质谱仪发展历史
质谱分析
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8 质谱8.1 概述质谱分析是现代物理、化学以及材料领域内使用的一个极为重要的工具。
从第一台质谱仪的出现至今已有80年历史。
早期的质谱仪器主要用于测定原子质量、同位素的相对丰度,以及研究电子碰撞过程等物理领域。
第二次世界大战时期,为了适应原子能工业和石油化学工业的需要,质谱法在化学分析中的应用受到了重视。
以后由于出现了高性能的双聚焦质谱仪,这种仪器对复杂有机分子所得的谱图,分辨率高,重现性好,因而成为测定有机化合物结构的一种重要手段。
60年代末,色谱-质谱联用技术因分子分离器的出现而日趋完善,使气相色谱法的高效能分离混合物的特点,与质谱法的高分辨事鉴定化会场的特点相结合,加上电子计算机的应用,这样就大大地提高了质谱仪器的效能,扩展了质谱法的工作领域。
近年来各种类型的质谱仪器相继问世,而质谱仪器的心脏—离子源,也是多种多样的,因此质谱法已日益广泛地应用于原子能、石油化工、电子、医药、食品、材料等工业生产部门,农业科学研究部门,以及核物理、电子与离子物理、同位素地质学、有机化学、生物化学、地球化学、无机化学、临床化学、考古、环境监测、空间探索等科学技术领域。
质谱法具有独特的电离过程及分离方式,从中所获得的信息直接与样品的结构相关,不仅能得到样品中各种同位素的比值,而且还能给出样品的结构和组成。
因此,质谱学已成为有机、无机、高分子材料结构分析的有力工具。
已高分子材料为例,由于高分子材料的分子量较大,而且不易挥发,所以无法直接用质谱进行鉴定。
但通过软电离方法却可有效地测定各种塑料、橡胶、纤维的主体结构单元以及高分子材料中所使用的各种添加剂的化学结构。
应用热裂解—质谱或热裂解-气相色谱-质谱,可分别获得不同高分子结构特征的热裂解产物,从而进一步揭示聚合物的链节以及序列分布。
这在研究高分子的结构与性质关系方面可发挥很大的作用。
辉光放电质谱(GDMS)和火花源质谱(SSMS)是进行高纯固体材料全面分析的两种主要分析技术。
质谱仪发展史
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质谱仪发展史质谱仪是一种用于分析物质成分的仪器,它的发展历程经历了多个阶段。
以下是对质谱仪发展史的简要概述:1.早期发展质谱仪的概念最早可以追溯到19世纪末期,当时英国科学家汤姆逊提出了将气体引入磁场中,利用不同粒子的质量与速度的差异实现粒子分离的方法。
这种方法后来被称为“质谱仪”。
然而,早期的质谱仪技术存在很多局限性,例如无法实现对复杂样品的分析等。
2.第二次世界大战时期在第二次世界大战期间,质谱仪得到了进一步的发展和应用。
战争的需求推动了分析技术的发展,质谱仪开始被广泛应用于对军需品的检测和研究中。
在战争期间,一些科学家对质谱仪进行了改进和优化,提高了其准确性和灵敏度。
3.1945年以后的发展1945年以后,随着科技的进步和实验室设备的改进,质谱仪的技术得到了进一步的发展。
新型的质谱仪开始出现,例如双聚焦质谱仪和飞行时间质谱仪等。
这些新型质谱仪具有更高的分辨率、灵敏度和准确性。
此外,计算机技术的进步也为质谱数据的处理和分析提供了便利。
4.现代质谱仪技术现代质谱仪技术采用了多种新型技术和方法,例如电喷雾离子化、大气压化学电离和基质辅助激光解吸电离等。
这些方法的应用使得质谱仪可以实现对更多样品的准确分析,尤其适用于复杂样品的分析。
同时,现代质谱仪技术的操作也更加简便和自动化。
5.应用领域扩展随着质谱仪技术的不断发展和完善,其应用领域也在不断扩展。
如今,质谱仪被广泛应用于化学、生物学、医学、环境科学、地球科学、材料科学等多个领域。
例如,在化学领域中,质谱仪被用于研究化学反应的机理和合成产物的结构;在生物学领域中,质谱仪被用于蛋白质组学和代谢组学的研究;在医学领域中,质谱仪被用于药物开发和疾病诊断等。
