质谱高分辨率质量分析器

[em02] 由国家环境分析测试中心承建的二垩英实验室的主要设备，高分辨率质谱已经吊装完毕拉！一台将近1.4吨重的东西被顺利的吊上了三楼的实验室，真是不容易呀！[em02]

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]

为什么高分辨质谱可以高分辨率，怎么做到的？

【参数解读】解析质谱质量分析器的技术参数及评价http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20130605/4775892/在液质联用仪中，比较常见的就是三种质量分析器，包括四级杆分析器、飞行时间质量分析器和离子肼，他们组成结构以及原理上也存在不同。◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆列举部分仪器的个别参数，供参考：质量范围：m/z 10-3000amu。质量数稳定性： ±0.1 m/z最大扫描速率： ≥ 5000 Da/s。质量精度：≤0.1amu动态范围：（有动态与静态之分吗）〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓分割线〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓解析总结：1、质量范围大小与什么相关？范围大，会影响精确度吗？质量范围大小和仪器的整体硬件有关，如RF电压等；四级杆的质量范围和四极杆加的电压有关，范围越大，精度越差。有这样一个公式： Mm=7000000Vm/(f*f*r*r)，其中Mm表示最大质量数范围，Vm是RF信号交流分量的最大幅度，f为RF的频率，r为四极场半径。2、你认为质谱的质量数稳定性应该为多少合适？质量数稳定性，要看用途，普通的定量分析±0.1 m/z就可以了，要是定性要求比较高，就用高分辨率质谱，可以到0.0001 m/z。一般认为0.1m/z不会影响定量的准确。3、扫描速率对测试有什么影响？扫描速率越快，单位时间内采集数据点数越多，结果越真实。因为目前都是用三重四级杆定量的，所以测试的时候都是MRM模式，这个方式对于扫描速度没有什么关系，它的测试速度的快慢和循环时间相关=dwell time+pause time；当然速度越快的话，能够在MRM定量的时候获得一个相对粗的定性信息，这对测试也是有一定帮助的。4、说说你知道的各质量分析器主要使用领域。当前来看串联四级杆的气质和液质主要应用在定量为主的领域，比方说国家的商检系统，质量技术监督局系统，高校的检测中心等。 离子阱分析器还主要应用在定性的领域如：药物的结构分析，分离的天然产物结构分析，有机物的合成分析等研究开发。5、你认为各种质量分析器的优缺点是什么？高分辨质谱侧重于做定性分析，因为这种质谱能够给出物质的精确分子量，随着仪器设备水平的提高定量的效果也越来越好了。 四级杆质谱定量效果好大家公认，但毕竟是低分辨的质谱，离子阱质谱可以做多级结构的分析，定性效果好，但定量速度没有四级杆高。 高分辨质谱定性是主打，定量效果越来越好，但价格贵啊。四级杆主要是用于定量，离子阱偏重于获得化合物的结构信息，TOF偏重于获得分子量信息。在这里面四级杆速度最快，离子阱和TOF的速度相对慢一些。要想获得一个化合物的真正定性的话，最好是选择离子阱和TOF的结合。6、你的实验室质谱仪都是什么质量分析器，谈谈对它的看法。实验室里的都是四极杆和离子阱居多，日常使用都差不多，离子阱可深入学习的东西更多。

高分辨率质谱有什么优势？只是相邻的峰之间分离度高了吗？

[color=#444444]大家有没有遇到过 高分辨率质谱出现比分子离子峰的分子量还大的峰？[/color][color=#444444]这三个峰每相邻都差大概28，算了一下明显不是2M峰，【M+1】为479.9159, 3个大峰是683.5448, 711.5760, 739.6082.[/color][color=#444444]结构式一个喹啉环再连上一个 I 和1个1,2-二硫环戊4-烯-3-硫酮的片段。[/color][color=#444444]具体结构就不画啦！[/color][color=#444444]谢谢大家啦[/color]

比如GC或者LC分不开的峰，通过串联高分辨率质谱，是不是能够分开？按照GC,LC两个或几个峰是重叠或部分重叠一起的，会一同到达离子源，那么如此是否能够通过高分辨率的质量分析器（如TOF或Orbitarp，FT-ICR-MS）分开这类化合物？

[color=#444444]西服碱做高分辨率质谱用什么离子源[/color]

[url=http://www.f-lab.cn/microscopes-system/picotweezers.html][b]高分辨率光镊系统[/b][/url]采用了德国picotweezers技术的细胞单分子力学捕获系统,是全球领先的超高分辨率激光光镊系统,是进口光镊品牌中具有超低光镊价格Optical Tweezers产品.[b]高分辨率光镊系统[/b]不仅具有光镊功能,还提供微视图像计算能力,非常方便单细胞生物力学分析.[b]高分辨率光镊系统通[/b]常与德国蔡司Axiovert、AxioA1或D1型显微镜配套使用,配备1W或5W的红外光纤激光器,提供激光捕获力高达400pN~2nN范围。高分辨率光镊系统配备压电定位位移台,在XYZ三轴三个方向具有200μm分辨率的扫描能力.[b]高分辨率光镊系统[/b]还具有视频分析功能,至少2.5nm的横向和轴向分辨率，其图像拍摄速率为200帧/秒，X、Y、Z互相成像速度为400赫兹，可对生物大分子进行0.1PN作用力分辨率的实时分析。[img=高分辨率光镊系统]http://www.f-lab.cn/Upload/ionovation-explorer.jpg[/img] [b]高分辨率光镊系统特色[/b]定量分析,在三维方向实现0.1 PN分辨率的生物为微力分析最大光阱捕获力可在1 W光纤激光器下达到400 PN通过光镊实现对捕获对象精度为纳米级别的操控 [b][b]高分辨率光镊系统[/b]应用[/b]单分子与活细胞的操控和分析 弹性模量分析、微流控分析 分子相互作用、纳米孔分析 [color=#666666][color=#000000]高分辨率光镊系统：[url]http://www.f-lab.cn/microscopes-system/picotweezers.html[/url][/color][/color]

