质谱基础理论和仪器结构介绍 Orbitrap Fusion

理论基础理论第一章基础基本名词Orbitrap Fusion质谱仪的结构及介绍Orbitrap Fusion质谱仪的扫描模式基本名词质荷比（m/z）：以原子质量单位表示的离子质量与其电荷数的比值。

基峰（base peak）：在质谱图中，指定质荷比范围内强度最大的离子峰称作基峰。

原子质量单位（u）：用来衡量原子或分子质量的单位，它被定义为碳12原子质量的1/12。

同位素（Isotopes）：具有相同质子数，不同中子数的同一元素的不同核素。

总离子流谱图（TIC，Total Ion Chromatogram）：对一定质荷比范围内的离子流总和进行连续检测与记录的色谱图。

提取离子流谱图（EIC，Extracted Ion Chromatogram）：对某一质荷比的离子流进行连续检测与记录的色谱图。

分辨率：质谱图上两个相邻离子峰分离的程度（如下图）Orbitrap Fusion质谱仪的结构及介绍结构基本结构基本组成部分（1） 离子源（Ion Source）（2） 离子透镜系统（Ion Optics）：离子传输毛细管（Capillary），S-Lens，注入四极杆，弯曲四极杆MP0，传输八极杆，透镜L0、Split Gate Lens （3） 质量分析器：四极杆Q1，Orbitrap，双压线性离子阱（Linear Ion Trap）（4） 多离子通道：HCD 碰撞池（5） 检测器（Detector）：电子倍增器，打拿极，Orbitrap以下分别介绍各部分的作用及特点离子源作用：（1）将中性的待测物电离为带电荷的离子；（2）真空过渡；（3）去除多余的溶剂；（4）去除干扰。

与LC相连接的电离源主要为大气压电离源（API，Atmospheric Pressure Ionization），包括：电喷雾电离源、大气压化学电离源、大气压光学电离源电喷雾电离源（ESI，Electrospray Ionization）主要特点：离子在液相状态形成 对热不稳定化合物首选 对中高极性化合物首选 可形成多电荷离子可形成多电荷离子，，分析蛋白质分析蛋白质、、多肽等大分子物质 最佳使用流速: 200 - 400ul/min 一般来说,流速流速越高越高越高，，需要需要越越高的毛细管温度和气体流速高的毛细管温度和气体流速。

thermo orbitrap fusion 操作-回复如何操作热力轨道阱质谱仪（Thermo Orbitrap Fusion）。

引言：热力轨道阱质谱仪（Thermo Orbitrap Fusion）是一种功能强大的质谱仪，广泛应用于生物医学、环境科学和食品安全等领域。

本文将逐步介绍如何操作热力轨道阱质谱仪，以帮助初学者和研究人员更好地了解和使用这一仪器。

一、启动质谱仪1. 确保质谱仪与电源连接稳定，并打开主电源开关；2. 等待仪器自检完成，通常会显示仪器的基本信息以及操作系统状态；3. 打开质谱软件，点击“启动仪器”按钮，等待软件和仪器的连接建立。

二、校准质谱仪1. 在质谱软件中选择“校准”功能，并选择所需的校准方法；a. 单点校准：只需要校准一个质量标准品，适用于初步分析或负责的质谱实验；b. 多点校准：根据所测样品组成的不同，选取多个质量标准品进行校准，适用于精确分析或对多种样品进行质谱分析；2. 将质量标准品加入样品池，并在软件中选择对应的质量标准品；3. 开始进行质谱仪的校准，根据软件提示将校准样品插入质谱仪，并等待校准完成。

三、设置实验参数1. 在质谱软件中选择“新建方法”功能，设置实验的参数；2. 设置离子源参数，如电压、气体流速等；3. 设置离子传输管（Transfer Tube）参数，如温度、气体压力等；4. 设置质谱分析器（Mass Analyzer）参数，如离子扫描范围、扫描速度等；5. 设置检测器（Detector）参数，如增益、灵敏度等；6. 完成参数设置，并保存实验方法。