6.未来发展趋势未来,质谱仪技术的发展将更加注重高灵敏度、高分辨率和高度自动化的方向。
随着人工智能和机器学习技术的发展,智能化和自动化程度更高的新型质谱仪将陆续出现。
此外,随着环境问题和健康问题的日益突出,质谱仪在环境监测和医学诊断等领域的应用也将更加广泛。
质谱技术的发展和应用
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质谱技术的发展和应用质谱技术简介质谱技术是对样品中化学元素、分子结构、分子量以及离子含量的定量与定性分析方法,是一种高灵敏度、高精度的分析技术。
可以说,质谱技术已经成为了当今科学研究、医学检测和环境监测等领域中必不可少的技术手段之一。
质谱技术的历史质谱技术的历史可以追溯到1913年,当时英国物理学家汤普森在进行电子研究时首次发现了电子的存在。
接下来的几十年,科学家们陆续提出了各种不同的质谱仪,如质谱行程管、磁扭曲飞行器等。
1960年代,薛定谔提出了“质谱仪第一原理”,质谱技术得以在基础理论上更加完善。
1970年代,质谱技术加速发展而成为独立的科学领域,极大地促进了化学、物理等领域中的科学研究。
质谱技术的主要类型质谱技术主要包括以下几种类型:1.电子轰击离子源电子轰击离子源是最早的离子源之一,其原理是利用高能量电子轰击固态或气态样品,产生快速电子、离子、分子以及中性粒子等。
这种离子源具有反应速度快、灵敏度高等优点,可以用于分析有机、无机物质以及生物大分子。
2.电喷雾离子源电喷雾离子源是目前应用最广泛的离子源之一,其原理是将样品溶解于混合溶剂中,通过电场作用产生微滴,并在电子或激光作用下离子化。
该离子源具有产生离子多样、灵敏度高以及对复杂样品适用性好等优点。
3.热电离离子源热电离离子源是一种高温电子电离技术,其优点在于操作简单、产物稳定以及检测效率高等。
该离子源广泛应用于质谱仪与分子束实验室等领域。
质谱技术的应用领域质谱技术的应用领域非常广泛,不仅在大学科研中被广泛使用,还在医学、环境监测、食品安全等领域中发挥着关键作用。
1.医学应用在医学领域,质谱技术广泛应用于分离、鉴定以及分析生物化学分子,如蛋白质、代谢产物等。
通过质谱技术的分析,可以在疾病早期进行检测,有效预防与治疗相关疾病。
2.环境监测在环境领域中,质谱技术被广泛用于空气、水、土壤等样品的化学分析和检测。
借助于质谱技术分析环境样品,能够对空气、水源及土壤污染的情况、影响程度等进行全面、准确的分析。
质谱解谱教程 (1)
![质谱解谱教程 (1)](https://img.taocdn.com/s3/m/8b63ec0580eb6294dc886c4d.png)
第四章:质谱法第一节: 概述1.1 发展历史1.1886年,E. Goldstein在低压放电实验中观察到正电荷粒子.2. 1898年,W. Wen发现正电荷粒子束在磁场中发生偏转.3.现代质谱学之父: J. J. Thomson(获1906年诺贝尔物理奖).4.1922年, F.W.Aston[英]因发明了质谱仪等成就获诺贝尔化学奖. 1942年, 第一台商品质谱仪.5.50年代起,有机质谱研究(有机物离子裂解机理, 运用质谱推断有机分子结构)6.各种离子源质谱, 联机技术的研究及其在生物大分子研究中的应用(CI, FD, FAB, ESI-MS等)1.2 特点:1.灵敏度高(几微克甚至更少的样品, 检出极限可达10-14克)2.是唯一可以确定分子式的方法.3.分析速度快(几秒)4.可同色谱联用.第二节: 基本原理2.1基本原理质谱是唯一可以确定分子式的方法。
而分子式对推测结构是至关重要的。
质谱法的灵敏度远远超过其它方法,测试样品的用量在不断降低,而且其分析速度快,还可同具有分离功能的色谱联用。
