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质谱简论MS - LCMSMS液质联用-
质谱简论ms
(又叫质谱法)是一种与并列的谱学方法,通常意义上是指广泛应用于各个学科领域中通过制备、、气相离子来鉴定化合物的一种专门。质谱法在一次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-发展史
早在19世纪末,,,这些观察结果为质谱的诞生提供了准备。
世界上第一台质谱仪于1912年由英国物理学家joseph john thomson(1906年诺贝尔物理学奖获得者、英国剑桥大学教授)研制成功;到20世纪20年代,质谱逐渐成为一种分析手段,被家采用;从40年代开始,质谱广泛用于有机物质分析;1966年,,. field报道了化学电离源(chemical ionization,ci),质谱第一次可以检测热不稳定的分子;到了80年代左右,随着快原子轰击(fab)、电喷雾(esi)和基质辅助激光解析(maldi)等新“软电离”技术的出现,质谱能用于分析高极性、难挥发和热不稳定样品后,生物质谱飞速发展,已成为现代科学前沿的热点之一。由于具有迅速、灵敏、准确的优点,并能进行序列分析和翻译后修饰分析,生物质谱已经无可争议地成为蛋白质组学中分析与鉴定肽和蛋白质的最重要的手段。
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。如用质谱法作为(gc)的检测器已成为一项化gc 技术被广泛使用。由于gc-ms 不能分离不稳定和不挥发性物质,所以发展了(lc)与质谱法的联用技术。lc-ms可以同时检测糖肽的位置并且提供结构信息。1987年首次报道了毛细管电泳(ce)与质谱的联用技术。ce-ms 在一次分析中可以同时得到迁移时间、分子量和碎片信息,因此它是lc-ms的补充。
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。质谱的发展对基础科学研究、国防、航天以及其它、民用等诸多领域均有重要意义。
质谱-软电离技术
质谱随着科学技术的进步,20世纪80年代以来,有4种软电离技术产生,分别为等离子体解吸(pd-ms)、快原子轰击(fab )、电喷雾(esi )和基质辅助激光解吸/电离(maldi)。
等离子体解吸的原理是:采用放射性同位素的核裂变碎片作为初级粒子轰击样品使其电离,-1µm 厚的铝或镍箔上,核裂变碎片从背面穿过金属箔,把大量能量传递给样品分子,使其解吸电离。在制备样品时,采用硝化纤维素作为底物使得pd-ms 可用以分析分子量高达14 000 的多肽和蛋白质样品。
快原子轰击的原理是,一束高能粒子,如氩、氙原子,射向存在于液态基质中的样品分子而得到样品离子,这样可以得到提供分子量信息的准分子离子峰和提供化合物结构信息的碎片峰。快原子轰击操作方便、灵敏度高、能在较长时间里获得稳定离子流。当用于绝大多数生物体中寡糖及其衍生物的分析时,可测分子量达6000。而且在该质量范围内,其灵敏度远高于在15000 范围内新一代全加速仪器的灵敏度。此外,camim 等采用fab-ms 分析从hafnia alvei中得到的四个寡糖组分,检测到了nmr 不能观测到的寡糖、并揭示了寡糖结构的非均一性。
电喷雾电离的原理是:喷雾器顶端施加一个电场给微滴提供净电荷;在高电场下,液滴表面产生高的电应力,使表面被破坏产生微滴;荷电微滴中溶剂的蒸发;微滴表面的离子“蒸发”到气相中,进入质谱仪。为了降低微滴的表面能,加热至200~250℃,可使喷雾效率提高。fab-ms 可以显示碎片离子,但只能产生单电荷离子,因此不适用于分析分子量超过分析器质量范围的分子。esi 可以产生多电荷离子,每一个都有准确的小m/z 值。此外还可以产生多电荷母离子的子离子,这样就可以产生比单电荷离子的子离子更多的结构信息。而且,esi-ms 可以补充或增强由fab 获得的信息,即使是小分子也是如此。
质谱仪
基质辅助激光解吸离子化质谱(matrix-assisted laser desorption ionization mass spectrometry,maldi-ms) 是19 世纪80 年代末问世并迅速发展起来的质谱分析技术。这种离子化方式产生的离子常用飞行时间(time of flight,tof)检测器检测,