質(zhì)譜基礎(chǔ)知識-飛行時間質(zhì)譜儀原理及應(yīng)用

1、飛行時間質(zhì)譜儀龐鈞文 12210300012 質(zhì)譜儀是按照離子的質(zhì)荷比(m/z)不同,來分離不同分子量的分子.測定分子量進(jìn)行成分和結(jié)構(gòu)分析. 離子的生成方式有失去或捕獲電荷(如:電子發(fā)射,質(zhì)子化或去質(zhì)子化)質(zhì)譜儀簡介離子源質(zhì)量過濾/分析器檢測器進(jìn)樣部分樣品板LC或GCEI源FAB源MALDI源ESI源QuadruopoleIon trapTime-of-flight電子倍增器閃爍計(jì)數(shù)器+ + + + + + + + + + + + + + + + + 1906年 J.JThomson在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)帶電荷離子在電磁場中的運(yùn)動軌跡與 它的質(zhì)荷比(m/z)有關(guān),并于1912年制造出第一臺質(zhì)譜儀. 19

2、46年 發(fā)明飛行時間質(zhì)量分析器(Time-of-flight Analyzer) 1953-1958年 出現(xiàn)四極桿質(zhì)量分析器(Quadrupole) 1956年 GC-MS開始聯(lián)用 1959年 質(zhì)譜首次用于peptide sequencing 1965年 離子共振質(zhì)譜出現(xiàn) 1968年 電噴霧離子源Electrospray Ionization 1973年 LC-MS 1974年 Fourier transform ion cyclotor resonance MS 1987-1988年 Matrise_assisted laser desorption ionization 1996年 電噴霧

3、離子源開始用于生物大分子的研究質(zhì)譜的發(fā)展歷史基本原理L2VV基本原理公式推導(dǎo)) 1.(.)(21(*)(21(*2*nemVLTnemVLneVmLT當(dāng)飛行距離L和工作電壓V一定時，離子飛行時間T和離子質(zhì)荷比一一對應(yīng)。 質(zhì)量分辨（Mass resolution, m/m）：質(zhì)譜儀器分辨不同成分物質(zhì)的能力；10000 質(zhì)量精度（mass accuracy）：衡量質(zhì)譜儀器測量物質(zhì)成分的準(zhǔn)確度；ppm 質(zhì)量范圍（mass range ）：質(zhì)譜儀器測量物質(zhì)成分的質(zhì)量大小范圍；1 靈敏度（sensitivity）：質(zhì)譜儀器所能測量物質(zhì)成分的最低含量；單分子檢測飛行時間質(zhì)譜儀性能指標(biāo) 離子源： 電噴霧電離

4、源（ESI） 主要用于極性、難氣化的成分在液相狀態(tài)下的電離。 大氣壓化學(xué)電離源（APCI） 主要用于中等極性、易揮發(fā)的小分子化合物在氣相狀態(tài)下的電離 基質(zhì)輔助激光解吸電離源（MALDI） 主要用于多肽、核苷酸、蛋白質(zhì)和高分子聚合物等生物大分子的電離 大氣壓光電離源（APPI） 主要用于芳烴、甾體等不宜用以上三種離子化的樣品。飛行時間質(zhì)譜儀TOF-MS的構(gòu)成 質(zhì)量分析器 TOF-MS分辨率低的原因 時間分散 空間分散 能量分散 改進(jìn)方法 脈沖電離 離子延遲引出 反射器技術(shù)飛行時間質(zhì)譜儀TOF-MS的構(gòu)成目前, TOF -MS大都裝有反射器,使離子經(jīng)過多電極組成的反射器后沿V型或W 型路線飛行到達(dá)

5、檢測器,使得分辨率可達(dá)20 000 以上, 最高檢測質(zhì)量可超過300 000 Da,且具有很高的靈敏度。 直線型飛行時間質(zhì)譜儀的主要缺點(diǎn)：分辨率低。 離子初始能量不同，使得具有相同質(zhì)荷比的離子達(dá)到檢測器的時間有一定分布，造成分辨能力下降。 改進(jìn)的方法 在線性檢測器前面的加上一組靜電場反射鏡，將自由飛行中的離子反推回去，初始能量大的離子由于初始速度快，進(jìn)入靜電場反射鏡的距離長，返回時的路程也就長，初始能量小的離子返回時的路程短，這樣就會在返回路程的一定位置聚焦，從而改善了儀器的分辨能力。 這種帶有靜電場反射鏡的飛行時間質(zhì)譜儀被稱為反射式飛行時間質(zhì)譜儀直線式VS反射式LV1 V2XD1XA1XA2XSFXD2XRefXSUS空 間 聚 焦U反射式飛行時間質(zhì)譜儀 質(zhì)量分析器； 可以單獨(dú)使用，也可以和其他儀器串聯(lián)使用