飞行时间质谱仪
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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,质子化或去质子化)
离子源
进样部分 质量过滤/分析器 检 测 器
样品板
LC或GC
+ + +
+++ + + + + +++ + ++ + + + + + + + + + + + + + ++ +++ +++
• 中药分析 • 蛋白质组学
Thanks!
Thanks!
• 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
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 • 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 V1 V2 能量大的离子由于初始速度 快，进入静电场反射镜的距 XA1 离长，返回时的路程也就长， XA2 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。 • 这种带有静电场反射镜的
XD1 XD2
飞行时间质谱仪被称为反 射式飞行时间质谱仪
XSF XRef
U
空 间 聚 焦
XS
US
ห้องสมุดไป่ตู้
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。
• 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
• 改进方法
• 脉冲电离 • 离子延迟引出 • 反射器技术
目前, TOF -MS大都装有反射器,使离子 经过多电极组成的反射器后沿V型或W 型路线飞行到达检测器,使得分辨率可 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。
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
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
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
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,质子化或去质子化)
离子源
进样部分 质量过滤/分析器 检 测 器
样品板
LC或GC
+ + +
+++ + + + + +++ + ++ + + + + + + + + + + + + + ++ +++ +++
• 中药分析 • 蛋白质组学
Thanks!
Thanks!
• 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
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 • 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 V1 V2 能量大的离子由于初始速度 快，进入静电场反射镜的距 XA1 离长，返回时的路程也就长， XA2 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。 • 这种带有静电场反射镜的
XD1 XD2
飞行时间质谱仪被称为反 射式飞行时间质谱仪
XSF XRef
U
空 间 聚 焦
XS
US
ห้องสมุดไป่ตู้
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。
• 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
• 改进方法
• 脉冲电离 • 离子延迟引出 • 反射器技术
目前, TOF -MS大都装有反射器,使离子 经过多电极组成的反射器后沿V型或W 型路线飞行到达检测器,使得分辨率可 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。
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
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
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