四、加载样品1. 准备样品，并将其注入进样器中；2. 使用自动进样器或手动进样器，在质谱软件中选择相应的进样方式，并设置进样器参数；3. 将样品放入进样器，并等待进样完成。

五、运行实验1. 在实验方法列表中选择要运行的方法；2. 点击“运行实验”按钮，质谱仪将开始进行样品分析；3. 监控仪器运行状态，如扫描进度、信号强度等，并根据需要调整实验参数；4. 当实验完成后，质谱软件将生成实验结果，并可根据需要导出数据。

Orbitrap质谱仪是一种高分辨质谱仪，常用于分析复杂的生物分子样品，如蛋白质、代谢产物等。

它的设计基于一个称为Orbitrap的离子捕获器，这是一种圆柱形结构，具有一对排列在中心轴上的电极。

Orbitrap质谱仪的工作原理如下：
1. 离子化：样品中的分子被离子化，通常通过电喷雾离子化（ESI）或者基质辅助激光解吸电离（MALDI）等技术。

2. 离子加速：离子被加速到一定的能量。

3. 离子进入Orbitrap：加速的离子被注入Orbitrap离子阱。

4. 离子轨道：在Orbitrap中，离子绕着中心轴做稳定的轨道运动，由于其特殊的设计，离子在轨道上运动的频率与其质荷比成正比。

5. 检测：当离子做轨道运动时，它们会引起电极上的电荷聚集变化，这种变化可以通过电子学检测到，并转化为质谱信号。

6. 质谱分析：根据离子在Orbitrap中的运动频率，质谱仪可以确定离子的质荷比，从而得到样品中不同成分的质谱图谱。

Orbitrap质谱仪由Thermo Fisher Scientific公司开发，并在生物医学研究、药物发现等领域广泛应用。

其高分辨率和准确性使其成为分析生物分子结构和特性的重要工具。

thermo orbitrap tmt质谱方法详解目录1. 引言1.1 背景和意义1.2 结构概述1.3 目的2. 正文2.1 Thermo Orbitrap技术介绍2.2 TMT质谱方法原理2.3 TMT质谱方法在蛋白质组学研究中的应用3. Thermo Orbitrap TMT质谱方法步骤详解3.1 样品处理与标记化学反应步骤3.2 质谱仪参数设置与数据采集步骤3.3 数据分析与结果解读步骤4. TMT质谱方法的优势和局限性探讨4.1 优势介绍4.2 局限性讨论5. 结论与展望5.1 结果总结5.2 研究前景展望及未来发展方向1. 引言1.1 背景和意义在蛋白质组学研究中，质谱技术是关键的分析手段之一。

随着科学技术的不断发展，各种高级质谱技术相继被引入，并取得了显著的进展。

其中，Thermo Orbitrap TMT（Tandem Mass Tagging）质谱方法作为一种先进的定量蛋白质组学方法，在生物医药领域得到了广泛应用。

1.2 结构概述Thermo Orbitrap TMT质谱方法结合了Thermo的精密仪器Orbitrap以及蛋白质组学中常用的TMT标记技术，具有高灵敏度、高精确性和高通量等特点。

该方法通过将不同样品中的蛋白质进行化学标记，并利用精密仪器进行定量分析，从而实现对多个样品中蛋白质的同时检测和定量。

1.3 目的本文旨在对Thermo Orbitrap TMT质谱方法进行详细介绍和解析，包括其原理、应用以及步骤详解。

通过对该方法的全面讲解，旨在帮助读者深入了解Thermo Orbitrap TMT质谱方法的工作原理和操作步骤，并掌握其在蛋白质组学研究中的应用价值。

（注：以上为文章“1. 引言”部分内容，使用了Markdown语言进行格式化）2. 正文2.1 Thermo Orbitrap技术介绍Thermo Orbitrap技术是一种高分辨质谱技术，由美国Thermo Fisher Scientific公司开发。

