傅里叶变换离子回旋共振质谱的发展

傅立叶变换-离子回旋共振-质谱(FT-ICRMS)

超导磁体-傅立叶变换-离子回旋共振-质谱技术系统（FT-ICR MS）是目前所知的具有最高分辨率的质谱系统，目前的分辨率可达到100万（FWHM）以上，可用于原油极性组分、环境有机污染物及其代谢产物、海洋天然有机质、蛋白质及其他生物大分子等的精确质量测定、分子式计算、结构推算等。

该技术能够非常有效运用于一些复杂体系中有机化合物的分子表征，已经在原油组学与石油化工、油田化学、有机地球化学、海洋科学、生命科学、环境科学和材料科学等研究领域得到了广泛的应用。

傅立叶变换-离子回旋共振-质谱（FT-ICR MS）主要研究对象石油生物油天然水体气溶胶石油酸、氮化物硫化物、烃类多氧化合物腐殖酸类腐殖质生物医药生物大分子2016年有机地球化学国家重点实验室在中科院修购专项资金1000万的支持下购入了该质谱系统（型号：Bruker solariX XR 9.4T FT-ICR MS），配套液相色谱一台。

该系统配备的离子源有集成的MALDI和ESI双源，以及大气压化学离子源（APCI II ），能够与液相色谱联用。

目前该设备由科研人员1名、仪器管理人员1名以及流动人员（在读研究生）共同管理和运行。

实际样品检测结果20160715_JB_Neg_test_naphthenic acid_low concentration_ best_4M_cal_000002.d: -MS 20160721_JB_Neg_solvent_SRNOM_best_4M_64_cal_000002.d: -MS 20160830_LWM_neg_FM_2_bitumen_noon_final_000001.d: -MS20160726_JB_neg_Venezuela crude oil_low concentration_4M_cal_000002.d: -MS 200300400500600700m/z 环烷酸腐殖酸油砂沥青委内瑞拉原油R=450000。

石油沥青质中杂原子化合物的高分辨质谱分析

石油沥青质中杂原子化合物的高分辨质谱分析徐春明;刘洋;赵锁奇;史权【摘要】使用傅里叶变换离子回旋共振质谱研究沥青质及其亚组分的分子组成.结果表明,重质油及其沥青质中杂原子化合物分子组成十分复杂,负离子电喷雾结合高分辨傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)鉴定出了N1、N1O1、N1O1S1、N1 O2、N1S1、O2、O2S1、O2S2、O2S3、O3、O3S1、O4等多种杂原子类型,含氧化合物和分子中存在多个杂原子的化合物在沥青质中相对富集.加拿大油砂沥青减压渣油(VTB)C7沥青质较C5沥青质中化合物缩合度更高；不同原油沥青质组成差异很大,VTB沥青质中杂原子类型多,分子缩合程度较高,而苏丹VR沥青质中含氧化物丰度较高.分子缩合度的微小变化也能对沥青质的溶解度产生较大影响,通过对不同极性亚组分分析,从分子层次证明了高缩度和多杂原子化合物最容易在低极性或非极性溶剂中沉淀出来.通过对非碱性氮化合物和酸性化合物的分子组成分析,获得了沥青质分子组成的重要信息,尽管在实验选用的仪器条件下仅能对沥青质中部分化合物进行分析,但是可以确定沥青质中存在很多小分子化合物.【期刊名称】《中国石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(037)005【总页数】6页(P190-195)【关键词】沥青质;电喷雾;FT-ICR MS;分子组成【作者】徐春明;刘洋;赵锁奇;史权【作者单位】中国石油大学重质油国家重点实验室,北京102249;中国石油大学重质油国家重点实验室,北京102249;茂名瑞派石化工程有限公司,广东茂名525011;中国石油大学重质油国家重点实验室,北京102249;中国石油大学重质油国家重点实验室,北京102249【正文语种】中文【中图分类】TE622石油沥青质是学术界和石油工业界上、下游共同关注的问题[1]。

