生物医学研究院仪器培训——电喷雾质谱ESIMS

sims仪器原理Sims仪器原理Sims仪器是一种表面分析技术，用于研究材料的组成和结构。

该仪器基于静电除水技术，通过激光和电子束对材料进行扫描，获取样品表面的化学成分和结构信息。

Sims仪器的原理基于二次离子质谱（Secondary Ion Mass Spectrometry）技术。

在分析过程中，样品表面被离子束轰击，将样品表面原子和分子击出。

这些击出的粒子被称为次级离子，它们在离子束的作用下进入质谱仪进行检测。

Sims仪器的关键部件是离子源和质谱仪。

离子源产生离子束，质谱仪则用于分离和检测离子。

离子源通常使用Cs离子源或金属离子源，这些离子源能够产生高能离子束，使样品表面原子和分子受到足够的轰击能量。

离子束轰击样品表面时，会将表面原子和分子击出。

这些次级离子具有不同的质量和荷电量，通过调整磁场和电场，可以将这些离子按质量和荷电量分离。

分离后的离子进入质谱仪的离子检测器，通过检测离子的质量和荷电量，可以获得样品表面的化学成分和结构信息。

Sims仪器的工作原理还包括静电除水技术。

由于样品表面可能存在水分子，水分子的存在会干扰离子束对样品的轰击。

为了减少这种干扰，Sims仪器通常使用静电除水技术，在样品表面形成一个低湿度的环境，从而减少水分子的影响。

Sims仪器在材料科学、表面科学和生物医学等领域有着广泛的应用。

它可以用于分析材料的成分、杂质和缺陷，研究材料的生长和退化过程。

此外，Sims仪器还可以用于研究生物分子、细胞和生物材料的组成和结构，对生物医学研究具有重要意义。

总结一下，Sims仪器是一种基于二次离子质谱技术的表面分析仪器。

它通过离子束轰击样品表面，将样品表面的原子和分子击出，并通过质谱仪进行分离和检测。

Sims仪器的工作原理还包括静电除水技术，用于减少水分子对分析的干扰。

该仪器在材料科学和生物医学等领域具有广泛的应用前景。

成像质谱显微技术
成像质谱显微技术（Imaging Mass Spectrometry，IMS）是一种用于分析和成像生物样品中分子分布的高分辨率分析技术。

它结合了质谱技术和显微镜技术，可以同时获得样品的化学信息和空间分布信息。

IMS技术通常基于基质辅助激光解吸电离质谱（MALDI-MS）或电喷雾（ESI）质谱技术。

首先，样品表面的分子被激光束或喷雾喷雾离子化，然后离子通过质谱仪进行分析。

使用高分辨率的质谱仪以及扫描和成像功能，可以获取样品表面各个位置的质谱数据。

通过分析和比较质谱，可以确定不同分子的存在以及它们在样品中的分布情况。

IMS技术在生物医学研究中有广泛的应用。

它可以用于研究生物标记物、代谢产物、药物和代谢物在组织、细胞和生体样品中的空间分布。

这对于研究疾病发生和发展的机制、药物代谢和药物传递等方面具有重要意义。

IMS技术还可以用于生物体内药物传递的动态观察，以及肿瘤组织中的分子标记物鉴定和定量。

虽然IMS技术在生物医学研究中非常有价值，但也面临一些挑战，例如分子定量的准确性、分析速度和图像重建等方面的技术改进。

然而，随着技术的进步和改进，IMS技术将继续为研究人员提供有关生物样品中分子分布的重要信息。

液质联用技术是目前最常用的一种分析检测仪器，今天小编通过问答形式，详细介绍一下液质联用中的ESI离子源技术，透过原理，解答您在分析过程中的常见的疑惑。

一、ESI电喷雾离子源的基本原理是什么？图1. 三重串联四极杆质谱构造图我们通过分解的方式来窥探一下ESI产生离子化的基本过程液相色谱作为进样系统和分离系统：待分析物通过液相色谱系统在色谱柱上得到分离，被流动相带入电喷雾针。

图2. ESI电喷雾离子源构造图●电喷雾针：电喷雾针为套管式结构，中空管道，如上图，中间为流动相通道，两侧翼为雾化气通道，电喷雾针中的喷雾气，形成喷雾压力，流动相液体随喷雾气，被压入大气压气化腔室（见图1）形成喷雾。