具有一定压力的气态有机分子,在离子源中通过一定能量(70ev)的电子轰击或离子分子反应等离子化方式,使样品分子失去一个电子产生正离子, 继而还可裂解为一系列的碎片离子,然后根据这些离子的质荷比(m/z e)的不同,用磁场或磁场与电场等电磁方法将这些正离子进行分离和鉴定。
由此可见质谱最简单形式的三项基本功能是:(1)气化挥发度范围很广的化合物;(2)使气态分子变为离子(除了在气化过程中不产生中性分子而直接产生离子的化合物);(3)根据质荷比(m/z e)将它们分开,并进行检测、记录。
由于多电荷离子产生的比例比单电荷离子要小得多,通常取z等于1,e为常数(1个电子的电荷),因而就表征了离子的质量。
这样,质谱就成为了产生并称量离子的装置。
由于各化合物所形成的离子的质量以及各种离子的相对强度都是各化合物所特有的,故可从质谱图形中确定分子量及其结构。
质谱的发展历程
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质谱的发展历程
质谱的发展历程可以追溯到19世纪末,当时科学家们开始研究如何将物质分解成更小的粒子并测量其质量。
以下是质谱技术的主要发展历程:
1.1910年:英国物理学家J.J. Thomson成功研制出世界上第一台质谱仪,这台仪器能够测量出带电粒子的质量。
2.1919年:Francis William Aston在剑桥大学卡文迪实验室设计出第一台速度聚焦型质谱仪,该仪器能够测量出同位素的质量,并发现了许多元素的同位素。
3.1920年代:质谱技术开始应用于有机化合物分析,特别是高分子化合物的分析。
4.1930年代:质谱技术开始应用于气体分析,包括气体混合物的分离和鉴定。
5.1940年代:质谱技术开始应用于生物样品的分析,如氨基酸、蛋白质和糖类的分析。
6.1950年代:质谱技术开始应用于生物大分子的分析,如DNA和RNA的分析。
7.1960年代:质谱技术开始应用于环境样品的分析,如土壤、水和空气中的污染物的分析。
8.1970年代:质谱技术开始应用于临床医学领域,如血
液和尿液中代谢产物的分析。
9.1980年代:质谱技术开始应用于药物代谢和药物动力学的研究。
10.1990年代至今:质谱技术不断发展,出现了许多新的技术,如电喷雾离子化质谱、基质辅助激光解吸离子化质谱等。
这些新技术使得质谱技术在生命科学、医学、环境科学等领域的应用更加广泛。
总之,质谱技术的发展历程是一个不断创新和发展的过程,其应用范围也在不断扩大。
质谱的原理和仪器构造
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单聚焦质量分析器 -- 使用扇形磁场。 双聚焦质量分析器 -- 使用扇形磁场及 扇形电场。 这二种质量分析器曾经是有机质谱的主 体,现仍在继续发挥重要作用。
工作原理:在离子源中形成的各种(正)离子都被加速电压加速,而获得动能:
d. 色谱进样系统
用于 GC-MS,HPLC-MS,CE-MS
2.电离和加热室 (离子源)
被分析物质在这里被电离,形成各种离子。不 同性质的样品需用不同的电离方式。为使生成 的离子到达质量分析器,在离子源的出口施加 一个高电压即加速电压,对离子进行加速。不 同的分析器有不同的加速电压。
离子源的种类很多,主要有电子轰击电离源 ( EI),化学电离源( CI),场致电离源 ( FI),场解吸电离源( FD),快原子轰击源 (FAB),激光解吸电离源( LD),热喷雾电离 源( TS),电喷雾电离源( ESI),大气压化 学电离源( APCI),基质辅助激光解析电离源 ( MALDI)等。
为提高仪器的分辨率,质量分析器除了采用一 个扇形磁场外,还加上一个扇形电场,静电分 析器(electrostatic analyser,ESR),又称静 电场,形成了双聚焦质量分析器。
静电场的作用:一束有一定能量分布的离子束,
