MS基础知识解析

傅立叶变换离子回旋共振(Fourier transform-ion cyclotron resonance, FT-ICR)
质量分析器比较
种类 扇形磁场 Quadrupole Ion trap
检测参数
质量范围 (Da)
质量精度 (Da) 0.00001 0.1 0.1
真空 (Pa)
10-4 10-3 10-3

杂化的分析器(hybrid MS) quadrupole + TOF（Q-TOF） TOF+TOF (TOF/TOF) quadrupole + ion trap（Q-trap） (Orbitrap)
Many other hybrid configurations
Suppliers of LC-MS
Nobel Prize in MS
LC-MS 检测
回答分析化学中最常见的问题
定性 - 样品中有什么?
定量 - 样品中有多少?
药物色谱分析中不同方法的比例
LC/MS GC/MS 3% 12%
HPLC 15% GC/MS 5%
HPLC 85%
LC/MS 80%
1990 年
2000 年
数据来源：American Society for Mass Spectrometry, 2002


历史
1906年 1946年 J.Jthomson于1912年制造出第一台质谱仪 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
1965年 1968年
Thermo-Fisher (USA) www.thermofisher.com


AB (USA) www.appliedbiosystems.com（被Invitrogen 收购）
Bruker Daltonics (Germany) www.bdal.com Waters (USA) www.waters.com Varian (USA) www.varianinc.com Agilent (USA) www.agilent.com Shimadzu (JAPAN) www.shimadzu.com
LC-MS联用系统的组成
由机械真空泵(前极低真空泵)，扩散泵或分子泵(高真空泵)组成真空机组，抽取 离子源和分析器部分的真空。 只有在足够高的真空下，离子才能从离子源到达接收器，真空度不够则灵敏度低。
离子源
电子轰击源（Electro-Impact source, EI） 化学电离源（Chemical Ionization, CI）


场致电离源（Field Ionization, FI）
场解吸电离源（Field Desorption, FD） 快原子轰击（Fast atom bombardment, FAB）

液相色谱－质谱联机的接口
大气压电离源（Atmospheric Pressure Ionization, API） 电喷雾电离（Electro Spary Ionization, ESI）& nano-ESI 大气压化学电离（Atmospheric Pressure Chemical Ionization, APCI） 大气压光喷雾电离(Atmospheric Pressure PhotoSpray Ionization, APPI）
高分辨， 多级
对于ESI适应性 较差
价格昂贵
MS Family
进样系统
GC HPLC UPLC
离子源
MALDI ESI
质量分析器
TOF Ion Trap (IT) Quadrupoles (Q) FTMS
不同类型
MALDI-TOF; MALDI-TOF/TOF ESI-TOF ESI-Qq-TOF ESI-Ion Trap ESI (or MALDI or ….) FTMS ESI (or MALDI or ….) Q-q FTMS ESI-triple Quadrupoles
质谱首次用于肽序测定
离子共振质谱出现 电喷雾离子源


1973年
1974年
LC-MS
Fourier transform ion cyclotor resonance MSBaidu Nhomakorabea
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
优点
缺点
动量/电荷 50-20000 比 质核比 频率 50-3000 50-2000
高可靠性 体积小， 成本低 多级（1-5）
不适合联用 不适合MALDI 质量范围小 1/3效应
TOF
FT-ICR
飞行时间
频率
50-300000
50-10000
0.0001
0.00001
10-4
10-7
高分辨， 高扫描速度
分类
Quadrupole
SSQ TSQ
GC-MS LC-MS OMS MALDITOF/MS FT-MS MS DFA-MS IMS ICP-MS SIMS
TOF Ion trap
3D IT
LIT
Q-Trap(3级)
IT-TOF
Orbitrap
Q-TOF
SYNAPT
TOF/TOF
Orbitrap:实现离子分离、裂解和多级质谱MSn功能，提供精确的质量分析和高分辨率检测 SYNAPT:系统将UPLC分离、高效离子淌度（IMS）和正交飞行时间质谱融合
质谱知识
丁俊杰
Monday, October 08, 2018
发展
质谱分析法是通过测定被测样品离子的质荷比来对被测物进行定性 定量分析的一种方法。
1906年，J．J．Thomson “Father of mass spectrometry”
质谱是唯一可以给出分子量, 确定分子式的方法, 而分子式的确定对 化合物的结构鉴定是至关重要的。

基质辅助激光解析电离（matrix-assisted laser desorption-ionization, MALDI）
哪种离子化方式?
100,000 MALDI ESI APCI
分子量
1000
APPI
EI/CI
非极性
极性
质量分析器

扇形磁场分析器 (Sector Magnetic ) 四级杆分析器（quadrupole） 离子阱(ion trap, IT) 飞行时间质量分析器（Time of flight, TOF）