关于沥青质分子量分布、分子组成及结构尚无明确结论,而且存在较大争议[2-7]。

傅里叶变换离子回旋共振质谱技术简述及其在化工领域的应用

傅里叶变换离子回旋共振质谱技术简述及其在化工领域的应用杨秋霞，李雪莹，杨熙，林晨，潘云山，肖丽珊，叶绮云，王李平*(广东省测试分析研究所，广东省化学危害应急检测技术重点实验室，广东广州510070)Introduction and Application Progress of Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry in the field of Chemical IndustryYang Qiuxia,Li Xueying,Yang Xi,Lin Chen,Pan Yunshan,Xiao Lishan,Ye Qiyun,Wang Liping*(Guangdong Provincial Key Laboratory of Emergency Test for Dangerous Chemicals,Guangdong Institute of Analysis,Guangzhou510070,China)Abstract:The introduction and advantage of Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry(FT-ICR MS)were introduced firstly,and the application progress of FT-ICR MS in the field of chemical industry was described.The prospect of this technology was summarized in the finally.Keywords:fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry；petrochemical industry；accessory ingredient傅立叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)是根据给定磁场中的离子回旋频率来测量离子质荷比的质谱仪，是现今分辨率最高的质谱仪器。

质谱介绍及质谱图的解析（2）

质谱介绍及质谱图的解析（2）5. 傅⾥叶变换分析器在⼀定强度的磁场中，离⼦做圆周运动，离⼦运⾏轨道受共振变换电场限制。

当变换电场频率和回旋频率相同时，离⼦稳定加速，运动轨道半径越来越⼤，动能也越来越⼤。

当电场消失时，沿轨道飞⾏的离⼦在电极上产⽣交变电流。

对信号频率进⾏分析可得出离⼦质量。

将时间与相应的频率谱利⽤计算机经过傅⾥叶变换形成质谱。

其优点为分辨率很⾼，质荷⽐可以精确到千分之⼀道尔顿。

四、串联质谱及联⽤技术1. 串联质谱两个或更多的质谱连接在⼀起，称为串联质谱。

最简单的串联质谱（MS/MS）由两个质谱串联⽽成，其中第⼀个质量分析器（MS1）将离⼦预分离或加能量修饰，由第⼆级质量分析器（MS2）分析结果。

最常见的串联质谱为三级四极杆串联质谱。

第⼀级和第三级四极杆分析器分别为MS1和MS2，第⼆级四极杆分析器所起作⽤是将从MS1得到的各个峰进⾏轰击，实现母离⼦碎裂后进⼊MS2再⾏分析。

现在出现了多种质量分析器组成的串联质谱，如四极杆-飞⾏时间串联质谱（Q-TOF）和飞⾏时间－飞⾏时间（TOF-TOF）串联质谱等，⼤⼤扩展了应⽤范围。

离⼦阱和傅⾥叶变换分析器可在不同时间顺序实现时间序列多级质谱扫描功能。

MS/MS最基本的功能包括能说明MS1中的母离⼦和MS2中的⼦离⼦间的联系。

根据MS1和MS2的扫描模式，如⼦离⼦扫描、母离⼦扫描和中性碎⽚丢失扫描，可以查明不同质量数离⼦间的关系。

母离⼦的碎裂可以通过以下⽅式实现：碰撞诱导解离，表⾯诱导解离和激光诱导解离。

不⽤激发即可解离则称为亚稳态分解。

MS/MS在混合物分析中有很多优势。

在质谱与⽓相⾊谱或液相⾊谱联⽤时，即使⾊谱未能将物质完全分离，也可以进⾏鉴定。

MS/MS可从样品中选择母离⼦进⾏分析，⽽不受其他物质⼲扰。

MS/MS在药物领域有很多应⽤。

⼦离⼦扫描可获得药物主要成分，杂质和其他物质的母离⼦的定性信息，有助于未知物的鉴别，也可⽤于肽和蛋⽩质氨基酸序列的鉴别。

质谱原理（六）

质谱原理（六）ESI和APCI的异同！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。

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，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。

