??
(德語:
Massenspektrometrie
,英語:
mass spectrometry
,??:MS)是一???化?物??根据其
?荷比
(
?量
-
?荷
比)?其?行排序的分析技?。????,???量?品?的?量。 ??法被用于?多不同?域,?被用于??品和??混合物。
??
是?子訊?作?
?荷比
的函?的曲??。?些??被用于?定?品的元素或
同位素
,?粒和
分子
的?量,??明分子的化???,如
?
和其他
化合物
。
在典型的??法中,可以是固?,液?或??的?品被??,例如用?子???。 ?可能?致一些?品的分子破碎成??的碎片。 然后,?些
?子
根据其
?荷比
被分?,通常通?加速???使其?受
??
或
磁?
:相同
?荷比
的
?子
???相同?量的偏?
[1]
。?子通?能?探???粒子的机制被探?到,例如一?
?子倍增管
。 ?果被?示?作??荷比的函?的已?探??子的相??度的??。 ?品中的原子或分子可以通??已知?量??定的?量相??或通?特征分解模式??定。
?史
[
??
]
在1886年,
?根·戈?德斯坦
(Eugen Goldstein)?察到在低?下排放的??中的光?,??子???出?,通?穿孔
??
中的通道,???荷的
??射?
(???到??的方向)相反。 戈?德斯坦??些?正?的??射??“Kanalstrahlen”; ?????的?准??成英文是“??射?(canal rays)”。
威廉·?恩
(Wilhelm Wien)??强??或磁?使??射?偏?,?于1899年建成了一?具有平行??和磁?的?置,根据
?荷-?量比
(Q / m)???射?分?。 ?恩???荷??量比取?于放?管中??的性?。 英?科?家
J.J. ?姆森
后?通?降低生成???的?力?改?了?恩的工作。
第一台
???
是英?科?家
弗朗西斯·阿斯?
于1919年制成的。阿斯?用?台?置??了多?元素
同位素
,?究了53?
非放射性元素
,??了天然存在的287?
核素
中的212?,第一次?明
原子?量
??。
阿斯?
?此??1922年
???化??
。
?人所知的扇形???
?磁型同位素分?器(Calutron)
是由物理?家
??斯特·??斯
(Ernest O. Lawrence)??,用于在
曼哈??目
中分?
?
的
同位素
[2]
。Calutron???用于第二次世界大?期?建立的
田?西州橡??
的Y-12工?的???。
1989年,
???物理??
的一半被授予
?斯·德默?特
(Hans Dehmelt)和
沃?夫?·保?
(Wolfgang Paul)在1950年代?1960年代???子?技?。
2002年,
???化??
被授予
?翰·??特·芬恩
(John Bennett Fenn),由于他??的
?????
(ESI),和
田中耕一
(Koichi Tanaka),由于他??的
?激光脫附
(Soft laser desorption,SLD)及其在生物大分子,特?是蛋白?的??中的?用
[3]
。
原理
[
??
]
用來測量質譜的儀器稱?質譜儀,可以分成三個部分:
離子化器(離子化源)
、
質量分析器
與
偵測器
。其基本原理是使??中的成分在?子化器中?生
??
,生成不同
荷?比
的?正?荷
?子
,?加速
??
的作用,形成
?子束
,?入?量分析器。在?量分析器中,再利用
??
或
磁?
使不同荷質比的離子在空間上或時間上分離,或是通過過濾的方式,???分?聚焦到偵測器而得到???,?而獲得
?量
與
濃度
(或
分壓
)相關的圖譜。
質譜儀由工作原理的不同可區分如下:
按??方式區分
[
??
]
- ?子?撞??
- 化?????
- 光????
- ??????
按?量分析方式區分
[
??