所谓分辨本领，是指质谱仪分开相邻质量数离子的能力。质谱仪的分辨本领由几个因素决定：（i）离子通道的半径；(ii）加速器与收集器狭缝宽度；（iii）离子源的性质。质谱仪的分辨本领几乎决定了仪器的价格。分辨率在500左右的质谱仪可以满足一般有机分析的要求，此类仪器的质量分析器一般是四极滤质器、离子阱等，仪器价格相对较低。若要进行准确的同位素质量及有机分子质量的准确测定，则需要使用分辨率大于10000的高分辨率质谱仪，这类质谱仪一般采用双聚焦磁式质量分析器。目前这种仪器分辨率可达100000，当然其价格也将会是低分辨率仪器的4倍以上。

分辨率指的是相邻两个峰的分离能力，在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]中，它主要由柱子来决定。在质谱中它主要是由质量分析器来决定。在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]中，分辨率与监测器的响应速度也有一定的关系，但现在的监测器响应速度一般都没有问题。灵敏度指的是单位进样量的响应值，与噪音无关，检出限是用2.5或是2倍信噪比表示。信噪比可以简单地理解为就是检测信号与干扰信号的比值，干扰大则检出限和检测精度低。分辨率和灵敏度有一定关系，如果灵敏度很低，比较容易达到高分辨率。在部分质量分析器中，这两者成反比关系。欢迎大家指正！

请问api4000 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]液质联用仪[/color][/url]是高分辨率质谱吗