经静电场的偏转后,离子按能量的大小顺次排
列。因此静电场可看作是一个能量分析器。静
公式3所描述的是理想情况。事实上,离子在 加速前,其动能并非绝对为零,而是在某一较 小的动能值之内有一个分别。同一质量的离子, 由于初始动能略有差别,加速后的速度也略有 差别,因此它们经静磁场偏转后不能准确地聚
焦于一点,也就是说静磁场具有能量色散作用。
中国质谱仪的发展历程
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中国质谱仪的发展历程
中国质谱仪的发展历程可以追溯到上世纪50年代。
在这个时期,我国开始建立质谱仪的
研究与开发。
这些质谱仪多数是在科研院所和高校进行研制,用于分析和检测应用。
在1960年代,中国科学院物理研究所研制出了中国第一台质谱仪-物理-化学研究所50-1
型电子磁谱仪。
该质谱仪性能稳定,成为我国科研、工业部门进行分析检测的重要仪器。
20世纪70年代至80年代,中国质谱仪的发展得到了进一步的推进。
研制出了电子瞬态质谱仪、气相色谱质谱联用仪等新型质谱仪器,并且取得了一些重要的研究成果。
这些仪器的问世,进一步提高了我国的质谱仪产业水平。
随着改革开放的深入,中国质谱仪行业开始迎来了更加快速的发展。
进口质谱仪的引进和国内质谱仪生产技术的逐步成熟,使得我国质谱仪行业的发展取得了重要突破。
同时,中国的科研机构和高校也加快了对质谱仪的研究和技术创新。
研发出了多种新型的质谱仪器,并且在技术上进行了多方面的提升,如增强型质谱仪、飞行时间质谱仪、两级串联质谱仪等。
近年来,中国质谱仪行业发展迅猛,取得了一系列的创新成果。
不仅能够满足科研需求,还能够广泛应用于环境监测、食品安全、石油化工、制药等领域。
质谱仪在国内市场的份额不断增加,成为中国仪器产业中的重要组成部分。
综上所述,中国质谱仪的发展历程可以概括为从起步阶段到技术提升和市场拓展的过程。
随着技术的不断革新和创新能力的提升,中国的质谱仪行业有望进一步壮大和发展。
质谱发展史
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1.质谱发展简史1886年,G o l d s t e i n发现正电荷离子1898年,W i e n利用电场和磁场使正电荷离子偏转1912年,T h o m s o n研制第世界上一台质谱仪,氖同位素的发现1918年,D e m p s t e r电子轰击电离(E l e c t r o n i o n i z a t i o n)及磁聚焦1919年,A s t o n精密仪器,测定50多种同位素,第一张同位素表1934年,S t e p h e n s均匀扇形磁场,球差和质量色散公式H e r z o g和H i n t e n b e r g e r电磁场组合,离子光学系统1940年,N i e r扇形磁场偏转质谱计,双聚集系统商品仪器的雏形235U,电磁制备方法,第二次世界大战期间在石油、化工等领域的应用1946年,S t e p h e n s飞行时间质谱(T i m e-o f f l i g h t m a s s a n a l y s i s) 1952年,M a r t i n气相色谱方法1953年,P a u l等四极杆分析器(Q u a d r u p o l e a n a l y z e r s)1956年,G o h l k e a n d M c L a f f e r t y气相色谱-质谱联用(G C/M S)B e y n o n 高分辨质谱仪(H i g h-r e s o l u t i o n M S)1965年,H i p p l e等离子回旋共振(I o n C y c l o t r o n R e s o n a n c e)1966年,M u n s o n a n d F i e