比较一下常见的质谱性能和特点 - PYYang's Bio-Mass Spectrometry R&D Lab

比较常见质谱性能和特点液相色谱:动情品人间冷暖,静心观乾坤西东查看原文浏览全文2009-03-25比较常见的质谱性能和特点比较一下常见的质谱性能和特点比较一下常见的质谱性能和特点编辑∙结构简单、成本低∙维护简单∙定量能力强∙是多数检测标准中采用的仪器设备。

缺点：o无串极能力，定性能力不足o分辨力较低（单位分辨），存在同位素和其他m/z近似的离子干扰o速度慢o质量上限低（小于1200u）厂家：o安捷伦597x系列o PE/Sciex Clarus系列o Finnigan DSQ系列o瓦里安320系列o岛津2010系列四极杆质谱原理编辑∙分辨能力好，有助于定性和m/z近似离子的区别，能够很好的检测ESI电喷雾离子源产生多电荷离子。

∙速度快，每秒2～100张高分辨全扫描（如50～2000u）谱图，适合于快速LC系统（如UPLC）∙质量上限高（6000～10000u）缺点：o无串极功能，限制了进一步的定性能力o售价高于QMSo较精密，需要认真维护编辑∙有串极功能，定性能力强∙定量能力非常好，信噪比高于QMS∙是常用的QMS结果确认仪器∙除一般子离子扫描功能外，QQQ还具有SRM、MRM、母离子扫描、中性丢失（Neutral loss）等功能（离子阱不行）对特征基团的结构研究有很大帮助缺点：o分辨力不足，容易受m/z近似的离子干扰o售价较高o需要认真维护o同时具备MRM、SRM、中性丢失和多级串级功能，非常适合于未知样品的结构解析缺点▪分辨力还是低了点厂家：▪ABI/Sciex， QTrap系列质谱编辑∙成本比QQQ低廉，体积小巧∙具备多级串级能力，适合于分子结构方面的定性研究，能够给出分子局部的结构信息，比QQQ好∙有局部高分辨模式（Zoom Scan），分辨力比四极杆质谱高数倍，达到6000～9000，适合于确定离子质量数缺点：o定量能力不如QMS和QQQ，所以大多数GCMS不采用离子阱质谱o不能够像QQQ一样做母离子扫描和中性丢失，在筛选特征结构分子的时候能力不足< Ion>传统3D离子阱的增强版本优点：o相对于传统3D离子阱，灵敏度高10倍以上o多级串级质谱缺点：o相对于QQQ，还是不能做MRM、中性丢失等特征基团筛选功能厂家：o Thermo Finnegan, LTQ系列质谱编辑∙能够提供高分辨谱图∙定性能力好于QQQ∙速度快，适合于生命科学的大分子量复杂样品分析缺点：o成本高o需要仔细维护<>以3D离子阱作为质量选择器和反应器，结合了离子阱的多级质谱能力和飞行时间质谱的高分辨能力优点o同时具有多级串级和高分辨能力，适合于未知样品的定性工作，如糖蛋白的定性缺点o由于离子阱容量限制，对于混合样品的灵敏度欠佳o定量能力弱o高灵敏度、高分辨、多级串级o定量能力强缺点：功能复杂，维护复杂编辑<>磁质谱的定量能力是各种质谱中最强的。

Trace DSQ II 性能介绍美国Thermo Fisher Scientific 是世界最大的分析仪器制造公司，也是最专业的质谱生产厂家，总部设在美国波士顿地区，年销售额超过22亿美元，在全球30多个国家设有分支机构，员工人数超过11,000人，工厂主要分布在美国、德国、英国、意大利、法国。

其属下的色谱质谱部前身为著名的质谱生产厂家菲尼根公司（Finnigan ），主要的产品包括了四极杆和离子阱的气相色谱质谱联用仪（DSQ 、PolarisQ ），三维离子阱液质（LCQ ），二维线性离子阱液质（LTQ ），三级四极杆串接液质（TSQ Quantumn ）等单位质量分辩率台式质谱仪，以及高分辨磁质谱（MAT95），傅立叶变换离子回旋共振质谱（FTMS ），静电场轨道离子阱质谱（Orbitrap ），电感耦合等离子体高分辨质谱，辉光放电质谱（GD MS ），同位素质谱等多种高分辨质谱仪，总计有近30种质谱设备，为目前最大和最专业的质谱供应厂商。