在化学和生物领域中，质谱技术扮演着至关重要的角色，它能够帮助科学家们分析和鉴定复杂的化合物和生物分子。

而在质谱技术中，Orbitrap Astra质谱仪作为一种先进的仪器，具有着非常重要的地位。

本文将从深度和广度两个方面对Orbitrap Astra质谱仪进行全面评估，并探讨其在科学研究中的应用和意义。

一、Orbitrap Astra质谱仪的基本原理Orbitrap Astra质谱仪采用了高分辨和高灵敏度的仪器设计，它的基本原理是通过电场调制和离子共振的方式来进行质谱分析。

在质谱实验中，先将待分析的样品通过电喷雾离子源离子化，然后将离子通过激光引导到离子圈内，进而在不同的电场调制下进行共振，最后通过检测离子信号来获取质谱信息。

这种原理使得Orbitrap Astra质谱仪在高分辨率、高精准度和高灵敏度方面具有着明显的优势，可以应用于各种复杂样品的分析和研究。

二、Orbitrap Astra质谱仪的应用领域Orbitrap Astra质谱仪在科学研究中有着广泛的应用，包括但不限于生物医药、环境监测、化学分析等领域。

在生物医药领域中，Orbitrap Astra质谱仪可以用于蛋白质组学、代谢组学和蛋白质药物研发等方面的研究。

在环境监测中，Orbitrap Astra质谱仪可以帮助科学家们分析大气、水体和土壤样品中的污染物，以及追踪环境中各种化合物的来源和归趋。

在化学分析中，Orbitrap Astra质谱仪可以用于化合物结构鉴定、杂质分析和质量定量等方面的研究。

OrbitrapAstra质谱仪在科学研究和产业应用中具有着非常重要的地位。

三、个人观点和理解作为专业的文章写手，我对Orbitrap Astra质谱仪的应用和意义有着深刻的理解。

在我看来，Orbitrap Astra质谱仪的高分辨率和高灵敏度使得它在复杂样品分析中具有着重要的优势，可以帮助科学家们更准确地获取样品中的化合物信息，从而推动科学研究和产业发展的进步。

新型质谱介绍Orbitrap共振质谱Fourier transform)为这种数据采集方式最成功的应用是核磁共振仪（NMR）,恩斯特因为在傅里叶变换NMR的贡献获得诺贝尔奖。

简短的说就是在核磁中用一个短而强的脉冲瞬时激发所有核，取代连续波照射（原连续波NMR）,收集这些信号，把时间谱变换为频谱（这些激发和数据采集的过程设计到傅里叶变换，我也不懂，感兴趣的版友可以自己阅读文献，鼓励与大家共享），利用快速傅里叶变换缩短了采样时间和检测灵敏度。

生物质谱需要高的灵敏度和快速扫描速度来满足高通量分析要求，傅里叶变换离子回旋共振质谱（FTICR）和Orbitrap的神奇之处在于他们采用傅里叶变化模式采集数据，检测分子质量，拥有高的分辨率和质量精度。

傅里叶变换离子回旋共振质谱（FTICR）拥有超高的分辨率和精确的质量准确度，同时它也可以完全兼用CID,ECD,ETD 等多种模式产生的多级质谱，所以傅立叶变换离子回旋共振质谱（FTICR）是从头开始（top-down）蛋白组学的理想检测工具。

但是傅立叶变换离子回旋共振质谱（FTICR）是昂贵的质谱，体积庞大和巨额的运行维护费用让FTICR一直为少数科学家和大型实验所应用。

2000年出现的新质谱静电轨道阱质谱（Orbitrap）在一些实验中几乎可以达到傅立叶变换离子回旋共振质谱（FTICR）一样的高分辨率和质量准确度。

Orbitrap质量分析器工作时，两个电极之间形成静电场。

当高速运动带电离子进入Orbitrap内，在静电作用下围绕中心电极做圆周轨道运动，不同的离子在z方向形成不同频率ωz与（m/z）1/2 成正比。

检测器检测离子运动形成的电势，经过信号放大和快速傅立叶变换后形成频谱，经过处理最后形成质谱。

在xx年，Thermo公司推出商品化的静电轨道阱质谱LTQ-Orbitrap线性Orbitrap价格相比傅立叶变换离子回旋共振质谱（FTICR）便宜很多，使用维护方便。