l d化学电离(C h e m i c a l i o n i z a t i o n)1966年,M c L a f f e r t y a n d J e n n i n g s串联质谱(T a n d e m m a s s s p e c t r o m e t r y) 1973年,M c L a f f e r t y液相色谱-质谱联用(L C/M S),热喷雾方法1974年,C o m i s a r o w和M a r s h a l l傅立叶变换离子回旋共振质谱(F T-I C R-M S)1981年,B a r b e r等快原子轰击电离质谱(F A B M S),生物中,小分子,2000以内1989年,J.B.F e n n电喷雾电离K o i c h i T a n a k a基质辅助激光解吸电离。
飞行时间质谱发展历史
![飞行时间质谱发展历史](https://img.taocdn.com/s3/m/47dd53953086bceb19e8b8f67c1cfad6195fe90d.png)
飞行时间质谱仪的发展史
飞行时间质谱仪的发展史可以追溯到20世纪初。
1906年,J.J.Thomson 使用阴极射线管测得电子质核比获得诺贝尔物理学奖。
在1912年,他设计了质谱仪的前身,发现了氖同位素。
1920年,F.W.Aston设计出第一台速度聚焦式质谱仪。
1934年,J.Mattauch发明了第一个磁场双聚焦质谱仪。
1946年,W.Stephens首次发明了时间飞行质谱仪(TOF,Time of Flight)。
1948年,A1E1Cameron和D1F1Eggers研制出世界上第一台飞行时间质谱仪实验样机,其直线飞行管长达10m,分辨率却不到5。
飞行时间质谱有两种飞行模式:平行飞行模式和垂直飞行模式。
在现代质谱产品中,大都已经采用垂直飞行模式。
尤其在大气化学领域,美国的科研团队以质谱仪为主,欧洲则以测量粒径的仪器为主。
气相色谱质谱联用仪的发展历史
![气相色谱质谱联用仪的发展历史](https://img.taocdn.com/s3/m/a7521953f08583d049649b6648d7c1c708a10bf9.png)
一、引言气相色谱质谱联用仪(Gas Chromatography-Mass Spectrometry,GC-MS)是一种高效、高灵敏度的分析技术,已经成为当今化学分析领域中的重要工具。
在本文中,我将会从GC-MS的发展历史、原理和应用领域等方面进行全面评估,并撰写一篇有价值的文章。
二、GC-MS的发展历史1. 早期的气相色谱技术气相色谱技术最早可以追溯到20世纪50年代,当时的气相色谱仪虽然具有分离能力,但是对于分析物质的鉴定能力还不够强。
2. 质谱仪的发展与此质谱仪作为一种高分辨率、高灵敏度的分析工具,也在不断发展壮大。
20世纪60年代,质谱仪技术得到了长足的进步和发展,大大提高了分析物质的检测能力。
3. GC-MS的诞生随着气相色谱和质谱两种技术的不断发展,20世纪70年代初期,GC-MS技术正式诞生。
这种联用技术将气相色谱的分离能力和质谱的鉴定能力结合在一起,成为了当时分析化学领域的一大突破。
4. GC-MS的技术改进在后续的发展历史中,GC-MS技术不断进行改进和优化,包括增加了对样品的前处理技术、提高了灵敏度和分辨率等方面的改进。
如今,GC-MS已经成为了化学分析中的重要工具,被广泛应用于环境监测、食品安全、药物分析等各个领域。
三、GC-MS的原理和应用1. GC-MS的原理GC-MS技术的原理是将气相色谱仪和质谱仪联用,首先通过气相色谱将样品中的化合物分离出来,然后再通过质谱对分离出来的化合物进行鉴定。
这种联用技术大大增强了分析的能力和准确性。
2. GC-MS的应用领域GC-MS技术在环境监测中被广泛应用,可以对空气、水、土壤中的有机污染物进行快速、准确的检测。