大气压化学电离源主要用来分析中等极性的化合物。

有些分析物由于结构和极性方面的原因，用ESI不能产生足够强的离子，可以采用APCI方式增加离子产率，可以认为APCI是ESI的补充。

APCI主要产生的是单电荷离子，所以分析的化合物分子量一般小于1000Da。

用这种电离源得到的质谱很少有碎片离子，主要是准分子离子。

质谱史话

evB eE
E B
（1-1）
重排此式可知正离子流的速度为电场强度和磁场强度的比值为：
v
（1-2）
而离子流的动能为1/2mv2，其在加速电场中获得的电势能为eV，二者相等。有 eV = 1/2mv2，由此可导出离子流速度与加速电压（V）和离子的质量（m）有关：
v
2eV m
（1-3）
由这些公式可以看出，离子流的速度可以通过控制加速电压来控制。维恩速度过滤器具有很高的灵敏度，并且在使用很高的加速电压的条件下允许较大质量范围的离子通过。但是随着通过离子的质量增加，过滤器的质量分辨率下降。因为这个发现，维恩获得了1911年诺贝尔奖[4]。
与此同时，英国物理学家约瑟夫·约翰·汤姆逊爵士正在研究一个可用于区分电子和氢原子（核子，nucleus）的装置[5]。这个装置是基于维恩速度过滤器的改进[6]。它通过磁场使阳极射线的粒子发生偏转，并通过电场使具有不同电荷和质量的离子分隔开。具体的说，就是通过在放电管中产生阳离子，由两个狭缝来控制离子束的方向，以平行叠加的磁场和电场使离子束发生偏转。由于这些离子具有相同的质量但是不同的能量（速度），因此能够被离子敏感的照相板记录下来。这个装置的工作原理是这样的：当对一束正离子流施加一个强度为 E 的垂直电场时，正离子流将在飞行时发生偏转。其在整个飞行路径 l 中的偏转距离 d 为：
[13]
。不象以前的装置，这台质谱仪里面磁场和电场是分离的。因此他可以采用稳
定离子加速电压，以磁场和电场对离子进行二次聚焦的方法来提高信号强度。高强度信号使得他能用一系列狭缝来控制到达检测器的具不同速度和能量的离子。加上使用离子敏感照相板作为接收器，使得仪器获得了更高的解析能力和测量精度。在这台仪器中，离子从离子源发出后，首先经过两个狭缝，然后分别通过电场和磁场进行质量分选和聚焦。最后不同质量的离子因为具有不同的速度（动能）而具有不同的飞行轨迹，从而落在照相版上不同的位置（图 1-3）。