]
????所用的?量分析器的不同,把???分??聚焦???、四?柱???、?行?????、?子????、傅立??????、傅里????子回旋共振???等
[4]
。
?行??分析器使用??以在相同的?下加速?子,?而?量?子到???器所需??。如果所有粒子都具有相同的?荷,???的?能??是相同的,其速度?同?量相?。?量?低的?子?率先到???器。然而,??上,?便具有相同?荷比的粒子也?在不同??到???器,其原因是初始速度不?相同。初始速度往往和粒子的?量无?,?且?最?????速度的差?。因此,具有相同?荷比的?子?在一小段??范??抵???器,?而?致粒子?-?荷比?中峰的增?,但通常而言不?改?峰中心?的位置,因??初速度的平均?得到零(相?一同分析的其他粒子)。?解??一??,人?提出了用延?聚焦/延?提取和?行?????合使用。
???的??
[
??
]
?????非常多,??用角度,???可以分?下面??:
有机???
[
??
]
由于?用特点不同又分?:
- ?相層析-???用?(GC-MS)在???器中,由于???工作原理不同,又有?相層析-四????,?相層析-?行?????,?相層析-?子????等。
- 液相層析-???用?(LC-MS)同?,有液相層析-四????,液相層析-?子????,液相層析-?行?????,以及各?各?的液相層析-??-???用?。
- 其他有机???,主要有:基??助雷射解析?行?????(MALDI-TOFMS),
傅立葉?????
(FT-MS)
无机???
[
??
]
- 火花源?聚焦???。
- ?感?合等?子???法
(ICP-MS)。
- 二次?子???(SIMS)
- ?光放????(GDMS)
但以上的分??不十分??。因?有些?器?有不同附件,具有不同功能。例如,一台?相層析-?聚焦???,如果改用快原子????源,就不再是?相層析-???用?,而??快原子?????(FAB MS)。?外,有的????可以和?相層析相?,又可以和液相層析相?,因此也不好?于某一?。在以上各????中,?量最多,用途最?的是有机???。
生物??分析
[
??
]
生物??分析(Biological mass spectrometry)是以
??
分析技術用于精??量
生物大分子
,如
蛋白?
,
核?酸
和
糖?
等的分子量,?提供分子??訊息。?存在于生命???系中的微量或痕量小分子生物活性物??行
定性
或
定量
分析。
一般的方法有:
- ?灑電離??,
- 基??助雷射解析????,
- 快原子????,
- ?子??????,
- 大??????。
偵測器
[
??
]
???的最后元件是偵測器。??子??或?中偵測器表面?,偵測器??感??荷或者?生的?流。
質譜儀的偵測器依質量分析器的種類而有所不同。傳統上,離子數量較多或者分析區?空度低時可使用
法拉第杯
,而當離子數量低且?空度高時可使用
電子倍增管
或
微通道板
來偵測。在現代質譜儀中,
電子倍增管
常搭配靜電磁扇分析器、四極分析器、離子?分析器使用,而
微通道板
則搭配飛行時間分析器使用。比較特別的是,傅立葉轉換質量分析器因?必須偵測離子週期性運動的頻率,所以必須採取非破壞性的感應電荷偵測器。
????用的分?技?
[
??
]
一?重要的增强?量解析和???定??能力使用?亦?色?和其他分?技?。
?相色?法
[
??
]
一?常?的?合是?相層析 - ??(GC/MS,或GC-MS)。在?技?中,?相層析?用于分隔不同的化合物。
液相色?法
[
??
]
??相色?MS(GC-MS)?似,液相色?-??(LC/MS, 或LC-MS)在?化合物引入?子源和???之前?行色?分?。
毛?管?泳-??法
[
??
]
毛?管?泳-??法
(CE-MS)是一??
毛?管?泳
的液?分??程????用的技?
[5]
。 CE-MS通常??????相?合
[6]
。
?子?移?
[
??
]
?子?移光?-??法
(IMS/MS,或IMMS)是一?技?,在引入???之前,?子首先通?一些中性??在施加的??梯度下通?漂移??分?
