阱[/size][/color][size=15px][color=#000000]是个“陷阱”，四极杆是四根杆。离子阱像一只煮饭用的锅，上下两个端盖电极可以想象成锅盖和锅底，中心各开了一个孔，离子从上面进来下面出去，周围的环状电极（一圈）就是锅壁，离子就被限制在这个锅里运动，不同质荷比m/z的离子在阱里有不同的运动轨道，进来的离子就在特定的轨道上旋转，改变射频电压，可以让特定质荷比的离子从下面出来，进入检测器，而其他的离子继续被关在阱里旋转运动。[/color][/size][/align][color=#163397]四极杆结构[/color][img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/16/50/61650edc06c7ada0aeae2cc0940ade1e.png[/img][align=left][size=15px][color=#000000]四极杆[/color][/size][size=15px][color=#000000]是离子从左边入口进去，飞过四根杆中间的区域，右边出口出来，到达检测器。[/color][/size][/align][size=15px]正因为结构不同，离子阱和四极杆在实际运用中区别很大：[/size][size=15px][/size][i][color=#ffffff]01[/color][/i][size=15px][color=#000000]离子阱中的离子数目必须要控制，因为离子之间互相有库仑力，会发生相互碰撞，离子越多，碰撞概率越高，这叫做空间电荷效应。[/color][/size][i][color=#ffffff]02[/color][/i][size=15px][color=#000000]离子阱的定性问题：空间电荷效应是离子阱一切问题的根源。不管什么样的离子阱，不管怎么去控制阱里面的离子数量，这个效应一直存在。离子互相碰撞会产生离子反应，离子反应的结果导致：[/color][/size][size=14px]（1）创造出样品中不存在的离子，给定性带来极大的困扰，专业术语叫“鬼峰（ghost peak）”。[/size][size=14px]（2）谱库检索匹配度低，质谱的定性依赖于谱库检索，所谓匹配度低，是指离子阱的谱图和标准谱库中的谱图相似性低，比较难确定被测物到底是不是谱库中那个东西。举个例子，现在人脸识别的准确度很高，但是如果拍出来的照片是糊的或者五官变形的，当然就识别不出来或者会张冠李戴。谱库检索匹配度低的原因：存在鬼峰、碎片离子强度比例畸变等。[/size][size=14px]（3）定性结果不稳定，据用户反映，离子阱[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质联用[/color][/url]如果进样量不同，或者样品的前处理方法不同（如用不同的溶剂萃取），出来的碎片谱图可能会不一样。[/size][i][color=#ffffff]03[/color][/i][size=15px][color=#000000]离子阱的定量问题：由于阱内离子数量要控制，所以如果样品中杂质很多，那么被测物的离子数量就会减少，导致灵敏度降低，空间电荷效应增强，所以离子阱不适合做很脏的样品，如果是一次又要做上百种VOC，离子的种类和数量非常多，空间电荷效应大大增强，定性定量结果都会混乱。定量的重复性（RSD）也会差很多，一般RSD比四极杆要高几倍。[/color][/size][i][color=#ffffff]04[/color][/i][size=15px][color=#000000]四极杆的空间电荷效应很低，所以在定性定量上没有离子阱的问题，谱库匹配度很高，从而成为小型质谱的主流。 [/color][/size][color=#021eaa]离子阱的优点[/color][size=15px]1、结构简单，体积小，容易抽真空，所以便携式质谱会采用离子阱。[/size][size=15px]2、由于离子阱可以将某个离子限制在阱里面做轨道运动，所以可以对这个离子做二次碎裂（一般做法是加入氦气，让氦气分子和离子进行碰撞碎裂），对二次碎裂后产生的碎片离子再进行碎裂，产生三级碎片，这个叫做多级质谱。离子阱比较容易实现多级质谱，所以对某个特点物质的定性，多级质谱是个很有用的工具。当然多级质谱也有很多局限，很多化合物在阱里面不一定能被二次碎裂，即打不碎，而且离子阱碎片有三分之一效应，即质荷比是母离子1/3以下的碎片都观察不到，对定性结论造成不确定性，所以多级质谱存在打不碎或者看不到的问题。多级质谱适合对某一个或者几个化合物的分子进行定性研究，要对上百种VOC化合物进行多级质谱显然很不现实。[/size][size=14px][/size][size=15px][color=#000000] 离子阱的发明人获得过[/color][/size][size=15px][color=#000000]诺贝尔奖[/color][/size][size=15px][color=#000000]，离子阱商品化的仪器已经接近40年，但产品销售量很少，一直没有成为主流的检测仪器，为什么？所谓主流的检测仪器就是在检测部门使用的，要求定性定量的结果准确可靠，而离子阱达不到检测部门的要求，所以目前仅仅局限在[/color][/size][size=15px][color=#ab1942]科研市场[/color][/size][size=15px][color=#000000]有一定应用。[/color][/size][size=15px][color=#000000] 离子阱质谱的商品化首先是赛默飞世尔推广出来的，但10年前赛默飞世尔取消了离子阱[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]的生产，因为离子阱[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]每年销量实在差强人意。另外一个离子阱[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]的主要制造商是瓦里安，但是自10年前安捷伦收购瓦里安以后，很快将[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]离子阱产品线停掉。所以目前进口的几大质谱厂商，已经没有人做离子阱[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质联用[/color][/url]了。[/color][/size][color=#ffffff]结论[/color][size=15px][color=#d92142]离子阱技术是多级质谱的科研手段，根本无法做同时进样117种VOCs。另外高浓度样品污染后系统很难维护，定性定量结果会与实际样品有巨大偏差，这个技术不适合在线MS在环境场景复杂应用[/color][/size]