秉承30多年来在气相色谱/质谱中的领先优势，Thermo Fisher Scientific 推出了DSQ II 四极杆质谱仪，其革新技术从根本上改善了分析结果，也预示着痕量分析技术的未来。

DSQ II 配备了最新的DuraBrite 离子源和DynaMax XR 检测系统，配合成名已久的弯曲预四极杆技术，DSQ II 不仅保证了拥有超高的灵敏度，而且也极大的提高了离子源的抗污染能力。

同时根据不同行业标准操作规程的要求，推出了最新的EnviroLab 、ToxLab 、QuanLab 等常规应用软件，在维持Xcalibur 质谱软件强大功能的同时，使得任何化学工作者在分析大批量样品的时候可以轻松进行数据处理，节省了大量时间。

可以说，DSQ II 是目前业界灵敏度最高，定量检测线性范围最宽的质谱仪。

Trace DSQ II GC/MS 是Thermo Fisher Scientific的一款新型台式四极杆气质联用仪，应用新一代弯曲光学透镜排除中性粒子的噪音。

各类质谱的优缺点1.磁质谱BenefitsClassical mass spectraVery high reproducibilityBest quantitative performance of all mass spectrometer analyzersHigh resolutionHigh sensitivityHigh dynamic rangeLinked scan MS/MS does not require another analyzerHigh-energy CID MS/MS spectra are very reproducibleLimitationsNot well-suited for pulsed ionization methods (e.g. MALDI)Usually larger and higher cost than other mass analyzersLinked scan MS/MS gives either limited precursor selectivity with unit produ ct-ion resolution, or unit precursor selection with poor product-ion resolution ApplicationsAll organic MS analysis methodsAccurate mass measurementsQuantitation Isotope ratio measurements2.四极杆质谱BenefitsClassical mass spectraGood reproducibilityRelatively small and low-cost systems• Low-energy collision-induced dissociation (CID) MS/MS spectra in triple qu adrupole and hybrid mass spectrometers have efficient conversion of precursor t o productLimitationsLimited resolutionPeak heights variable as a function of mass (mass discrimination). Peak heigh t vs. mass response must be 'tuned'.Not well suited for pulsed ionization methodsLow-energy collision-induced dissociation (CID) MS/MS spectra in triple quad rupole and hybrid mass spectrometers depend strongly on energy, collision gas, pressure, and other factors.ApplicationsMajority of benchtop GC/MS and LC/MS systemsTriple quadrupole MS/MS systemsSector / quadrupole hybrid MS/MS systemsQuadrupole/ion trap hybrid MS/MS systemsQuadrupole/FTICR hybrid MS/MS systems3.飞行时间质谱BenefitsFastest MS analyzerWell suited for pulsed ionization methods (method of choice for majority of MALDI ma ss spectrometer systems)High ion transmissionMS/MS information from post-source decayHighest practical mass range of all MS analyzersLimitationsRequires pulsed ionization method or ion beam switching (duty cycle is a factor)Fast digitizers used in TOF can have limited dynamic rangeLimited precursor-ion selectivity for most MS/MS experimentsApplicationsAlmost all MALDI systemsVery fast GC/MS systems4.傅立叶变换离子回旋共振质谱BenefitsThe highest recorded mass resolution of all mass spectrometersPowerful capabilities for ion chemistry and MS/MS experimentsWell-suited for use with pulsed ionization methods such as MALDINon-destructive ion detection; ion remeasurementStable mass calibration in superconducting magnet FTICR systemsLimitationsLimited dynamic rangeStrict low-pressure requirements mandate an external source for most analytical applicati onsSubject to space charge effects and ion molecule reactionsArtifacts such as harmonics and sidebands are present in the mass spectraMany parameters (excitation, trapping, detection conditions) comprise the experiment seq uence that defines the quality of the mass spectrumGenerally low-energy CID, spectrum depends on collision energy, collision gas, and othe r parametersApplicationsIon chemistryHigh-resolution MALDI and electrospray experiments for high-mass analytesLaser desorption for materials and surface characterization5.离子阱质谱BenefitsHigh sensitivityMulti-stage mass spectrometry (analogous to FTICR experiments)Compact mass analyzerLimitationsPoor quantitationVery poor dynamic range (can sometimes be compensated for by using automatic gain control)Subject to space charge effects and ion molecule reactionsCollision energy not well-defined in CID MS/MSMany parameters (excitation, trapping, detection conditions) comprise the experiment seq uence that defines the quality of the mass spectrumApplicationsBenchtop GC/MS, LC/MS and MS/MS systemsTarget compound screeningIon chemistry。