在食品安全领域,GC-MS可以用于检测食品中的农药残留、添加剂等有害物质。
GC-MS还被广泛应用于药物分析、毒物检测等领域。
四、对GC-MS的个人观点和理解作为化学分析领域的一名研究人员,我个人非常欣赏GC-MS这种分析技术。
质谱的前世今生-质谱技术的发展与原理介绍
![质谱的前世今生-质谱技术的发展与原理介绍](https://img.taocdn.com/s3/m/da945dad80eb6294dc886c01.png)
质谱的发明
英国物理学家J.J.Thomson(1906年诺贝尔物理学奖获得者)在上世纪初即开展了正电荷离子束的物理学研究,并于1910年研制了世界上第一台质谱 仪 Thomson利用低压放电离子源所产生的具有高速度的正电荷离子束,通过一组电场和磁场,这时不同质荷比的正电荷离子按不同质量发生曲率不同 的抛物线轨道偏转,依次到达检测器,在感光干板上被记录下来,从而发明了质谱法
质谱应用案例
复杂基体中痕量成分的定性定量分析——二恶因检测
二恶因(Dioxins)被称为“世纪之毒”,除了其具有很强的急毒性外,因其化学 结构非常稳定,不易代谢,人体吸收后会残留在体内,中长期累积可导致癌变。
二恶因的来源及危害: 金属冶炼,汽车尾气,焚烧生产,世界上几乎所有媒介上都被发现有二噁英。这些化合物聚积最严重的地方是在土壤、沉淀
联用类型
为了分析更为复杂的样品,TOF常常与四极杆联用,即为Q-TOF。Q-TOF的MSe模式可在一次分析中对所有进入质谱的离子 化合物进行质量数的采集,并对所有离子化合物的碎片离子进行质量数的采集,因此可对样品进行全面的数据采集,适合用于 蛋白质组、代谢组等组学的研究。
与MALDI源联用,组成的MALDI-TOF或MALDI-TOF/TOF可用于鉴定化合物的质量数,或者定性分析基质较为简单的样品。
从上世纪40年代开始,质谱广泛用于有机物质分析; 1966年,M.S.B,Munson和F.H. Field报到了化学电离源(Chemical Ionization,CI),质谱第一次可以检测 热不稳定的生物分子; 到了80年代左右,随着快原子轰击(FAB)、电喷雾(ESI)和基质辅助激光解析(MALDI)等新“软电离”技 术的出现,质谱能用于分析高极性、难挥发和热不稳定样品后,生物质谱飞速发展
质谱-MS讲解
![质谱-MS讲解](https://img.taocdn.com/s3/m/021f427c312b3169a451a4e8.png)
相对强度 (100%)
3.2 2.8 35
离子质荷比 (m/z)
41 42 43
相对强度 (100%)
50 68 100
28
29 30
4.3
30 1.7
44
57 58
3.5
15 1.1
39
40
12
1.3
72
73
9
0.5
第四章 质谱法
第二节 质谱中的离子类型
一、分子离子及其识别方法
Mass Spectroscopy(MS)
二、分辨率 R
质谱仪性能指标
质量范围 分辨率 灵敏度
质谱仪器刚好完全分开相邻两个质谱峰的能力。
M1、M2—两个相邻峰的质量 ΔM —两峰质量数之差(两个离子质量之差) M —两个离子的平均质量
所谓正好分开,国际上通常采用10%谷的定义:
若两峰重叠后形成的谷高为峰高的10%,则认为两峰正 好分开(图A),但实际测量中,不易找到两峰等高,且谷 高正好为10%,故实用的分辨率计算公式为: a— 两峰顶之间的距离 b—峰高5%处峰宽
一、质谱仪及其原理
质谱分析原理
进样系统 离子源 质量分析器 1.单聚焦 2.双聚焦 3.四极杆 4.飞行时间 检测器
1.气体扩散 2.直接进样 3.色谱
1.电子轰击 2.化学电离 3.电喷雾电离 4.大气压化学电离