[b]1.基本原理[/b]在离子源的出口处，离子的动能为[img=image.png,132,52]https://i2.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643167362417733.png[/img]（1）式中，m为离子质量；q为离子电荷；V[sub]s[/sub]为离子源电压。[b]（1）离子在磁场中的运动 [/b]如果离子运动方向和磁场方向垂直，离子所受到的磁场力F[sub]M[/sub]的大小如式（2）所示。[img=image.png,97,30]https://i2.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643167362609171.png[/img]（2）向心力与磁场力相等，因而有[img=image.png,205,56]https://i2.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643167363983837.png[/img]（3）离子在磁场中的运动如图1所示。 [img=image.png,500,252]https://i2.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643167364125938.png[/img]图1 离子在磁场中的运动当把离子的初始动能（离子在离子源出口处的动能）考虑进来时［式（1）］，就有[img=image.png,103,69]https://i2.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643167365259925.png[/img]（4）如果离子在磁场中作圆周运动的半径r一定，那么在给定的磁场强度B下，只有拥有相应m/q值的离子能够通过该质量分析器。随时间改变磁场强度B即可依次观察到不同m/q的离子。除了固定半径r，通过扫描磁场强度来依次检测离子外，还可以利用具有相同动能、不同质荷比的离子具有不同的运动半径r这一特性来进行检测。具体检测方法还将在“2.工作方式”部分详细阐述。注意到，从式（1）和式（4）可以得到如下关系式：[img=image.png,124,68]https://i2.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643167365867400.png[/img]（5）这一结果说明，在一定磁场强度下，具有一定电荷和质量的离子会因其动能不同而分散这样的分散会影响质谱的分辨率。为了避免这一情况，动能分散必须加以控制。这是通过添加静电分析器来实现的。[b]（2）离子在静电场中的运动 [/b]假设由圆柱体电容器产生一个静电场，轨道形状为圆形，速度方向一直垂直于该电场方向。那么就有如下关系式：[img=image.png,113,61]https://i2.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643167365251860.png[/img]（6）式中，E为静电场强度。引入初始动能公式，则有[img=image.png,88,60]https://i2.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643167366557255.png[/img]（7）由式（7）可以看出，离子运动半径与离子质量是无关的，静电场并不是一个质量分析器，而是一个动能分析器。扇形静电场根据动能不同来分离离子。因而可以用来对磁分析器中的动能分散现象加以校正。具体内容参见后面“②能量聚焦”部分内容。[b]（3）扇形电磁质量分析器的色散效应 [/b]质量分析器的分辨率与离子在质量分析器出口处的色散情况有关：如果离子进入电场或磁场时具有不同的动能，那么它们的运动轨道半径将不同，这叫作能量色散；如果离子进入电场或磁场时的角度不同，那么随着离子在场中的运动，这一差别可能会越来越大，这叫作角度色散。[b]①扇形电磁质量分析器的方向聚焦能力[/b] 正如前面所讲到的，当一个离子进入磁场时的运动方向正好垂直于磁场边缘时，该离子在磁场中将做圆周运动。如果另一个离子以一定的角度（α）进入磁场，它的运动半径仍与前者相同，两者将在离开扇形磁场后一定距离后再次会聚（见图2）。因此，正确选择扇形磁场的尺寸将可以聚焦进入磁场的离子束。而当离子进入扇形电场的运动方向垂直于电场边缘时，该离子在电场中将作曲线运动。然而，当离子的初始运动方向与电场方向不垂直时，离子的运动轨迹长度将与其初始运动方向有关：如初始运动方向靠近电场外沿，则运动轨迹长度较长；相反，则较短（见图3）这一现象也可以用来进行方向聚焦，只需选择恰当的扇形电场尺寸即可。[img=image.png,500,358]https://i2.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643167366868959.png[/img]图2 扇形磁场分析器的方向聚焦示意图 [img=image.png,500,237]https://i2.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643167367167962.png[/img]图3 扇形电场分析器的方向聚焦[b]②能量聚焦[/b] 由前面的叙述我们得知，磁场具有方向聚焦、质量色散和能量色散的功能，而静电场具有方向聚焦、能量色散的功能。当一束具有不同动能的离子从离子源发出进入扇形电场和磁场分析器后，会产生能量分散和方向聚焦。如果具有相同能量分散的扇形电场和扇形磁场按如图4所示的方式组合，离子源发出的离子首先经过聚焦进入电场，电场将不同动能的离子加以区分后，离子又进入磁分析器。磁分析器根据离子的m/z值对离子加以区分，同时，也会将具有不同动能的离子聚集到不同的位置。原则上说，两种分析器由于离子动能不同都会造成能量分散，但该分散的方向恰好相反，因而只要恰当安排这两种分析器，能量分散现象就会相互抵消。经过这两个场之后，质量相同而能量（即速度）有分散的离子就能重新聚集在检测器的同一点。[img=image.png,500,225]https://i2.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643167371621283.png[/img]图4 扇形电磁质量分析器示意图[b]2.工作方式[/b]扇形电磁质量分析器最简单的工作方式就是保持加速电压不变，通过扫描磁场强度来实现不同质荷比离子的分别检测。经典的磁质谱并不太适合快速扫描，这是由诸多原因造成的，如磁场的快速变化引起的磁滞现象和涡电流现象等。因而该质谱不能与需要快速扫描的色谱技术联用。新的电磁铁制造技术使这个问题得到了一定程度的解决。另一种工作方式是电压扫描，即磁场强度不变，电场强度改变。扇形电场分析器的电压与加速电压是相关联的。这种扫描方式没有了磁滞现象的影响，因而质荷比与加速电压的关系是线性的，可以得到较好的质量准确度。此外，电磁质量分析器可以以峰匹配的模式进行工作即保持磁场强度不变，扇形电场和加速电压在根小的质荷比范围内进行扫描。这种方式可以提供最佳的准确度和质量分辨能力，适合于分析质量非常接近的两种离子或在高分辨率下确定元素组成的分析中。[b]3.性能参数[/b]扇形电磁质量分析器的分辨能力和准确度与其工作方式有很大关系。在最佳的峰匹配工作模式下，该类仪器可以获得高达100000的分辨率分辨率的大小由狭缝宽度所控制，要得到较高的分辨率，必须减小狭缝宽度，而这意味着进入分析器的离子数量减少。因而，扇形电磁质量分析器的灵敏度和分辨率是两个相互制约的因素。扇形电磁质量分析器所能分析的质荷比上限取决于磁体本身。此外，加速电压越高，所能测到的质荷比范围越小；而加速电压越高，灵敏度越高。因而需权衡质荷比范围和灵敏度二者的关系。商用的扇形电磁质量分析器所给出的质荷比测定范围为10kTh。扇形电磁质量分析器通常具有很好的重现性、很好的定量分析能力以及很宽的动态分析范围。这是因为在该种分析过程中，离子在离子源处较短的停留时间以及较短的分析器中飞行时间减少了离子与中性分子或其他离子之间的相互干扰，缩小了空间电荷效应。通常，扇形电磁质量分析器的定量分析能力是所有质谱类型当中最强的。分析速度与分析器的工作方式有很大的关系。扫描速率会对分析器的分辨率和质量准确度造成影响，因而如果要得到高质量的分析数据，那么就得考虑降低扫描速率。扇形电磁质量分析器与连续离子源（如ESI、SIMS、ICP、EI、Cl等）的兼容性非常好，尽管有 MALDI与扇形质量分析器相连接的报道，但它其实并不太适合与脉冲式离子源进行连接，扇形仪器通常都较其他质量分析仪（如TOF、四极杆和离子阱）更贵，体积也更庞大。[b]4.发展历史和现状[/b]在1910年左右，Thomson用磁场和电场来分离具有不同质量和能量的离子。几年之后，Dempster 利用可变的磁场来扫描一定的m/z区域。高分辨、双聚焦的质量分析器分别由 Mattauch 和 Herzog在20世纪30年代、 Johnson和Nier在20世纪50年代研制而成。若干年前，双聚焦扇形分析器是质谱仪中的佼佼者，它在绝大多数方面都表现出非常好的能力，除了质量分析范围不如飞行时间质谱（TOF）宽外，在 MALDI出现之前，质荷比范围上限m/z＝10kTh已经足够了。四个扇形分析器的质谱仪可以用来获得MS/MS数据，但仪器体积过于庞大。近年来，根据分析过程的具体要求，这些仪器大都被Q-TOF和 FTICR所取代。Q-TOF能够提供很好的MS/MS数据，并且体积小，价格也比电磁分析器要低很多。如果要实现高分辨率和高质量准确度， FTICR（或后来发展的轨道离子阱）更能适应要求，且所占空间也更小。然而，扇形电磁质量分析器在高分辨率定量分析方面的地位仍是不可动摇的，如确定同位素比例、分析有毒物质及其类似物（如二噁英）方面。由于这些分析都是小分子范围甚至是原子级的，因而现代扇形电磁质量分析器大都是双扇形电磁质量分析器，这相对来说较为节省空间