傅里叶变换核磁共振波谱仪原理

傅里叶变换核磁共振波谱仪（Pulse Fourier Transform-NMR）是一种用于分析物质成分和结构的核磁共振波谱仪。

与连续波核磁共振波谱仪相比，它增设了脉冲程序控制器和数据采集及处理系统。

在分析过程中，傅里叶变换核磁共振波谱仪通过产生强而短（1~50s）的脉冲来激发待测核，并在脉冲终止时及时打开接收系统，采集自由感应衰减信号（FID）。

待被激发的核通过弛豫过程返回平衡态时再进行下一个脉冲的激发。

核磁共振波谱仪主要由以下三部分组成：
1. 磁体：用于产生强磁场，使原子核在磁场中发生共振现象。

2. 射频源（射频振荡线圈）：用于产生射频场，激发原子核进行跃迁。

3. 接收线圈：用于接收被激发核产生的信号（自由感应衰减信号，FID）。

傅里叶变换核磁共振波谱仪的工作原理是：在强磁场中，某些元素的原子核和电子能量本身具有磁性，被分裂成两个或两个以上量子化的能级。

吸收适当频率的电磁辐射，可以在所产生的磁诱导能级之间发生跃迁，即产生核磁共振现象。

当外加射频场的频率与原子核自旋进动的频率相同时，射频场的能量才能够有效地被原子核吸收，为能级跃迁提供助力。

在接收过程中，傅里叶变换核磁共振波谱仪采集到的信号是各个频率成分的叠加。

通过傅里叶变换，可以将这些频率成分分离出来，得到频率域的表示。

这种技术可以用于测定分子中某些原子的数目、类型和相对位置等。

傅里叶变换-离子回旋共振质谱与核磁共振

傅里叶变换-离子回旋共振质谱与核磁共振一、引言傅里叶变换是一种数学工具，可以将函数在时域和频域之间进行转换。

离子回旋共振质谱（IRMS）和核磁共振（NMR）是利用傅里叶变换原理的仪器，在化学、生物学、药物研发等领域有重要应用。

本文将探讨傅里叶变换在离子回旋共振质谱和核磁共振中的应用，介绍其原理和技术特点。

二、离子回旋共振质谱离子回旋共振质谱是一种测定元素同位素比例的分析方法，主要用于地球科学、天文学和核物理等领域。

该技术利用离子在磁场中受到的洛伦兹力和外加交变电场引起的振荡来分析样品中同位素的含量。

离子回旋共振质谱仪的关键部分是储存环和检测系统，其中傅里叶变换在信号处理中起到重要作用。

离子回旋共振质谱仪通过加速器将样品中的原子或分子离子化，并将离子注入到一个磁场中。

离子在磁场中绕轴线做匀速回旋运动，并在外加的交变电场作用下产生振荡。

这种振荡会导致离子围绕轴线做径向运动，最终被探测器捕获。

离子的运动轨迹可以用复数表示，而复数的频谱可以通过傅里叶变换得到。

离子回旋共振质谱仪利用傅里叶变换将时域信号转换为频域信号，从而可以得到样品中同位素的含量信息。

三、核磁共振核磁共振是一种通过核自旋共振现象来研究物质结构和性质的方法，广泛应用于化学、生物学、医学等领域。

核磁共振仪利用傅里叶变换原理进行信号处理，从而得到样品中核自旋共振频率的信息。

核磁共振仪的工作原理是利用样品中核自旋在外加磁场中的共振现象来获取样品信息。

当样品置于外加静磁场中时，核自旋会沿外加磁场的方向取向。

施加射频脉冲后，核自旋将发生共振现象并产生幅度衰减的自旋回波信号。

这个信号随时间变化，可以通过傅里叶变换将其转换为频谱信号，从而得到样品中核自旋共振频率的信息。

四、傅里叶变换在IRMS和NMR中的应用1. 信号处理傅里叶变换在离子回旋共振质谱和核磁共振仪中起着至关重要的作用。

离子回旋共振质谱仪通过傅里叶变换将时域信号转换为频域信号，从而得到样品中同位素的含量信息。

质谱发展史

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。

另辟蹊径———串联质谱肽段断裂的新军“电子捕获解离”

收稿日期:2006203216;修回日期:2006209214基金项目:国家自然科学基金(青年基金)(项目编号:20405017);国家自然科学基金(青年基金)(项目编号:20505018);国家自然科学基金(青年基金)(项目编号:20505019)作者简介:贾　伟(1981～),男(汉族),山西人,硕博连读研究生,生物化学与分子生物学专业。

E 2mail :jiawee @ 通讯作者:钱小红(1955～),女(汉族),江苏人,研究员,从事蛋白质组学研究。

E 2mail :qianxh1@第28卷第1期2007年2月质谱学报Journal of Chinese Mass Spectrometry SocietyVol.28　No.1Feb.2007另辟蹊径———串联质谱肽段断裂的新军“电子捕获解离”贾　伟1,2,3,应万涛1,2,钱小红1,2(1.北京蛋白质组研究中心,北京　102206;2.军事医学科学院放射与辐射研究所,北京　100850;3.中国科学院生物物理研究所,北京　100101)摘要:一种新型的串联质谱断裂方式———电子捕获解离,以其完全不同于其他串联质谱肽段断裂的机理,提供了全新的肽段序列标签。

它集众多优点于一身:对蛋白质和多肽的主链断裂无偏好;高断裂覆盖度;优先断裂二硫键;保留翻译后修饰基团;中性丢失少、可区分亮氨酸和异亮氨酸等。

这些特点使电子捕获解离充满魅力,特别在Top Down 技术和翻译后修饰中具有广阔的应用前景。

关键词:多肽与蛋白质生物化学;电子捕获解离;傅立叶变换离子回旋共振质谱中图分类号:O657.63 文献标识码:A 文章编号:100422997(2007)01255210N e w T echnology for T andem MS Analysis of Peptide :Electron C apture DissociationJ IA Wei 1,2,3,YIN G Wan 2tao 1,2,Q IAN Xiao 2hong 1,2(1.B ei j ing Proteome Research Cent re ,B ei j ing 102206,China;2.De partment of Genomics and Proteomics ,B ei j ing I nstitute of Radiation Medicine ,B ei j ing 100850,China;3.I nstitute of B iop hysics Chinese A cadem y of Sciences ,B ei j ing 100101,China )Abstract :Electron capt ure dissociation provides whole new kinds of peptides tags for it s mechanism which is absolutely different f rom ot her tandem mass spectrometry’s.It has many advantages :more random cleavage ,extensive sequence coverage ,preferential frag 2mentation of S 2S band ,few neut ral lo ss ,p reserving labile posttranslational modification ,distinguishing Ile wit h Leu.All of t hese make ECD charming ,especially in t he field of Top Down st rategy and po st t ranslational modification characterization.K ey w ords :peptide and p rotein biochemist ry ;elect ron capt ure dissociatio n (ECD );fourier t ransform ion cyclotron resonance mass spect romet ry (F TICR MS )1　ECD 简要机理产生蛋白或多肽串联质谱的常用方法如碰撞活化解离(CAD ,collision 2activated dissocia 2tion )[1],碰撞诱导解离(CID ,collision 2induceddissociatio n)[2]以及新发展的红外多光子解离(IRM PD,inf rared multip hoton dissociation)[3]和黑体红外辐射解离(BIRD,blackbody inf ra2 red radioactive dissociation)等[4]被统称为“慢热技术”(slow2heating techniques)。