质谱仪需要在高真空下工作:离子源(10-3 10 -5 Pa ) 质量分析器(10 -6 Pa ) 1.大量氧会烧坏离子源的灯丝; 2.用作加速离子的几千伏高压会引起放电; 3.引起额外的离子-分子反应,改变裂解模型,谱图复杂。
第 四 章
质 谱 法
Mass Spectroscopy(MS)
中国质谱发展史
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中国质谱发展史1.引言质谱技术是一种用于分析物质成分和结构的重要手段,其在科学、医学、工业等领域有着广泛的应用。
自20世纪初诞生以来,质谱技术不断发展,经历了多个阶段。
中国作为一个科技大国,在质谱技术方面也取得了重要的进展。
本文将详细介绍中国质谱技术的发展历程。
2.中国质谱技术的起源20世纪50年代,中国开始引入质谱技术,并在一些研究机构和高校建立了早期的质谱实验室。
这一时期的主要任务是引进和学习国外的质谱技术和经验,为后续的发展奠定基础。
3.20世纪80年代的量子共振磁质谱仪20世纪80年代,中国在质谱技术方面取得了重要的突破。
当时,量子共振磁质谱仪的发展引起了国内外的关注。
这种质谱仪具有高分辨率、高灵敏度和高速度的优点,为我国在有机物分析、环境监测、材料科学等领域的研究提供了强有力的工具。
4.20世纪90年代的离子阱质谱技术20世纪90年代,离子阱质谱技术的引入为中国质谱界带来了新的突破。
离子阱质谱技术在痕量分析、药物开发、生物医学等领域展现出巨大的潜力。
国内的研究机构和企业纷纷投入大量的人力和物力资源进行离子阱质谱技术的研究和开发,极大地推动了该技术在我国的广泛应用。
5.21世纪初的生物质谱技术进入21世纪,生物质谱技术开始崭露头角。
生物质谱技术结合了生物学、化学、物理学等多个学科的知识,为生命科学、医学、药学等领域的研究提供了新的工具。
在这一时期,我国在生物质谱技术方面的研究取得了长足的进步,多项研究成果在国际上崭露头角。
6.现代质谱技术在中国的发展进入21世纪以来,中国的质谱技术在多个领域呈现出快速的发展趋势。
在量子共振磁质谱仪方面,我国的研究水平已经达到了国际领先地位,成功研制出一系列高分辨率、高灵敏度的量子共振磁质谱仪。
在离子阱质谱技术方面,中国的应用研究和产品开发也取得了重要进展,开发出一系列具有自主知识产权的离子阱质谱仪器和配套技术。
此外,生物质谱技术在我国也得到了广泛应用,涉及领域包括生命科学、医学、药学等。
质谱发展历史-基础知识
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传递部分能量(多小于6ev)形成离子及部分碎片.
EI的优缺点
优点
1.级的灵敏度
2.有达10万个化合物的 数据库可快速检索
3.可根据碎片方式鉴定 未知物
4.从碎片离子判定结构
缺点
1.质量范围小
2.有可能汽化前发生解 离
3.碎片过多有时看不到 分子离子
B. FBI快速原子/离子轰击离子源 Fast Atom/Ion Bombardment
第一节 进样部分
要求: 大气压下的样品要进入高真空的质谱仪,
而不影响仪器的真空度。 方式:
进样板进样 进样头进样 毛细管进样(从气相色谱及液相色谱柱)
第二节 离子源
▪ A :EI源 Electron Ionization
▪
是1980年以前的主要离子化方式,只能用于远远小于生物有机分子的小分子
(400Da以下)的检测,样品需经过汽化(通常热解吸附)进入电离区,与电子流撞击.电子流
DC+RF
四极杆质量分析器的 优点
四极杆质量分析器通常与EI、ESI源联接 1、能容忍相对低的真空度(约10x10⁻⁵Torr) 2、m/z可达3000, ESI离子源产生的多电荷
生物分子离子m/z正好多在3000以内。 3、开销低廉。
B、离子阱质量分析器
三维的四极杆,RF加在环形电极上。
环形电极
品光降解。
4、串联质谱功能较弱,除非接反 射装置进行源后衰变测量。