●电场梯度：在喷雾针、和离子锥孔处的反电极之间形成电场梯度，液滴在此处形成正离子或负离子，正负离子形成与化合物的性质相关。

●脱溶剂气：被加热的逆向的反吹气，与液滴发生热量交换，使得带电液滴脱溶剂化，库伦爆炸在此过程中反复进行，最终形成裸露的气相离子，通过离子传输组件，进入四极杆质量过滤器中。

●加热鞘气（辅助脱溶剂化）：加热的鞘气，在喷针的两端，和喷针平行处，其作用，一个是热量交换，使得带电液滴气化，另外一个目的是实现离子聚焦，防止离子的逃逸。

二、质谱中的各种“气”和各种“电压”，您了解吗？反吹气（又名气帘气或者脱溶剂气）：反吹气，和气帘气，脱溶剂气其实是不同的名称，从锥孔（或者毛细管）出来的加热气，运动轨迹和离子运行轨迹相反，所以有的叫它”反吹气”，又因为这种加热的气体，对于进入离子通道前的带电液滴，与之进行热量交换，起到了脱溶剂化的效果，又被称为“脱溶剂气”，在与离子传输相反的道路上，它形成了一道像窗帘一样，阻隔了中性分子进入离子通道的路线，降低了本底干扰，所以也被称为”气帘气”。

⏹喷雾气：我们可以看到，雾化气在喷雾针平行的方向上，其主要作用在于形成喷雾压力，使得经过喷针的液流，形成细小的雾滴（此过程带电和雾化同时进行）。

ICP-MS简单培训资料、ICP-MS 简介ICP-MS 全称电感耦合等离子体质谱（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry ）,可分析几乎地球上所有元素（Li-U ）ICP-MS技术是80年代发展起来的新的分析测试技术。

它以将ICP的高温（8000K）电离特性与四极杆质谱计的灵敏快速扫描的优点相结合而形成一种新型的最强有力的元素分析、同位素分析和形态分析技术。

该技术提供了极低的检出限、极宽的动态线性范围、谱线简单、干扰少、分析精密度高、分析速度快以及可提供同位素信息等分析特性。

自1984年第一台商品仪器问世以来，这项技术已从最初在地质科学研究的应用迅速发展到广泛应用于环境保护、半导体、生物、医学、冶金、石油、核材料分析等领域。

被称为当代分析技术最激动人心的发展。

ICP-MS 的应用领域分布核工业：5% 法医，公安等：1% 射击残留物分析 金属材料，合金等 Title of Prese ntatio n Date毒性分析 环境:49%饮用水、海水、环境水资源 食品、卫生防疫、商检等 土壤、污泥、固体废物 生产过程QA/QC 质量控制 烟草/酒类质量控制，鉴别真伪等 Hg, As, Pb, Sn 等的价态形态分析半导体：33% 高纯金属（电极） 高纯试剂（酸,碱,有机） ?Si 晶片的超痕量杂质 ?光刻胶和清洗剂He nt TechnologiesPage 4特征材料的定性 来源分析 化工，石化等：4% 核燃料的分析 R&D 放射性同位素的分析 QA/QC初级冷却水的污染分析地质学：2% 医药及生理分析6% Agile nt Restricted医药研究，药品质量控制 药理药效等的生物过程研究土壤、矿石、沉积物 同位素比的研究 激光熔蚀直接分析固 体样品头发、全血、血清、尿样、 生物组织等电感耦合等离子体质谱分析法是将电感耦等离子体（ICP）技术和质谱（MS 技术结合起来，利用等离子体作为离子源，由接口将等离子体中被电离了的试样离子引入质谱仪，用质谱仪对离子进行质量分析（按m/Z 比值将不同的离子分开）并检测记录，根据所得质谱图进行定性定量分析。