超高分辨率傅立叶变换离子回旋共振质谱简介及对DOM有机分子表征的应用

分辨力和离子观察时间
100 80 60 40 20 0 100
Relative Abundance
785.8419 R=5901
Transient瞬态信号的时间对分辨率的影响
786.3435 R=5900 786.8447 R=5900
785.5934 R=6200 785.8421 R=23801 786.3434 R=23900 786.8446 R=24000 785.5992 R=24300 785.8419 R=48101 786.3435 R=47700 786.8446 R=48200
E电场和B磁场中复杂的离子轨迹（Trajectory)
回旋运动
捕获运动磁场运动

引起回旋加速运动，磁场运动，捕获运动
离子阱= 圆柱体样式

当回旋的离子束接近一对捕集板（detection plate)时，捕集板上会检测到影像电流信号（image current) 通过两个激发电极(excitation plate)的射频激发(RF)，离子轨道的半径扩大。激发的离子感应出一个影像电流（image current)，频率信号 ω转成质谱信号m。在外部条件相同的条件下，半径仅仅与激发信号的持续时间成正比，而与离子的质荷比无关。因此，处于激发态的所有离子都具有相同的运动半径和相位，仅仅是共振频率ω不同。离子团运动增大到一定程度后，停止激发，离子团同时从共振状态回落，并且在检测板上形成FID自由感应衰减信号，然后，放大，记录。FT转换成频率谱。
四级杆 Heated Glass Capillary 玻璃毛细管
碰撞室
ICR 离子回旋室 High Tesla 磁体
Collision Cell

质谱的历史及AB SCLEX质谱详解新选

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© 2011 AB SCIEX
质量分析器---3D离子阱质量分析器
离子阱的主体是一个环电极和上下两端盖电极，环电极和上下两端盖电极都是绕Z轴旋转的双曲面，并满足r20=2Z20（ r0 为环形电极的最小半径，Z0为两个端盖电极间的最短距离）。直流电压U和射频电压Vrf加在环电极和端盖电极之间，两端盖电极都处于地电位。
质荷比m/e的离子进入磁感应强度为B的磁场中，
受磁场力的作用，离子作圆周运动，如果没有能
量的损失和增加，圆周运动的离心力和磁场力相
平衡，即：
mv2/R=Bev v2/R=Be/m
=Be/m
为离子运动的回旋频率（单位为弧度/秒）。离子的回旋频率与离子的质荷比成线性关系，当磁场强度固定后，只需精确测得离子的共振频率，就能准确的得到离子的质量。测定离子共振频率的办法是外加一个射频辐射，如果外加射频频率等于离子共振频率，离子就会吸收外加辐射能量而改变圆周运动的轨道，沿着阿基米德螺线加速，离子收集器放在适当的位置就能收到共振离子
1977年，传送带式接口
– 流动相连续由传送带送入，通过两个EI/CI/FAB（真空），进行电离。
– 承受流量大，非挥发性缓冲液可以从传送带上除去，对样品的收集率和富率较高。
– 传送带有记忆效应，不易消除，检测信号的背景高，只能分析热稳化合物
离子在离子阱内的运动遵守所谓马蒂厄微分方程，也有类似四极杆分析器的稳定图。在稳定区内的离子，轨道振幅保持一定大小，可以长时间留在阱内，不稳定区的离子振幅很快增长，撞击到电极而消失。对于一定质量的离子，在一定的U和Vrf下，可以处在稳定区。改变U或Vrf的值，离子可能处于非稳定区。如果在引出电极上加负电压，可以将离子从阱内引出，，