气相离子能够被适当的电场或磁场在空间或时间上按照质荷比的大小进行分离。广义地说，能够将气态离子进行分离分辨的器件就是质量分析器。在质谱仪器中，也使用或研究过多种多样的质量分析器，这里我们就集中对质量分析器做一个认识和探讨。本期主题：质谱质量分析器的类型、区别及特点讨论内容：1、你的仪器质量分析器的类型及主要使用领域是什么？2、你认为各种质量分析器的优点是什么？3、根据应用，我们应该如何来选择适合的质量分析器？...................等等相关的讨论筒子们，赶快参与吧，让新手也好对质谱有个全面了解~~~==========质=谱=比=较=帖=子=汇=总==========1、无机质谱与有机质谱的离子体形成区别http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20120503/4012287/2、气质与液质的离子源区别http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20120505/4016562/3、ICPMS、GCMS、LCMS气体的选择与使用http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20120507/4019049/4、质谱的进样方式与进样接口的区别http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20120510/4025193/5、质谱质量分析器的类型、区别及特点http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20120519/4042099/6、高分辨质谱与低分辨质谱的区别http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20120525/4053208/

[B][size=4]离子阱质谱计的研究现状及其进展[/size][/B]离子阱质量分析器中离子的运动在数学上可用二阶线性微分方程--Mathieu方程的解来描述,利用离子在Mathieu方程解的稳定性图中所具有的特性,可实现离子的质谱扫描.离子阱质谱计的小型化主要集中在对离子阱质谱计各组成部分(离子源、质量分析器、离子检测、真空系统)的小型化上.随着科技的不断发展,离子阱质谱计体积的小型化,分析对象的不断扩大,仪器性能上实现大质量范围、高分辨率和高灵敏度,以及成本的有效降低等,将是离子阱质谱计相关研究的主要趋势. [img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=111590]离子阱质谱计的研究现状及其进展[/url][B][size=4]四极杆质量分析器的研究现状及进展[/size][/B]四极杆质谱计是目前最成熟、应用最广泛的小型质谱计之一.四极杆质量分析器通过在双曲面四极杆上接入射频信号产生四极场,离子在四极场中受到强聚焦作用而向分析器的中心轴聚焦.四极杆质量分析器中离子的运动在数学上可用二阶线性微分方程Mathieu方程的解来描述,利用离子在Mathieu方程解的稳定性图中所具有的特性,可实现离子的质谱扫描.经过五十多年的发展,四极杆质谱计已成为一种技术相当成熟的商用仪器,其相关研究近年来呈现出上升趋势,体积小型化,分析对象不断扩大,仪器性能实现高分辨、大质量范围、快速分析以及成本低价化将是四极杆质谱计相关研究的主要趋势. [img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=111591]四极杆质量分析器的研究现状及进展[/url]

磁式质量分析器又称单聚焦质量分析器，具有结构简单、操作方便等特点，见图1。由于磁式质量分析器只做方向聚焦，故分辨能力较低。在电动力学里，运动的带电粒子会受到磁场的作用力，这个力又叫作洛伦兹力。洛伦兹力定律是一个基本公理，不是从别的理论推导出来的定律，而是由多次重复完成的实验所得到的同样的结果。假设初始速度为0质量为m、电荷为z的离子，在加速电压U作用下，进入磁场强度为B的磁场内，会受到磁场力的作用发生偏转。在加速电压的作用下，离子在进入磁场时的瞬时速度v为: D＝（2Uz/m）[sup]1/2[/sup]在磁场中受到与运动方向垂直的磁场力的作用发生偏离，离子运动轨道变成圆周运动，即 mu[sup]2[/sup]/r＝Bzv合并两式，质荷比m/z等于: m/z＝r[sup]2[/sup]B[sup]2[/sup]/2U式中，r为偏转轨道半径；m是原子量单位；z是离子的电荷量。该方程式为磁式质谱的基本方程。从方程式可知偏转轨道半径r为:r＝（1/B）（2Um/z）[sup]1/2[/sup]从该式可知，只要改变加速电压U和磁场强度B的数值，就可使不同质荷比（m/z）的离子运动轨道半径相同。这就是磁式质量分析器工作的基本原理。在离子加速电压不变的条件下，改变磁场强度B的数值，就可使不同质荷比（m/z）离子沿一个固定运动轨迹到达离子接收器。[img=39f8a0dace71923d12022fcea072a59.jpg]https://i2.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643179072768968.jpg[/img]图1 磁式质量分析器示意图磁式质量分析器的工作原理是依照带电粒子的质荷比来分离的，而且上面公式（ D＝（2Uz/m）[sup]1/2[/sup]）的一个理想条件是离子的初始动能为0，进入磁场的动能完全由加速电压来决定。但实际上离子在离子化和加速过程中初始动能并不相同且不等于0，如果同一质量的离子进入磁场时能量不同，它的运动轨迹也会不同，这就无法实现同一质量数离子的正常聚焦。这种离子能量分散现象会严重影响仪器的分辨率。为了克服离子能量分散对分辨率的影响，通常会在磁分析器前面加一个静电分析器，利用静电分析器对离子进行能量聚集，这就是我们下面要介绍的双聚焦质量分析器。