5、不能分析非共价键相互作用。 6、定量时需要内校准。 7、如没有反射飞行装置,不能分
析多肽修饰。
8、对各种赋形剂的容忍度低(如 含磷酸缓冲液,大于150mM的盐
等。
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质谱仪发展历史
质谱仪是一种高精度的分析仪器,能够通过分析物质的质量来研究物质的成分、结构和性质。
本文将介绍质谱仪的发展历史,主要涵盖以下方面:起源及早期发展、1910年、1912年、质谱学领域里程碑、1934年、1943年、技术进步与新应用、20世纪50年代、20世纪60年代末、20世纪90年代、新时代的技术突破与应用扩展、2002年以及现代发展与趋势。
一、起源及早期发展
质谱仪的起源可以追溯到19世纪末期,当时科学家们开始研究如何通过分析物质的质量来研究物质的成分和结构。
英国物理学家汤姆森(J.J.Thomson)在1897年发现了电子,为质谱仪的发展奠定了基础。
随后,英国物理学家阿斯顿(F.W.Aston)在20世纪初期发明了第一台真正意义上的质谱仪。
二、1910年
第一台实用质谱仪诞生,由阿斯顿在剑桥大学研制成功。
这台仪器被用于分析有机化合物的成分,为有机化学领域的研究提供了强有力的工具。
三、1912年
英国物理学家道布森(F.W.Dobbson)发现了质谱学中的重要原理——道布森效应,为质谱仪的发展作出了重要贡献。
这一发现揭示了离子在电场中的运动轨迹与质量有关,为质谱仪的进一步发展提供了理论基础。
四、质谱学领域里程碑
随着时间的推移,质谱学领域不断取得突破性进展。
1927年,阿斯顿研制出第一台单聚焦质谱仪;1946年,第一台双聚焦质谱仪问世;1952年,电子捕获检测器(ECD)被应用于质谱分析;1955年,离子源被引入到质谱分析中,为后续质谱技术的发展奠定了基础。
五、1934年
在工业和化学领域,质谱仪得到了广泛应用。
这一时期,人们开始利用质谱仪分析各种有机化合物和无机化合物,为化学工业的发展提供了强有力的支持。
六、1943年
质谱仪的快速检测技术取得了重要进展。
美国科学家科克伦(W.H.Cochrane)发明了飞行时间质谱仪(TOF),使得质谱仪的检测速度得到了极大的提升。
这一技术至今仍在广泛应用。
七、技术进步与新应用
随着科技的不断发展,质谱仪的技术也在不断进步。
20世纪50年代,手提式质谱仪和在线质谱仪相继问世,使得质谱仪的应用更加便捷和高效。
同时,质谱仪也开始应用于空间科学领域,对宇宙中的物质进行分析和研究。
八、20世纪60年代末
在20世纪60年代末期,质谱仪的灵敏度得到了显著提升。
人们开始利用质谱仪分析痕量物质,如环境污染物、药物残留等,进一步拓展了质谱仪的应用领域。
九、20世纪90年代
进入20世纪90年代,质谱仪的发展更加多元化。
多级质谱技术(MS/MS)的应用提高了质谱仪的解析能力;基质辅助激光解吸电离(MALDI)技术的应用为生物样品的分析提供了新的途径;而离子肼技术则为高分辨率质谱的发展提供了新的方向。
这个时期还出现了专门针对特定应用领域的专用质谱仪,如用于药物代谢研究的放射性同位素检测器等。
十、新时代的技术突破与应用扩展
进入21世纪后,随着科技的不断进步和创新,质谱仪的技术突破与应用扩展取得了更加显著的成果。
例如,在2002年,双压双流电喷雾离子化技术(Dual-spray DBI)被应用于质谱分析,提高了低质量数化合物的检测能力;2003年,人们开发出了基于芯片的电喷雾离子化技术(on-chip ESI),使得生物样品的分析更加高效和便捷。
此外,高分辨率离子淌度谱(HR-ICP/MS)技术的发展为环境化学和地球化学领域的研究提供了新的工具;而多维质谱技术则使得复杂生物样品的分析更加准确和可靠。
在临床医学领域,质谱技术也得到了广泛应用,如用于疾病诊断的代谢组学和蛋白质组学研究等。