ICP-MS简单培训资料ICP-MS简介ICP-MS是基于电离原子光谱学（ICP-AES）发展起来的一种新型分析技术。

它是将样品中的原子或离子通过高温等离子体电离后，在高强度磁场中分离并计数，然后进一步测定其相对浓度的分析方法。

ICP-MS具有高选择性、高灵敏度、多元素分析等特点，广泛应用于地球化学、环境科学、岩石矿物、生物医学和食品检测等领域。

ICP-MS分析步骤1.样品预处理：样品需要进行前处理，以达到ICP-MS要求的浓度和配比。

例如，化学沉淀、萃取、稀释等方法。

2.仪器准备：将ICP-MS仪器设备进行预准备，包括对仪器进行冷却、功率控制、精细调校等。

3.样品进样：将样品通过进样器送入ICP-MS仪器，加以电离和分离。

4.数据采集：通过数据采集系统，得到ICP-MS分析后的结果，包括各元素的信号强度、加入的质量数、各元素的定量分析结果等。

5.结果处理：将采集到的数据进行计算、处理，得到相应的分析结果。

ICP-MS检测技巧1.标样制备：在ICP-MS分析过程中，标准品的制备是必不可少的。

标准品可以在理论上为贵金属分析提供极大的帮助。

根据具体分析的元素特征，选取适当的纯化方法，制备标准样品。

2.冷却水选择：冷却水的选择非常重要，对仪器分析起到了很大的作用。

建议使用高纯度的去离子水或超纯水，保证冷却水对分析结果的影响达到最小。

3.元素干扰处理：在ICP-MS分析中会遇到元素间相互干扰，误差较大。

因此要针对具体干扰，采用合适的干扰处理方法，如化学修饰剂法、内标法或单扫描法等。

ICP-MS常用应用1.稀土元素地球化学：ICP-MS广泛应用于地球化学、矿床成因和地壳演化等领域。

其应用范围涉及稀土元素、放射性元素、有机金属、微量元素等。

2.食品检测：ICP-MS能够快速准确地检测食品中的多种元素。

如镉、铅、铜、锌等在食品中的含量，保证食品安全性。

3.生命科学：ICP-MS技术在生命科学领域的应用范围较广，包括基因表达、蛋白质组学、代谢物组学等方面。

esi生物化学名词解释
ESI是电喷雾离子化（Electrospray Ionization）的缩写，是
一种常用的质谱技术。

它是一种将液体样品转化为气态离子的方法，用于分析和研究生物大分子（如蛋白质、核酸等）的结构和性质。

ESI技术的原理是将溶解在适当溶剂中的样品通过一个细小的
喷雾针头喷射出来，同时在针尖处施加高电压。

在喷雾过程中，溶
剂会逐渐蒸发，使得样品分子逐渐浓缩。

由于高电压的作用，溶剂
中的分子会被电离，形成带电的离子。

这些离子会随着溶剂蒸发，
进入质谱仪中进行分析。

ESI技术的优点之一是它对样品的分析范围非常广泛，可以分
析从小分子到大分子的生物大分子。

此外，ESI技术的操作相对简单，不需要对样品进行复杂的预处理。

ESI质谱还可以与液相色谱（LC）等分离技术结合，提高分析的灵敏度和选择性。

ESI技术在生物化学领域有着广泛的应用。

例如，在蛋白质质
谱分析中，ESI质谱可以用于确定蛋白质的分子量、研究其修饰状态、鉴定蛋白质序列等。

在核酸研究中，ESI质谱可以用于测定DNA
或RNA的序列、分析其结构变化等。

总之，ESI是一种常用的质谱技术，通过将样品转化为气态离子进行分析，可以广泛应用于生物大分子的研究和分析。

药物分析中的电喷雾质谱成像技术应用电喷雾质谱成像技术（Electrospray ionization mass spectrometry imaging，简称ESI-MSI）是一种能够同时提供分子质量和空间分布信息的革命性分析方法，已经在药物研究和分析领域引起广泛关注和应用。

本文将对药物分析中的电喷雾质谱成像技术应用进行探讨，并分析其在药物研究中的重要作用。

第一部分：电喷雾质谱成像技术概述电喷雾质谱成像技术是一种先进的离子化技术，通过将待分析样品溶液经由高压电压喷射成微小液滴，在离子源中形成带电的气溶胶，经过质谱仪的离子化和分离，最终通过二维扫描获得分子质量和分布的空间图像。