质谱质谱（又叫质谱法）是一种与光谱并列的谱学方法，通常意义上是指广泛应用于各个学科领域中通过制备、分离、检测气相离子来鉴定化合物的一种专门技术。

质谱法在一次分析中可提供丰富的结构信息，将分离技术与质谱法相结合是分离科学方法中的一项突破性进展。

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。

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。

质谱分析是一种测量离子荷质比（电荷-质量比）的分析方法，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，再利用电场和磁场使发生相反的速度色散，将它们分别聚焦而得到质谱图，从而确定其质量。

第一台质谱仪是英国科学家弗朗西斯·阿斯顿于1919年制成的。

阿斯顿用这台装置发现了多种元素同位素，研究了53个非放射性元素，发现了天然存在的287种核素中的212种，第一次证明原子质量亏损。

他为此荣获1922年诺贝尔化学奖。

种类质谱仪种类非常多，工作原理和应用范围也有很大的不同。

从应用角度，质谱仪可以分为下面几类：有机质谱仪：由于应用特点不同又分为：①气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）在这类仪器中，由于质谱仪工作原理不同，又有气相色谱-四极质谱仪，气相色谱-飞行时间质谱仪，气相色谱-离子阱质谱仪等。

②液相色谱-质谱联用仪（LC-MS）同样，有液相色谱-四器极质谱仪，液相色谱-离子阱质谱仪，液相色谱-飞行时间质谱仪，以及各种各样的液相色谱-质谱-质谱联用仪。

③其他有机质谱仪，主要有：基质辅助激光解吸飞行时间质谱仪（MALDI-TOFMS），傅里叶变换质谱仪（FT-MS）无机质谱仪，包括：①火花源双聚焦质谱仪。

②感应耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）。

③二次离子质谱仪（SIMS）但以上的分类并不十分严谨。

质谱检测
质谱检测是一种通过测量不同离子的质荷比来分析化合物的方法。

它可以将样品中的分子电离，然后通过磁场或电场将不同质荷比的离子分离，再由检测器记录下来。

通过质谱检测，可以鉴定化合物的结构，并且具有高灵敏度、高分辨率和快速分析等特点。

它在医学、生物学、环境科学等多个学科领域中被广泛应用。

质谱检测的原理是将被测物质电离，然后根据离子的质荷比将其分离，并测量各种离子峰的强度，以达到分析目的。

具体来说，质谱仪主要由进样系统、离子源、质量分析仪和检测器等部分组成。

首先，被测样品被电离为离子，这些离子在电场的作用下加速并聚集成具有一定能量和几何形状的离子束。

接着，这些离子束进入质量分析仪，质量分析仪根据离子的质荷比（质量和电荷的比值）对其进行分离。

不同质荷比的离子会以不同的速度通过磁场或电场，因此它们将按照质荷比大小依次进入检测器。

最后，检测器将离子转化为电信号并记录下来，得到的信号可以用于定性分析和定量分析。

质谱检测主要有以下特点：
1.高灵敏度：可以检测到纳摩尔至皮摩尔级别的分子。

2.高分辨率：能够分离和检测分子的不同离子种类，并可用于制备
或鉴定不同的同分异构体。

3.快速分析：可以快速进行分析，同时能够进行自动化操作，提高
了分析效率和准确性。

4.非破坏性测量：不需要破坏样品，因此可以对非可再生性的样品
进行分析，如古代文物、化石等。

质谱的分类质谱是一种仪器分析技术，广泛应用于化学、生物、环境科学等领域。

根据不同的质谱仪原理和应用范围，质谱可以分为多种类型。

本文将对质谱的分类进行详细介绍。

一、按质谱仪原理分类1. 电离质谱电离质谱是质谱技术的基础，它将样品中的分子或原子气化，并将其电离成为带正或负电的离子，通过加速器和质量分析器分离和检测离子的种类和数量。