【仪器知识】质谱仪器概述与工作原理分质谱分析概述1.1 方法概述质谱分析法就是通过对被测样品离子的质荷比的测定来获得物质分子量的一种分析方法。

而把化合物分子用一定方式裂解后生成的各种离子，按其质量大小排列而成的图谱称为质谱。

质谱就是把化合物分子用一定方式裂解后生成的各种离子，按其质量大小排列而成的图谱。

1.2 发展历史1912年 Thomson 研制第世界上一台质谱仪1919年 Aston 精密仪器，测定50多种同位素1940年应用于石油、化工等领域1946年飞行时间质谱(Time-of flight mass analysis)1953年四极杆分析器(Quadrupole analyzers)1956年气相色谱-质谱联用(GC/MS)高分辨质谱仪 (High-resolution MS)1966年化学电离(Chemical ionization)1967年串联质谱(Tandem mass spectrometry)1973年液相色谱-质谱联用 (LC/MS)，热喷雾方法1974年傅立叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR-MS)1981年快原子轰击电离质谱(FAB MS)第二部分质谱仪器与工作原理2.1 质谱基本原理质谱：称量离子质量的特殊天平a. 质谱分析法就是通过测定被测样品离子的质荷比来获得物质分子量的一种分析方法。

b. 质谱分析法主要是通过对样品离子质荷比的分析而实现对样品进行定性和定量的一种方法c. 电离装置把样品电离为离子d. 质量分析装置把不同质荷比的离子分开e. 经检测器检测之后可以得到样品的质谱图2.2 质谱分类2.3 质谱仪组成2.3.1 真空系统2.3.2 进样系统（Sample Introduction）要求：大气压下的样品在不破坏真空度的情况下，使样品进入离子源方式：直接进样色谱进样（气相色谱及液相色谱）2.3.3 离子源（Ion Source）功能：将进样系统引入的气态样品分子转化成离子；硬电离软电离1.电子电离 Electron Ionization, EI2.化学离子 Chemical Ionization, CI3.场电离，场解吸 Field Ionization FD, Field Desorption FD4.快原子轰击 Fast Atom Bombardment, FAB5.基质辅助激光解析电离 Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization, MALDI6.电喷雾电离 Electrospray Ionization, ESI7.大气压化学电离 Atmospheric Pressure Chemical Ionization, APCI1. 电子电离源(Electron Ionization EI)l 是应用最普遍，发展最成熟的电离方法。

thermo orbitrap fusion 操作Thermo Orbitrap Fusion是一款高分辨率质谱仪，在生物医药研究、环境科学、食品安全等领域发挥着重要作用。