我是质谱分析的初学者，想请教个问题。在质谱分析中，用四极杆作质量分析器，用液相进样系统，若想测量质量数超过2000的标准样品，但质量数超过不是太多，选用什么物质作为标准样品比较合适？若计算分辨率的话，相邻同位素峰选取那个峰比较合适？

我们对有机化合物(一种药物）已经用四大光谱做了结构确认，其中用到高分辨率质谱，但是客户要求要我们做元素分析，我自己认为做了高分辨率质谱就没必要做元素分析了，不知道我的想法是不是正确的。哪位高人能给点意见。如果我的想法是正确的，能不能帮我做个专业点的解释，我好回给客户，如果不正确，能不能帮我们分析一下两者有什么区别，哪个用于做元素分析更好？

我们有一原料药，已经用四大光谱做了结构确认，其中用了高分辨率质谱，可是客户要根据法规要求要我们做元素分析，我自己认为高分辨率质谱做了就没必要做元素分析了，不知道我的想法是否正确，如果正确，哪位高人能帮我做一个专业的解释，我好解释给客户。如果不正确，两者在做元素分析方面有什么区别，哪一个更好，帮忙分析一下，先谢谢各位高人了！

质谱仪是分离和检测不同同位素的仪器。质量分析器是质谱仪器的核心，由质量分析器的不同构成了不同种类的质谱仪器。是将离子源产生的离子按m/z顺序分开并排列成谱的仪器。[align=center][url=https://www.antpedia.com/batch.download.php?aid=269216][img]https://i3.antpedia.com/attachments/2020/03/105659_202003201526121.jpg[/img][/url][/align]　　常见的质量分析仪器包括四极杆质量分析器 、离子阱质量分析器、傅立叶变换离子回旋共振（FT-ICR） 以及飞行时间质量分析器（TOF）。　　四极杆质谱分析器是目前最成熟、应用最广泛的小型质谱计之一。在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]-质谱( GC/MS)和[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]-质谱(LC/MS) 联用仪中,四极杆是最常用的质量分析器之一。　　离子阱质量分析器具有灵敏度高、质量范围大、结构简单、可实现多级串联质谱MSn等优点。　　飞行时间质谱计检测离子的质荷比是没有上限的，这就特别适合于生物大分子的测定。　　傅立叶变换离子回旋共振（FT-ICR）的分辨率极高，远远超过其它质谱分析器，可完成多级（时间上）串联质谱的操作，可采用各种电离方式，便于与色谱仪联机；具有灵敏度高、质量范围宽、速度快、性能可靠等优点

[b]质量分析[/b][font=&]其作用是将电离室中生成的离子按质荷比(m/z)大小分开，进行质谱检测。常见质量分析器有:[/font][b]四极质量分析器(quadrupoleanalyzer)[/b][font=&]原理:由四根平行圆柱形电极组成，电极分为两组，分别加上直流电压和一定频率的交流电压。样品离子沿电极间轴向进入电场后，在极性相反的电极间振荡，只有质荷比在某个范围的离子才能通过四极杆，到达检测器，其余离子因振幅过大与电极碰撞，放电中和后被抽走。因此，改变电压或频率，可使不同质荷比的离子依次到达检测器，被分离检测。[/font][b]扇形质量分析器[/b][font=&]磁式扇形质量分析器(magnetic-sector massanalyzer)被电场加速的离子进入磁场后，运动轨道弯曲了，离子轨道偏转可用公式表示:当H，V一定时，只有某一质荷比的离子能通过狭缝到达检测器。[/font][font=&]特点:分辨率低，对质量同、能量不同的离子分辨较困难。[/font][b]双聚焦质量分析器[/b][font=&](double-focusing massassay)由一个静电分析器和一个磁分析器组成，静电分析器允许有某个能量的离子通过，并按不同能量聚焦，先后进入磁分析器，经过两次聚焦，大大提高了分辨率。[/font]