电离质谱的种类非常多，包括电子轰击电离质谱、化学电离质谱、MALDI-TOF质谱等。

2. 高能量离子撞击质谱高能量离子撞击质谱是将高能离子束照射到样品表面或统一粒子中，用来分析样品化合物的组成和结构。

该技术主要包括静电喷射（ESI）、电喷雾（API）和多重离子分解（MS/MS）。

3. 磁共振质谱磁共振质谱是一种基于核磁共振原理进行分析的质谱仪。

该技术主要应用于原子核、电子自旋共振谱、亚硫酸盐及氧化物等化合物的结构分析。

4. 时间飞行质谱时间飞行质谱是一种利用质谱仪对带电粒子进行测量的技术。

它将离子束激发成带电状态后通过匀强电场进行加速，然后通过不同速度的运动到达检测器，利用不同时间上的到达时间来进行质量分析。

5. 快速原子轰击质谱快速原子轰击质谱（FAB）是一种将阴离子和低能质子轰击到样品表面来进行质量分析的技术。

它主要应用于有机化合物、天然产物等的分析，具有灵敏度高、分析时间短等优点。

6. 等离子体质谱等离子体质谱（ICP-MS）是一种利用带电离子束进行分析的质谱技术。

该技术主要应用于分析地质、环境、食品等样品中的微量量级元素。

二、按应用范围分类1. 生物质谱生物质谱是指质谱技术在生物化学和生物医学领域中的应用。

它主要应用于蛋白质、糖类、核酸等生物分子的分析和结构确定。

2. 化学质谱化学质谱是指在化学研究和分析中使用的质谱技术。

它主要应用于有机化合物、天然产物等的结构鉴定和分析。

3. 环境质谱环境质谱是指质谱技术在环境科学中的应用。

它主要应用于大气、水体、土壤等环境样品中污染物的分析和检测。

质谱专业参数解析质谱（Mass Spectrometry，MS）是一种分析化学技术，可以用于确定物质的化学组成、结构和分子量等信息。

在质谱仪中，将一个样品分子转化为离子，并通过质谱仪中的磁场和电场分析这些离子，从而获得关于样品的一系列参数。

下面将对质谱专业参数进行详细解析。

1.质谱仪类型：质谱仪分为多种类型，常见的有质谱质谱联用仪（GC-MS，GC-MS/MS）、液相色谱质谱联用仪（LC-MS，LC-MS/MS）和直接静电质谱仪（DIP-MS）。

每种类型的仪器在不同的应用场景中具有各自的特点。

2.质子化方式：质谱仪中，样品分子通常需要先转化为离子。

质子化方式分为正质子化和负质子化两种。

正质子化一般适用于有机物分析，而负质子化适用于无机、有机酸等分析。

3.质谱图谱：质谱图谱是质谱仪分析所得的结果。

根据离子产气机理的不同，可分为电离源离子图谱（EI）、化学电离离子图谱（CI）、基质辅助激光解吸电离离子图谱（MALDI）等。

每种图谱都有其特点和适用范围。

4.质谱分辨率：质谱分辨率是指质谱仪的分辨能力。

分辨率越高，说明仪器能够更好地分离出离子，从而得到更准确的质谱结果。

分辨率的计算方式为m/△m，其中m为离子的质量，△m为两个离子的质量差。

5.质量分析器：质量分析器是质谱仪的核心部件，用于分析离子的质量和相对丰度。

常见的质量分析器有时间飞行质谱（TOF-MS）、四极杆质谱（Q-MS）和离子阱质谱（IT-MS）等。

不同的质量分析器在灵敏度、分辨率和质谱范围等方面存在差异。

6.解析方式：质谱仪的解析方式有质量分析和质谱图谱的解析。

质量分析是根据质谱中离子的质荷比来确定物质的相对分子质量。

质谱图谱解析则通过分析图谱中的峰形、峰高和峰面积等信息，推导出样品化合物的结构和组成。

7.信号叠加与信噪比：在质谱仪中，离子信号叠加是指离子在进入质谱分析器之前受到其他因素的影响，导致信号质量下降。

信噪比是指信号强度与背景噪音之比，较高的信噪比有助于提高质谱分析的准确性和灵敏度。