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质谱是先将被测物质电离,再用一定的方法将其按荷质比分离,最后测定各个蜂强度的一种分析方法。在1910 年,世界上第一台质谱仪是由英国物理学家J.J.Thomson 发明。之后随着离子光学理论的不断发展和完善,发现适当的电场和磁场组合具有方向和速度聚焦的特性,这让质谱仪的质量分辨能力有了很大程度的提高。现如今,质谱仪作为一种常用分析手段,广泛应用于传统的同位素、有机物质分析、地球科学、环境科学、石油化工、考古学、生物医药、爆炸物检测等领域。
一般来说,质谱装置由真空系统,离子源,质量分析器和检测系统四部分组成。离子源是离子化样品的装置,常见的电离方法有电子电离法,电喷雾电离法,激光电离法,快速原子轰击法,化学电离法,大气压电离法,基质辅助激光解吸电离法,辉光放电法,电感耦合等离子法等。质量分析器是把离子按核质比分离的装置,可以分为飞行时间法(Time-of-Flight),离子阱法(lon-Trap,包括orbitrap),四级杆法(Quadrupole),扇形磁场法(Magnetric Sector),傅立叶变换离子回旋共振法(Fourier Transform lon Cyelotron Resonance)等。质量分离后的离子达到检测器并进行检测,经过处理后得到质谱图,常用的检测器有光电倍增管,微通道板,法拉第杯,电荷耦合元件,闪烁检测器等。真空系统是为质谱提供高某某,保证离子在飞行和检测过程中不受其它粒子的干扰。质谱的主要性能指标有分辨率,质量范围,灵敏度,稳定性等。
飞行时间质谐法(Time of Fight Mas Spetrometry)是通过离子行时间来测定质荷比的方法。离子被已知电场加速,电荷数相同的离子拥有相同的动能,但其质量不同所以在通过一定距离的飞行时间也不同,这可以测定物质的荷质比。
世界上第一台飞行时间质谱是Cameron和Eggers等人在1948年研制的。但由于当时电子学技术的该后和本身理论的不完善,导致飞行时间质谱的分辨率很低,其应用同时也受到限制。Wiley 和 Mclaren 等人在 1955 年提出了双场加速的理论,该方法的应用提高了质谱的分辨率,并使飞行时间质谱仪开始广泛成用于物理、化学等领域。1973年, Mamyin等人在直线式飞行时间质谱仪后面加上一个用于能量聚焦的离子反射器,成为了首台反射式飞行时间质谐仪,使得飞行时间质谱法的分辨率有了较大的突破,可以达到 3000。此后伴随着大面积检测器技术、快电子技术、计算机技术和机械加工技术的不断进步。TOFMS 的性能也不断提高,飞行时间质谱的分辨率已经提高到几万甚至几十万,使得它在物理化学、生物化学、有机化学等领域起着越来越重要的作用。
下面介绍一下飞行时间质谱仪的工作原理。
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图1-1:双场直射式的飞行时间质谱示意图
①引出区
离子在引出区的飞行距离为X1,这里引出区总长 X=2 X1 ,离子在引出区初始位置的电势为 U,***的电势差为:
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2
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1
+
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2
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1
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离子在射出引出区时的速度为:
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1
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在引出区的加速度为
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则在引出区的飞行时间t1为
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1
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1
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1
②加速区
在离子离开加速区时的飞行速度为
??= 内容过长,仅展示头部和尾部部分文字预览,全文请查看图片预览。 铀的形态信息和同位素丰度,表明该方法不但可检测水体中铀的浓度,且可用与快速准确地筛查核武器试验现场,对核工业和核能的和XX用具有积极的作用。
(三)蛋白质组学分析
研究表明采用 DESI可以检测蛋白质和蛋白质的复合物。近年米,采用 EESI检测了多种不同的蛋白质,与ESI获得的质谱相比,EESI获得的蛋白质离子具有更低的价态,而且可以保持更高(大于90%)的生物活性,这表明EESI电离过程能够较好地保持溶液中蛋白质的构象。这也说明 EESI与表面解吸电离电离过程存在机理方面的显著差异。此外,有的研究中采用ELDI直接了分析了水溶液中的蛋白质,表明ELDI分析的蛋白分子可以保持其原始构象。
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