各类质谱的优缺点

各类质谱的优缺点1.磁质谱BenefitsClassical mass spectraVery high reproducibilityBest quantitative performance of all mass spectrometer analyzersHigh resolutionHigh sensitivityHigh dynamic rangeLinked scan MS/MS does not require another analyzerHigh-energy CID MS/MS spectra are very reproducibleLimitationsNot well-suited for pulsed ionization methods (e.g. MALDI)Usually larger and higher cost than other mass analyzersLinked scan MS/MS gives either limited precursor selectivity with unit produ ct-ion resolution, or unit precursor selection with poor product-ion resolution ApplicationsAll organic MS analysis methodsAccurate mass measurementsQuantitation Isotope ratio measurements2.四极杆质谱BenefitsClassical mass spectraGood reproducibilityRelatively small and low-cost systems• Low-energy collision-induced dissociation (CID) MS/MS spectra in triple qu adrupole and hybrid mass spectrometers have efficient conversion of precursor t o productLimitationsLimited resolutionPeak heights variable as a function of mass (mass discrimination). Peak heigh t vs. mass response must be 'tuned'.Not well suited for pulsed ionization methodsLow-energy collision-induced dissociation (CID) MS/MS spectra in triple quad rupole and hybrid mass spectrometers depend strongly on energy, collision gas, pressure, and other factors.ApplicationsMajority of benchtop GC/MS and LC/MS systemsTriple quadrupole MS/MS systemsSector / quadrupole hybrid MS/MS systemsQuadrupole/ion trap hybrid MS/MS systemsQuadrupole/FTICR hybrid MS/MS systems3.飞行时间质谱BenefitsFastest MS analyzerWell suited for pulsed ionization methods (method of choice for majority of MALDI ma ss spectrometer systems)High ion transmissionMS/MS information from post-source decayHighest practical mass range of all MS analyzersLimitationsRequires pulsed ionization method or ion beam switching (duty cycle is a factor)Fast digitizers used in TOF can have limited dynamic rangeLimited precursor-ion selectivity for most MS/MS experimentsApplicationsAlmost all MALDI systemsVery fast GC/MS systems4.傅立叶变换离子回旋共振质谱BenefitsThe highest recorded mass resolution of all mass spectrometersPowerful capabilities for ion chemistry and MS/MS experimentsWell-suited for use with pulsed ionization methods such as MALDINon-destructive ion detection; ion remeasurementStable mass calibration in superconducting magnet FTICR systemsLimitationsLimited dynamic rangeStrict low-pressure requirements mandate an external source for most analytical applicati onsSubject to space charge effects and ion molecule reactionsArtifacts such as harmonics and sidebands are present in the mass spectraMany parameters (excitation, trapping, detection conditions) comprise the experiment seq uence that defines the quality of the mass spectrumGenerally low-energy CID, spectrum depends on collision energy, collision gas, and othe r parametersApplicationsIon chemistryHigh-resolution MALDI and electrospray experiments for high-mass analytesLaser desorption for materials and surface characterization5.离子阱质谱BenefitsHigh sensitivityMulti-stage mass spectrometry (analogous to FTICR experiments)Compact mass analyzerLimitationsPoor quantitationVery poor dynamic range (can sometimes be compensated for by using automatic gain control)Subject to space charge effects and ion molecule reactionsCollision energy not well-defined in CID MS/MSMany parameters (excitation, trapping, detection conditions) comprise the experiment seq uence that defines the quality of the mass spectrumApplicationsBenchtop GC/MS, LC/MS and MS/MS systemsTarget compound screeningIon chemistry。

傅里叶变换离子回旋共振质谱仪：过去、现在与未来

傅里叶变换离子回旋共振质谱仪：过去、现在与未来
李树奇;鲍晓迪;殷红;孔祥蕾
【期刊名称】《大学化学》
【年(卷),期】2015(000)004
【摘要】对傅里叶变换离子回旋共振高分辨率质谱仪的发展历程、串联质谱解离技术及最新的应用进行了详细描述，并对其发展趋势进行了展望。

【总页数】10页(P1-10)
【作者】李树奇;鲍晓迪;殷红;孔祥蕾
【作者单位】南开大学元素有机化学国家重点实验室天津300071;南开大学元素有机化学国家重点实验室天津300071;南开大学元素有机化学国家重点实验室天津300071;南开大学元素有机化学国家重点实验室天津300071
【正文语种】中文
【中图分类】O6;G64
【相关文献】
1.以未来要求现在以现在同化过去 [J], 朱来常
2.傅里叶变换离子回旋共振质谱仪表征伊朗减压渣油中的钒卟啉 [J], 史延强;王威;刘泽龙
3.傅里叶变换离子回旋共振质谱仪表征VGO馏分油中噻吩类含硫化合物 [J], 刘颖荣;刘泽龙;胡秋玲;祝馨怡;田松柏
4.表面等离子共振生物传感技术及仪器化的过去、现在与未来 [J], 定翔;余兴龙;耿俊清
5.基于傅里叶变换离子回旋共振质谱仪(FT ICR MS)的超宽波段光解离光谱系统的研制及应用 [J], 张凯林; 周敏; 石莹莹; 马利福; 李树奇; 汪曣; 孔祥蕾
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三维荧光与高分辨率质谱技术在溶解性有机物结构解析中的研究进展