高分辨质谱　　用低分辨质谱测定时,分子的质量数都是整数表示,如CO、N2、C2H4和CH2N的质量都是28。如果用高分辨质谱测定就能得到如C2H4＝28.031299，CH2N=28.018723，因此，根据高分辨质谱所测得的精密质量就可以对结构加以剖析和区别　　小分子化合物确定结构式有多种方法，NMR，高分辨质谱(由于每个元素的原子量实际都是小数的，通过高分辨质谱可以直接获得化学式！　　其中高分辨质谱我们强烈推荐THERMO LTQ ORBITRAP　　Orbitrap具有高分辨率[最高可达45万半峰全宽（FWHM）]，高质量精度（0.1×10-6~1×10-6），质量范围宽，动态范围广的优点，可提供大范围的定性和定量分析，并且克服了其他高分辨质谱如傅里叶变换离子回旋共振（FTICR）质谱、飞行时间（TOF）质谱的尺寸大，维护与操作复杂的缺点。　　在药物分析的应用　　此段摘取贺美莲 郭常川 石峰 姜玮 所著的《Orbitrap高分辨质谱技术在药物分析领域中的应用进展》　　在药物代谢方面的应用　　Orbitrap高分辨质谱可以在很宽的质量范围内生成全扫描数据，同时提供组分的定性和定量分析[21]。此外，在各种生物基质（如血浆、血清，尿液等）中的药物代谢物分析需要复杂的前处理过程，而Orbitrap质谱对于复杂生物基质中的痕量分析物也可进行准确的分析，从而简化了样品前处理过程。基于这些优势，Orbitrap质谱已成为药物代谢研究中强有力的分析工具　　在中药组分分析方面的应用　　Orbitrap串联超高效[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱仪[/color][/url]实现单针进样即可高通量获取中药中的成百上千化合物的定性和定量信息，能够显著提高中药复杂体系中化学成分的快速分析鉴定能力。　　中药由于成分复杂，对于其真正起治疗作用的化学成分往往不够清晰。应用二维[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]串联LTQ-Orbitrap质谱对丹参中的酚酸和双萜类成分进行定性和定量分析。根据裂解机制和高分辨MSn数据，共鉴定或初步表征了102个化合物，同时检测到丹参样品中的14个生物活性化合物，其中10个酚酸类和4个双萜类，这些成分是丹参发挥心血管疾病治疗作用的主要成分。　　从中药中探索新的化学实体是筛选候选药物的重要来源。采用Orbitrap高分辨质谱鉴定蛇麻花中具有潜在抗菌活性的化合物，对钩藤中的92个吲哚生物碱进行系统表征并发现56个新的潜在生物活性分子，进一步明确了钩藤治疗作用的物质基础。　　在药品杂质检查方面的应用　　杂质检查是药品质量安全评价的重要环节。得益于其强大的定性和定量分析性能，Orbitrap技术可为原料药中杂质和药物降解产物研究提供强有力的支持。采用超高效[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]串联紫外检测器和高分辨质谱检测器（UPLC-UV-LTQ-Orbitrap）对左旋甲状腺素的氧化降解杂质进行鉴定，利用时间分辨的高分辨质谱数据和自动数据处理的结合能够推断出单个化合物基础上杂质形成的动力学及其形成机制；通过比较降解曲线，总共识别了4个主要类型的甲状腺素降解杂质的产生路径。　　采用超高效[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]串联Orbitrap质谱仪对伊潘立酮降解杂质进行分离和鉴定，通过[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url]/MS分析共鉴定了7种降解杂质，并发现在水解和氧化条件下，伊潘立酮是不稳定的。　　在中成药非法添加筛查方面的应用　　[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]串联高分辨质谱技术不仅可以用来筛查已知的非法添加成分，还可以发现并鉴定复杂基质中的未知成分，先后对中成药中非法添加的磷酸二酯酶-5抑制剂、降糖药和糖皮质激素的筛查和鉴定进行了研究。在63批次中成药和34批次保健品样本的检测中，共有7批保健品检测到降糖药，涉及二甲双胍、苯乙双胍和格列本脲等在非法添加糖皮质激素的检测中，分析物响应与质量浓度（1.0~1 000 ngmL-1）呈良好的线性关系，回归系数（r2）大于0.999 0，所有分析物检测下限（LODs）为1.0 ngmL-1，在42批中成药中共有22批样品检测到醋酸泼尼松，其中1批样品同时检测到了泼尼松和醋酸氢化可的松。　　在蛋白质组学的应用　　目前广泛使用的用于蛋白质鉴定的质谱分析主要使用两种类型质谱：一种是MALDI-TOF直接对分子量进行测量；另一种是使用ESI-MS高分辨率质谱分析电喷雾得到的多电荷信号，然后对信号进行去卷积分析，获得精确分子量数值。这两种方法各有其优点及适用的领域　　采用直接MALDI-TOF进行分子量测定的主要问题是，MALDI-TOF质谱仪在不同质量区域内分辨率差别很大，分子量越大，分辨率越低。因此当样品为大分子蛋白质样品（比如抗体类药物）时，MALDI-TOF无法测得精确分子量，更不用说对蛋白质的糖基化等修饰形式进行分析。　　(1) 抗体类蛋白质药物的精确分子量测定　　抗体类蛋白质药物是生物医药界非常重要的一类样品，这些蛋白质分子的分子量非常大，一般情况下150KDa左右。因此在没有高分辨率质谱仪的情况下，要对这类蛋白质进行精确分子量测定是困难的。　　在高分辨率质谱仪，特别是orbitrap原理的质谱仪出现以后，抗体类蛋白质的去卷积分子量测定变得容易实现。　　(2) 还原后抗体类样品的不同亚基精确分子量测定　　抗体类蛋白质样品通过还原，可以将轻链和重链分开，然后通过HPLC分离，在线进行MS分析得到亚基的精确分子量。　　(3) 小分子量（25KDa）蛋白质样品的精确分子量测定　　常用蛋白质样品包括抗体类蛋白质（150 KDa），同时也包括一些相对较小的蛋白质分子。对着这些相对较小的蛋白质，进行[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url]分析，并去卷积分析得到精确分子量，不需要太高的分辨率即可实现（早期的离子阱，如LTQ就可以实现对小分子量蛋白质的分子量测定）。　　高分辨率质谱可以对蛋白质样品（约10-150KDa）进行精确分子量测定，精度达到1Da左右，可以满足分析蛋白质的修饰状态（比如糖基化、磷酸化、氧化、C末端K缺失情况等），并可以对这些修饰情况进行定量分析

