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??法

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??的一?例子。一??(??酸)的??,?示其同位素分布。??是m/z,??是相??子强度。
Orbitrap ???

?? (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 ?? 磁? :相同 ?荷比 ?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 [ ?? ]

早期( J.J. ?姆森 第三台)???的?制品。

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。

曼哈??目 中, ?磁型同位素分?器(Calutron) ???被用于?的??。

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? ? 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 ????? 英? Electrospray ionization (ESI),和 田中耕一 (Koichi Tanaka),由于他??的 ?激光脫附 英? Soft laser desorption (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 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 ?? 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 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??? [ ?? ]

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 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 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 [ ?? ]

一???倍增?的粒子倍增??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 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 [ ?? ]

?相層析?(右)直接?合到???(左)

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 英? Capillary electrophoresis?mass spectrometry (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 英? on-mobility spectrometry?mass spectrometry (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 [ ?? ]

NOAA 粒子分析通?激光?? ?溶???? 英? Aerosol mass spectrometry 搭乘 NASA WB-57 高空?究?机.

??分析法具有 定性的 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? 英? Gas-phase ion chemistry 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? 英? Atom probe 是一??合 ?行?? 英? Time of flight ??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 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 ????? 英? Electrospray ionization (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? [ ?? ]

NASA 的 ?凰?火星探?器 使用 TEGA 質譜儀分析「??紅」溝渠的土壤樣本。

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 [ ?? ]

?考?料 [ ?? ]

  1. ^ Sparkman, O. David. Mass spectrometry desk reference . Pittsburgh: Global View Pub. 2000. ISBN  0-9660813-2-3 .  
  2. ^ Parkins, William E. The uranium bomb, the calutron, and the space-charge problem. Physics Today. 2005, 58 (5): 45?51. Bibcode:2005PhT....58e..45P . ISSN 0031-9228 . doi:10.1063/1.1995747 .  
  3. ^ The Nobel Prize in Chemistry 2002: Information for the Public . The Nobel Foundation. 9 October 2002 [ 2007-08-29 ] . (原始?容 存? 于2012-01-25).  
  4. ^ Gross, Jurgen H. Massenspektrometrie: Spektroskopiekurs kompakt . Heidelberg: Springer Spektrum. 2019. ISBN  3-6625863-4-7 .  
  5. ^ Loo JA, Udseth HR, Smith RD. Peptide and protein analysis by electrospray ionization-mass spectrometry and capillary electrophoresis-mass spectrometry. Analytical Biochemistry. June 1989, 179 (2): 404?12. PMID 2774189 . doi:10.1016/0003-2697(89)90153-X .  
  6. ^ Maxwell EJ, Chen DD. Twenty years of interface development for capillary electrophoresis-electrospray ionization-mass spectrometry. Analytica Chimica Acta. October 2008, 627 (1): 25?33. PMID 18790125 . doi:10.1016/j.aca.2008.06.034 .  
  7. ^ Verbeck GF, Ruotolo BT, Sawyer HA, Gillig KJ, Russell DH. A fundamental introduction to ion mobility mass spectrometry applied to the analysis of biomolecules . Journal of Biomolecular Techniques. June 2002, 13 (2): 56?61. PMC 2279851 可免费查阅. PMID 19498967 .  
  8. ^ Matz LM, Asbury GR, Hill HH. Two-dimensional separations with electrospray ionization ambient pressure high-resolution ion mobility spectrometry/quadrupole mass spectrometry. Rapid Communications in Mass Spectrometry. 2002, 16 (7): 670?5. Bibcode:2002RCMS...16..670M . PMID 11921245 . doi:10.1002/rcm.623 .  
  9. ^ Dang, Audrey J.; Kreisberg, Nathan M.; Cargill, Tyler L.; Chen, Jhao-Hong; Hornitschek, Sydney; Hutheesing, Remy; Turner, Jay R.; Williams, Brent J. Development of a Multichannel Organics In situ enviRonmental Analyzer (MOIRA) for mobile measurements of volatile organic compounds . Atmospheric Measurement Techniques. 2024-04-15, 17 (7). ISSN 1867-1381 . doi:10.5194/amt-17-2067-2024 (English) .  
  10. ^ Kurreck, Jens; Engels, Joachim; Lottspeich, Friedrich. Bioanalytik. Springer Spektrum; 4. Aufl. 2022. ISBN  978-3-662-61706-9 .  
  11. ^ Apte A, Meitei NS. Bioinformatics in Glycomics: Glycan Characterization with Mass Spectrometric Data Using SimGlycan. Methods in molecular biology. Methods in Molecular Biology. 2009, 600 : 269?281. ISBN  978-1-60761-453-1 . PMID 19882135 . doi:10.1007/978-1-60761-454-8_19 .  
  12. ^ Petrie S & Bohme DK. Ions in space. Mass Spectrometry Reviews. 2007, 26 (2): 258?80. Bibcode:2007MSRv...26..258P . PMID 17111346 . doi:10.1002/mas.20114 .  
  13. ^ Hoffman JH, Chaney RC, Hammack H. Phoenix Mars Mission--the thermal evolved gas analyzer. Journal of the American Society for Mass Spectrometry. October 2008, 19 (10): 1377?83. PMID 18715800 . doi:10.1016/j.jasms.2008.07.015 可免费查阅.  
  14. ^ Cassini Plasma Spectrometer . Southwest Research Institute . [ 2008-01-04 ] . ( 原始?容 存?于2018-10-08).  
  15. ^ Riker JB, Haberman B. Expired gas monitoring by mass spectrometry in a respiratory intensive care unit. Critical Care Medicine. 1976, 4 (5): 223?9. PMID 975846 . S2CID 6334599 . doi:10.1097/00003246-197609000-00002 .  

外部?接 [ ?? ]