本文将介绍Thermo Orbitrap Fusion的操作流程及其主要功能。

一、操作流程1. 准备工作：在开始操作之前，确保仪器已经安装好并处于正常工作状态。

检查仪器的供电、连接和一切相关设置。

2. 样品准备：样品的准备和处理是质谱分析中至关重要的一步。

根据分析样品的不同性质，采取合适的方法进行提取、纯化和浓缩等处理。

确保样品的质量和稳定性。

3. 仪器开机：按照仪器操作手册的要求，打开Thermo Orbitrap Fusion的电源开关，并根据系统提示进行登录和初始化操作。

4. 仪器设置：在操作界面上，设置相应的实验参数，包括扫描模式、离子源参数、碰撞能量等。

根据实验需要，选择合适的分辨率和质谱分析模式。

5. 校准仪器：在开始分析之前，需要对仪器进行校准。

校准的目的是调整仪器的质谱信号，使其能够准确地反映样品中各组分的相对丰度。

6. 样品进样：将样品注入到质谱仪的进样口，确保样品进样的速度和稳定性。

根据实验要求，选择适当的进样方式，如直接进样、气相进样、液相进样等。

7. 数据采集：设置好数据采集的参数，执行实验并开始数据采集。

Thermo Orbitrap Fusion会自动进行数据采集，并将采集到的数据存储到计算机中。

确保数据采集的过程准确、稳定和连续。

8. 数据分析：采集到的数据可以通过不同的软件进行分析和解读。

根据实验的目的，选择合适的数据分析方法和工具，对质谱数据进行处理、解析和解释。

二、主要功能1. 高分辨率质谱分析：Thermo Orbitrap Fusion具有高分辨率的质谱分析能力，可提供准确、精确的质谱数据。

通过高分辨率的质谱分析，可以实现复杂样品的定性和定量分析。

2. 高灵敏度检测：Thermo Orbitrap Fusion采用新一代的离子传递技术，具有高灵敏度的检测能力。

orbitrap质谱
Orbitrap质谱是一种高分辨质谱技术，其原理基于离子在电场中的运动，通过测量离子在电场中的振荡频率实现对离子的质量分析。

具体来说，Orbitrap质谱仪由三个电极组成，即纺锤形中心电极和两个外半电极，离子在电场中围绕中心电极振荡，不同质量的离子振荡频率不同，通过测量振荡频率实现对离子的质量分析。

该技术具有高分辨率、高质量精度、较大空间电荷容量和良好灵敏度等优点，广泛用于生命科学等领域。

其优点包括高分辨率、高质量精度、扫描速度快、谱图质量好和灵敏度高。

但是，Orbitrap质谱也存在一定的局限性，例如需要牺牲质谱的采集速度以获得高分辨率。

thermo orbitrap fusion 操作
操作Thermo Orbitrap Fusion 质谱系统需要一定的专业知识和技能。

以下是其基本操作步骤：
开机检查：首先，打开质谱系统及相关的辅助设备，如气体、真空泵等。

检查所有设备是否正常工作，确保没有异常噪音或异常指示灯。

样品准备：根据实验需求，准备相应的样品。

确保样品纯度、浓度适宜，且符合质谱分析的要求。

对于复杂的生物样品，可能需要进行预处理，如蛋白沉淀、离心等。

参数设置：在开始实验前，根据样品类型和实验目的，设置合适的参数。

这包括扫描模式（如全扫、选择离子扫描等）、分辨率、检测方式（如正负离子模式）、碰撞能量等。

进样与分析：将准备好的样品引入质谱系统，通常是通过自动进样器或手动进样。

启动质谱系统，开始进行实验。

在实验过程中，要密切关注质谱图的质量、基线稳定性、信噪比等指标，确保数据质量。

数据收集与处理：实验结束后，质谱系统会自动生成原始数据。

根据需要，可以选择不同的数据处理方法，如峰识别、峰提取、归一化等。

最终的目标是获取可靠的、可重复的质谱数据。

关机与维护：实验结束后，按照操作手册的指示关闭质谱系统及相关设备。

同时，进行必要的清洁和维护工作，确保设备的良好运行状态。

结果解读与报告：最后，根据获取的质谱数据，进行深入的分析和解读。

将结果整理成报告形式，供科研或生产使用。

质谱仪简介质谱仪是如何工作的质谱仪又称质谱计。

分别和检测不同同位素的仪器。

即依据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理，按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分别和检测物质构成的一类仪器。