三维荧光与高分辨率质谱技术在溶解性有机物结构解析中的研究进展罗崇佳;陈浩;廖振良【摘要】三维荧光光谱耦合平行因子分析技术(EEM-PARAFAC)可解析溶解性有机物结构,但目前对PAR AFAC拟合组分的性质尚不了解,高分辨率质谱能从分子层级解析溶解性有机物结构;本文总结近年来三维荧光光谱技术(EEM-PARAFAC)及高分辨率质谱技术(FT-ICR-MS)用于溶解性有机物研究进展,介绍了两种技术的表征方法和应用情况,分析了两种技术的发展、联系以及目前面临的问题与挑战.【期刊名称】《能源环境保护》【年(卷),期】2018(032)005【总页数】6页(P1-6)【关键词】溶解性有机污染物;三维荧光光谱;FT-ICR-MS【作者】罗崇佳;陈浩;廖振良【作者单位】同济大学,上海200092;上海市环境科学研究院,上海200233;同济大学,上海200092【正文语种】中文【中图分类】X83溶解性有机物（Dissolved Organic Matter,DOM）是一类具有复杂化学结构的多源成分混合物，在自然环境系统循环中起到重要作用[1]。

DOM的组分结构特征与其来源高度相关，对DOM组分结构的研究有助于解析污染物来源，探究DOM迁移转化规律，以及对水环境质量的影响 [2-5]。

但DOM的分子量、化学结构以及官能团都具有很大的分布范围，难以对其结构进行准确详尽的表征。

因此对DOM组成的表征和分析成为相关研究的关键所在。

近年来，三维荧光光谱（Three-dimensional Fluorescence Spectroscopy）技术广泛应用于水体、土壤中DOM的表征，这种技术具有快速、灵敏度高、前处理简单的优点[6,7]。

随着分析方法的发展，平行因子分析法（Parallel factor analysis,PARAFAC）可将荧光峰分解为若干荧光拟合组分，可更清晰地分析发色荧光峰的组成；但三维荧光光谱技术本身存在干扰效应、荧光峰重叠、荧光猝灭等因素影响的问题，致使目前对PARAFAC拟合组分的性质尚不清楚。

岩石抽提物中极性化合物超高分辨质谱识别

岩石抽提物中极性化合物超高分辨质谱识别刘鹏;黎茂稳;孙永革;蒋启贵;陶国亮;曹婷婷【摘要】采用具有超高分辨率的负离子电喷雾-傅立叶变换离子回旋共振质谱(ESI FT-ICR MS)分析了储层岩石抽提物中的石油酸及中性氮化物的分子组成,得到了抽提物中杂原子化合物类型分布、等效双键数(Double bonds equivalent,DBE)及碳数分布特征.研究结果表明,储层抽提物中含有多达16种不同杂原子类型的化合物,包括N1、N1O1、N1O2、N1O3、N1S1、N1S2、N2、N2S1、O1、O1S1、O2、O2S1、O1S2、O2S2、O3和O4,其中N1、N1S1、O2及O2S1类具有较高的相对丰度.抽提物中的N1类化合物以咔唑和苯并咔唑类化合物为主;N1S1类化合物以C2～C8烷基取代的咔唑并苯并噻吩类化合物为主;O2类化合物主要为1～2环环烷酸,其次还在抽提物中鉴别出具有较高相对丰度的DBE为5和6的O2类化合物;而O2S1类化合物中以DBE为7和8的O2S1具有最高的相对丰度.【期刊名称】《分析测试学报》【年(卷),期】2014(033)001【总页数】6页(P57-62)【关键词】岩石抽提物;极性化合物;电喷雾;傅立叶变换离子回旋共振质谱【作者】刘鹏;黎茂稳;孙永革;蒋启贵;陶国亮;曹婷婷【作者单位】浙江大学地球科学系,浙江杭州310027;中国石化油气成藏重点实验室,江苏无锡214151;中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所,江苏无锡214151;中国石化油气成藏重点实验室,江苏无锡214151;中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所,江苏无锡214151;浙江大学地球科学系,浙江杭州310027;中国石化油气成藏重点实验室,江苏无锡214151;中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所,江苏无锡214151;中国石化油气成藏重点实验室,江苏无锡214151;中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所,江苏无锡214151;中国石化油气成藏重点实验室,江苏无锡214151;中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所,江苏无锡214151【正文语种】中文【中图分类】O657.63原油、烃源岩及储层抽提物中的极性杂原子化合物(含N、S、O)含有大量的石油地球化学信息，已受到地球化学家的普遍关注［1］。