该技术具有非破坏性、高灵敏度、高分辨率等特点，对于药物研究提供了全新的分析手段和数据处理方法。

第二部分：药物分析中电喷雾质谱成像技术的应用2.1 药物代谢研究电喷雾质谱成像技术可以用于药物代谢研究。

通过对药物在生物组织中的分布情况进行成像，研究者可以直观地观察药物在不同组织中的分布差异和代谢产物形成的规律。

这对于药物的代谢途径和代谢产物的鉴定具有重要意义，有助于揭示药物在体内的代谢过程以及其对机体的影响。

2.2 药物输送与释放研究电喷雾质谱成像技术还可以应用于药物输送与释放的研究。

通过将药物制剂在不同时间点和不同位置的释放情况进行成像，可以研究药物在给药区域的输送和释放规律。

这对于药物的控释系统设计和药物输送途径的优化具有重要价值，有助于提高药物的治疗效果和减少不良反应。

2.3 药物质量评价电喷雾质谱成像技术还可以应用于药物质量评价。

通过分析不同位置的分子质量和分布情况，可以快速获得药物样品的成分和纯度信息。

这在药物质量控制和质检过程中起到了重要的作用，能够提高药物的质量稳定性和药效一致性。

第三部分：电喷雾质谱成像技术的局限性和发展前景尽管电喷雾质谱成像技术在药物研究和分析中具有广泛应用前景，但其本身也存在一些局限性。

首先，电喷雾质谱成像技术在样品预处理上的要求较高，样品的离子化和溶液的成分对于成像结果具有显著影响。

ICP-MS简单培训资料一、ICP-MS 简介ICP-MS全称电感耦合等离子体质谱（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry），可分析几乎地球上所有元素（Li-U）ICP-MS技术是80年代发展起来的新的分析测试技术。