质谱仪以离子源、质量分析器和离子检测器为核心。

离子源是使试样分子在高真空条件下离子化的装置。

电离后的分子因接受了过多的能量会进一步碎裂成较小质量的多种碎片离子和中性粒子。

它们在加速电场作用下取得具有相同能量的平均动能而进入质量分析器。

质量分析器是将同时进入其中的不同质量的离子，按质荷比m/z大小分别的装置。

分别后的离子依次进入离子检测器，采集放大离子信号，经计算机处理，绘制成质谱图。

离子源、质量分析器和离子检测器都各有多种类型。

质谱仪按应用范围分为同位素养谱仪、无机质谱仪和有机质谱仪；按辨别本领分为高辨别、中辨别和低辨别质谱仪；按工作原理分为静态仪器和动态仪器。

用法分别和检测不同同位素的仪器。

仪器的紧要装置放在真空中。

将物质气化、电离成离子束，经电压加速和聚焦，然后通过磁场电场区，不同质量的离子受到磁场电场的偏转不同，聚焦在不同的位置，从而获得不同同位素的质量谱。

质谱方法比较早于1913年由J.J.汤姆孙确定，以后经 F.W.阿斯顿等人改进完善。

现代质谱仪经过不断改进，仍旧利用电磁学原理，使离子束按荷质比分别。

质谱仪的性能指标是它的辨别率，假如质谱仪恰能辨别质量m和m ＋Δm，辨别率定义为m／Δm。

现代质谱仪的辨别率达 105 ～106 量级，可测量原子质量精准明确到小数点后7位数字。

质谱仪较为紧要的应用是分别同位素并测定它们的原子质量及相对丰度。

测定原子质量的精度超过化学测量方法，大约2／3以上的原子的精准明确质量是用质谱方法测定的。

由于质量和能量的当量关系，由此可得到有关核结构与核结合能的学问。

对于可通过矿石中提取的放射性衰变产物元素的分析测量，可确定矿石的地质时代。

质谱方法还可用于有机化学分析，特别是微量杂质分析，测量分子的分子量，为确定化合物的分子式和分子结构供应牢靠的依据。

orbitrap质谱
orbitrap质谱是一种高分辨率质谱技术，可以实现非常高的质量分辨率和灵敏度。

它是基于电子转移离子环的质谱技术，可以用于分析高分子化合物、生物分子等复杂样品。

原理：
orbitrap质谱仪由离子源、质量分析器和检测器三部分组成。

首先，样品分子在离子源中被电离成为离子，然后离子被加速并注入到质量分析器中。

在质量分析器中，离子被分离成为不同的质荷比，并进入到电子转移离子环中。

在电子转移离子环中，离子的运动会受到电场的作用，从而形成一个高频电场和一个低频电场。

这两个电场会使离子做圆周运动，形成轨道。

轨道的半径与离子的质荷比成正比，因此可以根据轨道半径计算出离子的质量。

最后，在检测器中，离子的信号会被检测出来，并转换为质谱图。

应用：
orbitrap质谱广泛应用于生物医学研究、药物开发等领域。

它可以用于分析蛋白质、核酸、糖类、脂类等生物分子，可以用于分析药物代谢产物、天然产物等复杂化合物。

随着技术的不断进步，orbitrap质谱的应用领域将会越来越广泛。

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线性离子阱-高场轨道阱回旋共振质谱仪（Orbitrap Fusion Tribrid Mass Spectrometer）实验室Orbitrap Fusion Tribrid Laboratory
Orbitrap Fusion LC-MS的核心是配置四极杆、线性离子阱（LTQ）、静电场轨道阱（Orbitrap）三个不同的质量分析器，其独特的结构能够在Orbitrap和线性离子阱质量分析器中实现同时的母离子隔离、裂解和数据采集。

与已有仪器相比，所采集得到的数据质量更高，扩展了可能的实验范围。

主要技术优势在于：
四极杆用于进行母离子选择，分辨率最低可达0.4 amu，具有出色的灵敏度和选择性;
超高场Orbitrap提供超过450,000的分辨率和高达15 Hz的扫描速率，具有无法逾越的分析选择性和速度;
多级杆离子回旋通道及双压线性离子阱提供MSn HCD、CID 和ETD 裂解，可在最高达20 Hz的扫描速度下进行快速、灵敏的质量数分析。

同步的母离子选择增强了仪器的信噪比。

该仪器配备有加热电喷雾离子源（HESI）和大气压化学离子源（APCI），超高压液相色谱（Dionex UltiMate 3000）一台，可在生物地球化学、生态与健康毒理、药物学等研究领域发挥作用。

目前主要应用于（1）气溶胶中大分子有机质的定性研究；（2）环境中未知化合物的定性筛查与鉴定；（3）DNA甲基化和加合物的定性表征。

Orbitrap Fusion LC-MS仪器（图情楼104）
该实验室由科研人员1名和流动人员（在读研究生）共同管理，开放运行。

使用人员经培训后，自行上机操作。

研究人员可要求使用自备色谱柱和流动相。

按机时或样品数收费使用。