电喷雾傅立叶变换离子回旋共振高分辨质谱实验

电喷雾傅立叶变换离子回旋共振高分辨质谱实验一、电喷雾-傅立叶变换离子回旋共振高分辨质谱近年来随着质谱技术的不断进步，质谱分辨率越来越高，傅立叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS) 是一种具有超高质量分辨能力的新型质谱仪，在石油组分相对分子质量范围(200 - 1000 Da)内分辨率高达几十万甚至上百万，可精确地确定由C、H、S、N、O及其主要同位素所组成的各种元素组合，使得从石油酸的分子元素组成层次上研究石油组成成为可能，即石油组学(Petroleomics)。

电喷雾(ESI)结合傅立叶变换离子回旋共振质谱可直接进样分析原油样品，不需做任何前处理，是从分子水平表征原油的一种强大手段。

下面将主要介绍电喷雾(ESI)与傅立叶变换离子回旋共振质谱仪(FT-ICR MS)的基本原理1) 电喷雾(ESI)原理电喷雾(ESI)是由Fenn发明的一种软电离技术，通常没有碎片离子峰，只有整体分子的峰，能够从高浓度复杂烃类基质中选择性地电离微量的杂原子极性化合物，广泛用作多种质谱仪的电离源。

图1 电喷雾电离源(ESI)示意图ESI的工作原理是：样品溶液从具有雾化气套管的毛细管流出时，在电场和雾化气（通常是氮气）的作用下喷成雾状的带电微液滴；在热气体作用下，液滴中溶剂被快速蒸发，液滴直径不断变小，表面电荷密度不断增大。

当达到瑞利限度时，即表面电荷产生的库仑斥力与液滴表面张力大致相等，则会发生“库仑爆炸”，产生带电的更小微滴，最终把样品离子从液滴中排挤出来，形成的样品离子通过锥孔、聚焦透镜进入分析器后被检测。

产生的样品离子可能带单电荷或多电荷，这和样品分子中的酸性和碱性基团数量有关。

通常小分子样品得到带单电荷的准分子离子；大分子样品则得到多种多电荷离子。

通常认为电喷雾可以用两种机制来解释：（1）小分子离子蒸发机制：在喷针针头与施加电压的电极之间形成强电场,该电场使液体电,带电的溶液在电场的作用下向带相反电荷的电极运动,并形成带电的液滴,由于小雾滴的分散，比表面增大，在电场中迅速蒸发,结果使带电雾滴表面单位面积的场强极高，从而产生液滴的“爆裂”。

傅里叶变换离子回旋共振质谱仪原理

傅里叶变换离子回旋共振质谱仪（Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry，FT-ICR MS）利用了傅里叶变换和离子回旋共振的原理来进行离子质谱分析。

该仪器的主要部件包括离子源、电子轨道和检测器。

首先，离子源产生带电粒子，通常是通过电离方法将样品中的分子转化为离子。

然后，这些离子被加速并注入电子轨道。

在电子轨道中，一个磁场和一个交变电场被施加在离子上，使离子在轨道内发生回旋运动。

接下来，傅里叶变换的原理被应用在FT-ICR MS中。

离子回旋运动产生的径向频率与离子的质量以及电场、磁场的特性有关。

通过改变施加在离子上的二维磁场和离子回旋频率，可以测量离子的质量与荷质比比值。

最后，离子进入检测器，在检测器中，离子诱导信号产生。

离子的质量可以通过傅里叶变换将时间域信号转换为频域信号来得到。

总的来说，FT-ICR MS利用离子在磁场和交变电场中的回旋运动，通过测量离子的质量与荷质比比值来进行精确的质谱分析。

由于其高分辨率和高灵敏度，FT-ICR MS在分析大分子、生物分子和有机化合物等方面具有广泛的应用。