质谱基础知识-飞行时间质谱仪原理及应用

基本原理

V
L
2V
基本原理——公式推导
m 1 m T L* L * ( )( ) 2neV 2V ne 1 m T L * ( )( ) .......... ....(n 1) 2V e
当飞行距离L和工作电压V一定时，离子飞行时间T和离子 质荷比一一对应。
飞行时间质谱仪性能指标
在线性检测器前面的加上 一组静电场反射镜，将自 由飞行中的离子反推回去， 初始能量大的离子由于初 始速度快，进入静电场反 射镜的距离长，返回时的 路程也就长，初始能量小 的离子返回时的路程短， 这样就会在返回路程的一 定位置聚焦，从而改善了 仪器的分辨能力。
V1 V2
XA1
XD1
XA2
XD2
XSF
飞行时间质谱仪
庞钧文 12210300012
质谱仪简介
质谱仪是按照离子的质荷比 (m/z)不同 ,来分离不同分子量的分 质量过滤 /分析器 离子源 子.测定分子量进行成分和结构分析. 离子的生成方式有失去或捕获电荷(如:电子发射,质子化或去质 进样部分 +++ + + + + +++ 子化) +
大气压光电离源（APPI）
主要用于芳烃、甾体等不宜用以上三种离子化的样品。
飞行时间质谱仪TOF-MS的构成
质量分析器
TOF-MS分辨率低的原因
时间分散 空间分散 能量分散
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改进方法
脉冲电离 目前, TOF -MS大都装有反射器,使离子 离子延迟引出 经过多电极组成的反射器后沿V型或W 反射器技术 型路线飞行到达检测器 ,使得分辨率可
质量分辨（Mass resolution, m/△m）：质谱仪器分 辨不同成分物质的能力；~10000 质量精度（mass accuracy）：衡量质谱仪器测量物 质成分的准确度；ppm 质量范围（mass range ）：质谱仪器测量物质成分 的质量大小范围；1~ ∞ 灵敏度（sensitivity）：质谱仪器所能测量物质成分 的最低含量；单分子检测
达20 000 以上, 最高检测质量可超过 300 000 Da,且具有很高的灵敏度。
直线式VS反射式
直线型飞行时间质谱仪的 主要缺点：分辨率低。
L
离子初始能量不同，使得 具有相同质荷比的离子达 到检测器的时间有一定分 布，造成分辨能力下降。
改进的方法
这种带有静电场反射镜的 飞行时间质谱仪被称为反 射式飞行时间质谱仪
样品板
LC或GC + + + ++ + + + + + + + + + + + + + ++ +++ +++
检 测 器
EI源
Quadruopole Ion trap Time-of-flight
电子倍增器 闪烁计数器
FAB源
MALDI源 ESI源
质谱的发展历史
1906年 J.JThomson在实验中发现带电荷离子在电磁场中的运动 轨迹与 它的质荷比(m/z)有关,并于1912年制造出第一台质谱仪. 1946年 发明飞行时间质量分析器(Time-of-flight Analyzer) 1953-1958年 出现四极杆质量分析器(Quadrupole) 1956年 GC-MS开始联用 1959年 质谱首次用于peptide sequencing 1965年 离子共振质谱出现 1968年 电喷雾离子源Electrospray Ionization 1973年 LC-MS 1974年 Fourier transform ion cyclotor resonance MS 1987-1988年 Matrise_assisted laser desorption ionization 1996年 电喷雾离子源开始用于生物大分子的研究
U
空 间 聚 焦
XS
XRef
US
反射式飞行时间质谱仪
飞行时间质谱仪的应用
质量分析器； 可以单独使用，也可以和其 他仪器串联使用
与四级杆质谱串联 与离子阱质谱串联 与粒子淌度质谱串联
广泛用于化学、生物学、环 境科学等领域。
中药分析 蛋白质组学
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飞行时间质谱仪TOF-MS的构成
离子源：
电喷雾电离源（ESI）
主要用于极性、难气化的成分在液相状态下的电离。
大气压化学电离源（APCI）
主要用于中等极性、易挥发的小分子化合物在气相状态下的电离
基质辅助激光解吸电离源（MALDI）
主要用于多肽、核苷酸、蛋白质和高分子聚合物等生物大分子的 电离