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質譜法質量分析器分類介紹

來源：測試GO 時間：2022-10-12 11:08:35 瀏覽：2617次

質量范圍、分辨率是質量分析器的兩個主要性能指標。質量范圍指質量分析器所能測定的質荷比的范圍；分辨率表示質量分析器分辨相鄰的、質量差異很小的峰的能力。雖然不同類型的質量分析器對分辨率的具體定義存在差異，高分辨質譜儀（簡稱：MS）通常指其質量分析器的分辨率大于104。

①扇形磁場分析器

離子源中產生的離子經加速電壓(V)加速，聚焦進入扇形磁場(磁場強度 B)。在磁場的作用下，不同質荷比的離子發生偏轉，按各自的曲率半徑(r)運動：

m/z=B2r2/2V

改變磁場強度，可以使不同質荷比的離子具有相同的運動曲率半徑(r)，進而通過狹縫出口，達到檢測器。

扇形磁場分析器可以檢測分子質量高達15000道爾頓的單電荷離子。當與靜電場分析器結合、構成雙聚焦扇形磁場分析器時，分辨率可達到105。

②四極桿分析器

分析器由四根平行排列的金屬桿狀電極組成。直流電壓(DC)和射頻電壓(RF)作用于電極上，形成了高頻振蕩電場(四極場)。在特定的直流電壓和射頻電壓條件下，一定質荷比的離子可以穩定地穿過四極場，到達檢測器。改變直流電壓和射頻電壓大小，但維持它們的比值恒定，可以實現質譜掃描。

四極桿分析器可檢測的分子質量上限通常是4000道爾頓，分辨率約為103。

③離子阱分析器

四極離子阱(QIT)由兩個端蓋電極和位于它們之間的環電極組成。端蓋電極處在地電位，而環電極上施加射頻電壓(RF)，以形成三維四極場。選擇適當的射頻電壓，四極場可以儲存質荷比大于某特定值的所有離子。采用“質量選擇不穩定性”模式，提高射頻電壓值，可以將離子按質量從高到低依次射出離子阱。揮發性待測化合物的離子化和質量分析可以在同一四極場內完成。通過設定時間序列，單個四極離子阱可以實現多級質譜(MSn)的功能。

線性離子阱(LIT)是二維四極離子阱，結構上等同于四極質量分析器，但操作模式與三維離子阱相似。四極線性離子阱具有更好的離子儲存效率和儲存容量，可改善的離子噴射效率及更快的掃描速度和較高的檢測靈敏度。

離子阱分析器與四極桿分析器具有相近的質量上限及分辨率。

④飛行時間分析器（TOF）

具有相同動能、不同質量的離子，因飛行速度不同而實現分離。當飛行距離一定時，離子飛行需要的時間與質荷比的平方根成正比，質量小的離子在較短時間到達檢測器。為了測定飛行時間，將離子以不連續的組引入質量分析器，以明確起始飛行時間。離子組可以由脈沖式離子化(如基質輔助激光解吸離子化)產生，也可通過門控系統將連續產生的離子流在給定時間引入飛行管。

飛行時間分析器的質量分析上限約15000道爾頓、離子傳輸效率高(尤其是譜圖獲取速度快)、質量分辨率>104。

⑤離子回旋共振分析器（ICR）

在高真空(~10-7Pa)狀態下，離子在超導磁場中作回旋運動，運行軌道隨著共振交變電場而改變。當交變電場的頻率和離子回旋頻率相同時，離子被穩定加速，軌道半徑越來越大，動能不斷增加。關閉交變電場，軌道上的離子在電極上產生交變的像電流。利用計算機進行傅里葉變換，將像電流信號轉換為頻譜信號，獲得質譜。

待測化合物的離子化和質量分析可以在同一分析器內完成。離子回旋共振分析器的質量分析上限>104 道爾頓，分辨率高達106，質荷比測定精確到千分之一，可以進行多級質譜(MSn)分析。

⑥串聯質譜（MS-MS）

串聯質譜是時間上或空間上兩級以上質量分析的結合，測定第一級質量分析器中的前體離子(precursorion)與第二級質量分析器中的產物離子(production)之間的質量關系。多級質譜實驗常以 MSn表示。

產物離子掃描(product-ion scan)：在第一級質量分析器中選擇某m/z的離子作為前體離子，測定該離子在第二級質量分析器中、一定的質量范圍內的所有碎片離子(產物離子)的質荷比與相對強度，獲得該前體離子的質譜。

前體離子掃描(precursor-ion scan)：在第二級質量分析器中選擇某 m/z 的產物離子，測定在第一級質量分析器中、一定的質量范圍內所有能產生該碎片離子的前體離子。

中性丟失掃描(neutral-loss scan)：以恒定的質量差異，在一定的質量范圍內同時測定第一級、第二級質量分析器中的所有前體離子和產物離子，以發現能產生特定中性碎片(如CO2)丟失的化合物或同系物。

選擇反應檢測(selected-reaction monitoring，SRM)：選擇第一級質量分析器中某前體離子(m/z)1，測定該離子在第二級質量分析器中的特定產物離子(m/z)2 的強度，以定量分析復雜混合物中的低濃度待測化合物。

多反應檢測(multiple-reaction monitoring，MRM)：是指同時檢測兩對及以上的前體離子-產物離子。

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