[7]
。漂移??是相?于?子?荷的半?的量度。 IMS的
工作周期
(???生的??)比大多???技?的更?,使得???可以沿IMS分?的?程?行采?。 ?以?似于
液相色譜法-質譜聯用
(LC-MS)的方式?生?于IMS分?和?子的?荷比的?据
[8]
。
?用
[
??
]
??分析法具有
定性的
和
定量的
用途。?些包括?定未知的化合物
[9]
;?定在一?分子元素的
同位素
?成,和通??察其碎片?定化合物的
??
。其他用途包括量化?品中化合物的量或?究
?相?子化?
的基本原理(?子和中性原子在?空中的化?性?)。 ??法?在在?究多?化合物的物理的,化?的,或生物?特性的分析??室中是非常常?的。
作?一?分析技?,?具有明?的??,例如:比大多?其他分析技?更高的?敏度,因?分析?作??量?荷??器,可?少背景干?,?特征碎片模式中?得出色的特?性,以??未知物或??可疑化合物的存在, 有?分子量的信息,有?元素同位素?度的信息,??分辨化??据(Temporally resolved chemical data)。
?方法的一些缺点是??常无法?分光?和?何???以及取代基在芳?中的o-,m- 和p- 位置的位置。 此外,其范??限于???生?似碎片?子的?。
原子探?
[
??
]
原子探?
是一??合
?行??
??和?蒸??微???制??原子位置的?器。
?物代??力?
[
??
]
由于基?(通常是血液或尿液)的??性?和需要高?敏度以?察低?量和???的点?据,因此通常使用??法?究?代?力?。 在本?用中使用的最常?的?器是具有三重
四極桿質譜儀
的
液相色?法-???用
(LC-MS)。 通常采用串????增加特?性(added specificity)。?准曲?和??用于?品中通常?一?物的定量。 ??物被??,然后代?或????除的?候,?品代表不同的??点
[10]
。
蛋白?表征
[
??
]
??法是蛋白?表征和?序的重要方法。??全蛋白的??主要方法是
?????
(ESI)和
基??助激光解吸/??
(MALDI)。 ?了??有???的性能和?量范?保持一致,有??方法用于表征蛋白?。
聚糖分析
[
??
]
??法(MS)以其低?品需求和高?敏度,主要用于
糖生物?
,用于表征和?明多糖(glycan)??
[11]
。??法?
高效液相色?法(HPLC)
分析
多糖
提供了一??充方法。
太空探?
[
??
]
作?分析的?准方法,???已?到?其他行星和?星。 其中?台被
海??
(英語:
Viking program
)?到了
火星
。 2005年初,
?西尼-惠更斯?
任?通?最大?星
土?六
的大??,在
惠更斯?
登?探?器上?送了一???的
GC-MS
?器。 ??器沿其下降?迹分析了大??本,?且一旦探?器着?,就能?蒸?和分析
土?六
的冷???化合物覆盖表面的?本。 ?些?量?果比?了每?粒子的同位素?度?地球自然?度的比?
[12]
。?西尼-惠更斯號太空船上還有一台離子和中質譜儀,?一直在測量
土衛六
的大氣成分以及
土衛二
羽流的成分。 2007 年發射的
?凰?火星探?器
?帶了
???分析?
(TEGA)質譜儀
[13]
。
質譜儀也廣泛用於太空任務中測量等離子體的成分。 例如,?西尼號太空船?帶?西尼等離子體光譜儀(CAPS)
[14]
,用於測量土星
磁層
中離子的質量。
呼吸氣體監測儀
[
??
]
從1975年左右到本世紀末,醫院使用質譜儀進行呼吸氣體分析。 有些可能仍在使用,但目前已??有被生?
[15]
。
?們主要出現在
手術室
中,是一個複雜系統的一部分,在該系統中,接受
麻醉
的患者的呼吸氣體樣本通過閥門機構吸入儀器中,閥門機構旨在按順序將多達32 個房間連接到質譜儀。 計算機指揮系統的所有操作。 從質譜儀收集的資料被傳送到各個房間供麻醉師使用。
?看
[
??
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?考?料
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外部?接
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??
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