对于ms，分辨率和灵敏度是一对矛盾，追求一个方面必然牺牲另一个方面，原因是什么？另外，对于四级杆质量分析器的质量歧视效应，是不是因为 为了 保证高质量端的分辨率不变而牺牲的灵敏度 导致的现象？另外：是不是所有的质量分析器都有质量歧视效应？高端质谱 不牺牲灵敏度的高分辨 除外啊，不讨论那个

看资料说 对于有些质量分析器，提高分辨率就要牺牲灵敏度（tof），但是看thermo的仪器介绍说离子阱还是轨道阱 可以不牺牲灵敏度的提高分辨率，这个是什么原因？请教行家 指点一二另外 二者是矛盾的原因是什么？和扫描速度（离子驻停时间长短）有关系吗？还是其他原因？最近看资料 有点不太明白

[color=#444444]做的化合物的高分辨率质谱，负离子模式的，分子量为949，怎么会出现这么多+46和+113，求高人解答一二[/color][color=#444444][img]http://muchongimg.xmcimg.com/oss2/img/2019/0218/bw156h8256704_1550469901_552.png[/img][/color]

各位论坛的老师你们好，学生刚接触此方向，请教个有关超高分辨率傅里叶光谱仪的问题：超高分辨率傅里叶红外光谱仪的意义在哪里？具体实现起来有哪些技术难度不能被攻克？

质量分析器是利用电磁场（包括磁场、磁场与电场组合、高频电场、高频脉冲电场等）的作用将来自离子源的离子束中不同质荷比的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相[/color][/url]离子按空间位置、时间先后或运动轨道稳定与否等形式分离的装置。[b]1.质量分析器种类[/b]质量分析器依据不同方式将离子源中生成的样品离子按质荷比m/z的大小分开。质量分析器主要分为:扇形磁场，飞行时间质量分析器，四极杆质量分析器，离子阱，傅里叶变换离子回旋共振分析器。扇形磁场是历史上最早出现的质量分析器，其利用不同质荷比的带电离子在稳定磁场内偏转的半径不同，将离子分开检测。飞行时间质量分析器则是利用不同质荷比的离子经加速电压加速后，飞过一定距离所需的时间不同，即质荷比小的离子飞行速度快，先到达检测器，质荷比大的飞行速度慢则后到，从而获得分离。四极杆、离子阱、傅里叶变换离子回旋共振、轨道阱等质量分析器是利用离子囚禁技术来实现对带电离子的捕获、储存、筛选及分离，即根据离子振动频率的方式来区分。质荷比小的离子，频率较大，质荷比大的离子，频率较小。四极杆质量分析器由四根相互平行并均匀安置的金属杆构成，离子进入后，在交变电场作用下产生振荡，在一定的电场强度和频率下，只有较窄质荷比范围的离子有稳定的运动轨迹，能通过四极杆电极到达检测器，其他离子则由于振幅大而撞到极杆上，实现不同质荷比离子的分离检测。离子阱质量分析器由一个环形电极和两个端盖电极组成，当环电极施加射频电压，两个端电极接地时，就会形成一个电势阱，使离子能够长时间地囚禁于阱内，通过调整扫描参数，使离子运动的频率增加，当和外加频率共振时，离子从外场吸收能量、轨迹变大、抛出阱外而被检测。傅里叶变换离子回旋共振（FTICR）质量分析器是根据磁场中离子回旋频率来测量离子质荷比（m/z）。彭宁阱（Penning trap）捕获的离子被垂直于磁场的振荡电场激发形成一个更大的回旋半径，当回旋的离子束接近一对捕集板时，捕集板上会检测到感应电流信号。通过傅里叶变换，可以将这些电流信号转换成质谱信号。轨道阱（orbitrap）质量分析器是近年来发展的一种新型的质量分析器，其是利用作用在纺锤形电极上的静电场将离子束缚，通过测定离子轴向场的谐振运动频率来确定其质荷比。[b]2.质量分析器性能指标[/b]衡量一个质量分析器性能主要有5个指标:质量分析范围、分析速度、传输效率、质量精度和质量分辨率。质量分析范围决定了质量分析器可以分析离子的m/的上下限。通常用Th或u来表示一个离子带一个单位的正电荷，即z=1。分析速度又称扫描速度，用来描述质量分析器分析某段特定质量范围的速度。通常用每秒可以分析的质量单位（u/s）或每毫秒可以分析的质量单位（u/ms）表示。传输效率指的是可以到达检测器和进入质量分析器的离子数目的比值。传输效率包括在分析器的其他部分的离子丢失，如通过质量分析器前和后的电子透镜所丢失的离子。质量精度是指质谱仪测量m/z精确度的描述，它主要是指理论值m/Z理论和测量值m/Z测量值之间的差距。它可以用毫质量单位即mmu来表示，也可以用百万分之一（[img=CodeCogsEqn(1).gif]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643166392876602.gif[/img]）来表示。质量精度在很大程度上与仪器的稳定性和分辨率有关。质量分辨率，或者也可以说是分辨能力。分辨率指的是仪器可以获得两个具有微小质量差别的离子所对应信号的能力。两个质量峰被认为区分的条件是:当使用磁场或离子回旋共振分析器时，两个峰之间的峰谷的强度不高于两峰之间较弱峰强的10%，当使用四极杆、离子阱、TOF时，不高于50％。如果用△m来表示两个具有质量分别为m和m+△m的质谱峰可以被分开的最小质量，则分辨率R的定义为R=m/△m。[table][tr][td][b]项目[/b][/td][td][b]扇形磁场（magnetic）[/b][/td][td][b]飞行时间（TOP）[/b][/td][td][b]四级杆（quadrupole）[/b][/td][td][b]离子阱（ion trap）[/b][/td][td][b]傅里叶变换离子回旋共振（FTICR）[/b][/td][td][b]轨道阱（orbitrap）[/b][/td][/tr][tr][td]质量范围[/td][td]20000Th[/td][td]1000000Th[/td][td]4000Th[/td][td]6000Th[/td][td]30000Th[/td][td]50000Th[/td][/tr][tr][td]分辨率[/td][td]100000[/td][td]5000[/td][td]2000[/td][td]4000[/td][td]500000[/td][td]100000[/td][/tr][tr][td]质量精度[/td][td]10[img=CodeCogsEqn(19).gif]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643166392926197.gif[/img][/td][td]200[img=CodeCogsEqn(19).gif]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643166393329357.gif[/img][/td][td]100[img=CodeCogsEqn(19).gif]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643166393370078.gif[/img][/td][td]100[img=CodeCogsEqn(19).gif]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643166393225800.gif[/img][/td][td]5[img=CodeCogsEqn(19).gif]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643166393208659.gif[/img][/td][td]5[img=CodeCogsEqn(19).gif]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643166394336945.gif[/img][/td][/tr][tr][td]离子进入方式[/td][td]连续[/td][td]脉冲[/td][td]连续[/td][td]脉冲[/td][td]脉冲[/td][td]脉冲[/td][/tr][tr][td]工作压力[/td][td][img=CodeCogsEqn(20).gif]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643166394700923.gif[/img]Torr[/td][td][img=CodeCogsEqn(20).gif]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643166394998738.gif[/img]Torr[/td][td][img=CodeCogsEqn(21).gif]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643166394184126.gif[/img]Torr[/td][td][img=10的-3.gif]http://www.ewg1990.com/upload/image/20190116/10%E7%9A%84-33576495.gif[/img]Torr[/td][td][img=CodeCogsEqn(22).gif]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643166395141047.gif[/img]Torr[/td][td][img=CodeCogsEqn(22).gif]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643166395961052.gif[/img]Torr[/td][/tr][/table]表1常见质量分析器性能参数[b]3.质量分析器的特点及联用[/b]每个质量分析器都有其优缺点。如扇形磁场质量分析器重现性好，能够较快地进行扫描，但在目前出现的小型化质量分析器中，其所占的比重不大，因为如果降低磁场体积和重量将极大地影响磁场的强度，从而大大削弱其分析性能；四极杆质量分析器结构简单，易加工，成本低，但是其分辨率不高，杆体易被污染，维护和装调难度较大；离子阱质量分析器体积小，可在较高压力下（如0.1Pa）工作，能方便地进行级联质谱检测，尤其在质谱仪器小型化研制中具有无可比拟的优势；傅里叶变换离子回旋共振质量分析器具有更高的灵敏度和分辨率，但价格昂贵；飞行时间质量分析器最大的特点是检测离子的质量范围较大，适用于大分子化合物的分析。为了将质量分析器的优势最大化，可以把不同的质量分析器按一定顺序结合来实现仪器的通用性，在同一台质谱仪器上实现多种功能，如四极杆飞行时间质量分析器、离子阱-飞行时间质量分析器、离子阱-傅里叶变换离子回旋共振质量分析器等。质量分析器的联用可以分析由第一级质量分析器筛选出的离子碎裂后的碎片谱图。从筛选出的离子获得的碎片具有时间依赖性，可以在其后的质量分析器观察到。同时这些仪器允许碎裂的离子继续进行下一级的碎裂，形成多级碎片（[img=CodeCogsEqn(10).gif]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643166395559110.gif[/img]），并且被检测到