它以将ICP的高温（8000K）电离特性与四极杆质谱计的灵敏快速扫描的优点相结合而形成一种新型的最强有力的元素分析、同位素分析和形态分析技术。

该技术提供了极低的检出限、极宽的动态线性范围、谱线简单、干扰少、分析精密度高、分析速度快以及可提供同位素信息等分析特性。

自1984年第一台商品仪器问世以来，这项技术已从最初在地质科学研究的应用迅速发展到广泛应用于环境保护、半导体、生物、医学、冶金、石油、核材料分析等领域。

被称为当代分析技术最激动人心的发展。

•光刻胶和清洗剂二、ICP-MS 仪器和原理介绍标准样品引入系统由两个主要部分组成：样品提升部分和雾化部分。

样品提升部分可以使用蠕动泵或自提升的雾化器。

蠕动泵用于提升样品或提升经T 接头混合的样品/内标混和液，可以便捷地实现内标的在线加入。

使用标准的1.02mm内径的样品管时，在0.1rps转速下，蠕动泵提升样品的能力大约为0.4ml/min。

而内标管的直径为0.19mm，因此内标液的流速更慢，在0.1rps转速下，蠕动泵提升内标的能力大约为20µl/min。

也就是说，内标溶液相对于被稀释20倍，所以虽然我们要求引入系统的内标元素浓度为50ppb，但使用的内标溶液浓度为1ppm(1000ppb)。

注：即使用自提升的雾化器，仍需要使用蠕动泵，因为雾化器里的废液是通过蠕动泵排到废液桶中的。

如果雾化器不排废液，将导致信号不稳定，如果过多的液体流入炬管，将导致熄火，对仪器造成危害。

样品引入系统的第二部分是雾化器和雾化室。

样品以泵入方式或者自提升方式进入雾化器后，在载气作用下形成小雾滴，并进入雾化室。

电喷雾离子（ESI）是一种常用的质谱离子化技术，广泛应用于生物、医药、环境和食品等领域。

本文将对电喷雾离子的过程和特点进行介绍，以便读者更加深入了解该技术的原理和应用。

一、电喷雾离子（ESI）的过程电喷雾离子的过程主要分为三个步骤：溶液喷雾、溶剂挥发和荷电气溶胶形成。

1. 溶液喷雾在电喷雾离子源中，待分析的溶液被注入到毛细管内，并通过高电压产生一个细小的喷雾雾化。

这个过程类似于喷雾器喷射液体，形成微小的溶液颗粒。

2. 溶剂挥发随后，喷雾中的溶剂开始挥发，使得颗粒的大小不断减小。

在这个过程中，溶质开始浓缩，并最终形成一个带电的气溶胶。

3. 荷电气溶胶形成当溶液中的溶剂挥发完毕后，溶质质子化或去质子化产生带有正电荷的离子。

这些荷电气溶胶通过离子管道被输送到质谱仪内进行分析。

二、电喷雾离子（ESI）的特点电喷雾离子技术具有许多独特的特点，使得它成为当前广泛应用的质谱离子化技术。

1. 高灵敏度电喷雾离子技术对于生物分子等高分子化合物具有很高的灵敏度，能够在非常低的浓度下进行检测和分析。

这使得它在生物、医药领域的应用非常广泛。

2. 高选择性电喷雾离子化技术能够实现对于目标化合物的高度选择性，避免了其他杂质的干扰。

这对于复杂样品的分析非常有利。

3. 操作简便相比于其他离子化技术，电喷雾离子技术的操作相对简便，无需复杂的样品预处理操作。

这使得它在实际应用中更加便捷和高效。

4. 适用范围广电喷雾离子技术不仅适用于水溶液体系，也适用于有机溶剂和乙腈等不同类型的溶剂，适用范围非常广泛。

5. 对样品损伤小电喷雾离子技术相对于其他离子化技术，对于样品的损伤较小，利于对于生物大分子或者温度敏感的样品进行分析。

以上就是电喷雾离子（ESI）的过程和特点介绍，希望通过本文的阐述，读者能够更加全面地了解这一质谱离子化技术的原理和应用。

在今后的实验和实践中，读者可以根据电喷雾离子的特点，合理选择分析方法，并对样品进行准确快速的分析。

ESI-TOF原理1.仪器硬件液相构造，TOF构造，离子源种类，及检测器2.仪器原理简介：质谱分析是一种测量离子荷质比（电荷-质量比）的分析方法，可用来分析同位素成分、有机物构造及元素成分等。

其基本原理是使试样中各组分在离子源中发生电离，生成不同荷质比的带正电荷的离子，经加速电场的作用，形成离子束，进入质量分析器。

在质量分析器中，再利用电场和磁场，将它们分别聚焦而得到质谱图，从而确定其质量。

在众多的分析测试方法中，质谱学方法被认为是一种同时具备高特异性和高灵敏度且得到了广泛应用的普适性方法。

色谱是一种分离的手段，而质谱是一种鉴定手段，检验过程中通常采用质谱联用技术。

质谱仪器一般由样品导入系统、离子源、质量分析器、检测器、数据处理系统等部分组成。

所谓飞行时间质谱是指其质量分析是根据离子在通道飞行时间来识别的.，一价离子在经过提取电压后获得相同的动能,由于不同离子的质量不同,导致飞行速度不同,从而在相同的通道内的飞行时间不同.这种质谱仪的质量分析器是一个离子漂移管（ion drift tube）。

离子质量越大，到达接收器所用时间越长；离子质量越小，到达接收器所用时间越短，根据这一原理，可以把不同质量的离子按m/z值大小进行分离。

飞行时间质谱仪可检测的分子量范围大（《3000），扫描速度快，仪器结构简单。

质谱仪需要在真空情况下运转，用以保护检测器，同时提高测量精度。

3．实验室具备的离子源-EI,ESI,APCI,DART,ASAP及其原理ESI原理：电喷雾过程可简单表述为：在大气压条件下，被分析物的溶液通过一带高电压的毛细管，在电场的作用下产生带电荷的雾状滴液。

带电的雾状滴液体积由于溶剂蒸发或库伦爆炸而逐渐减小，最后产生完全脱溶剂的气态离子。

离子在电场和真空负压的压力梯度作用下，经过毛细管、离子透镜、八极杆等离子传输系统而到达质量分析器。

见错误!未找到引用源。

电喷雾离子化过程大致上可分为液滴形成、液滴收缩、气态离子形成3个阶段，溶液被输送至一带高电压的电喷雾毛细管尖端，接着在正电压下，溶液中的正离子会在表面累积，并沿低场方向被吸出，形成“Taylor锥”。