大家好：对于质谱质量分析器的选择方面我主要有以下疑问，可能有一些搞笑，希望有能之士帮忙解答一下。 飞行时间质谱：（1）分子量的范围？我们一般测量的范围为1000以下，不知道是不适用 （2）只能检测到母离子峰吗？是不是只能做一级质谱？没有碎片离子峰？ （3）飞行时间质谱一般会和液相连接吗？有液质连用吗？ （4）如果没有碎片信息，在结构推导上是不是比离子肼质谱要差一些 （5）我主要用来定性，安捷伦的工程师一直推荐飞行时间质谱定性，而不推荐离子肼，所以疑问重重。 离子肼质谱：（1）是不是因为假阳性结果太多，而面临淘汰危险。我不要花了大价钱结果没用两年就面临丢弃的危险。 （2）为什么现在厂家基本不怎么推荐。 （3）定性能力是不是不及飞行时间质谱（我是说对一个未知结构的样品）。 三重四极杆质谱：定量能力大家都认可，如果用来定性，是不是与单四极杆质谱差不多，没有优良的优势？ 单四极杆：（1）可以得到母离子峰，可以作为化学合成定向推测，但分辨率是不不够好。 （2）用于定性，推测未知结构杂质是不是不行 （3）有碎片离子峰吗？我们买这台仪器的主要目的是：用于定性，用于合成中控定性，鉴定是否是目标合成物，初步推测药物降解的未知杂质结构，请问大家，哪种比较适合本公司呢？