質(zhì)譜基本原理及常見技術(shù)
一,、質(zhì)譜的基本原理
質(zhì)譜是一種通過測量離子的質(zhì)量-電荷比(m/z,mass-to-charge ratio)來分析樣品成分的技術(shù),。它的基本過程包括三個主要步驟:離子化,、離子分離和離子檢測。
1. 離子化
樣品首先需要轉(zhuǎn)化為帶電離子,,因為質(zhì)譜技術(shù)是基于離子行為進行分析,。
常見的離子化方法包括:
- 電子轟擊離子化(EI):將樣品分子與高能電子碰撞,使分子電離并產(chǎn)生碎片,。這是質(zhì)譜分析中經(jīng)典的方法,,適用于小分子。
- 電噴霧離子化(ESI):通過噴射液體樣品并在電場下使其帶電,,適用于生物分子(如蛋白質(zhì),、核酸)的分析。
- 化學(xué)電離(CI):通過引入氣體分子與樣品分子反應(yīng)產(chǎn)生離子,。與電子轟擊相比,,化學(xué)電離產(chǎn)生的離子較少碎裂。
2. 離子分離
在離子化后,,生成的帶電粒子被送入質(zhì)譜分析器,。質(zhì)譜分析器的作用是根據(jù)離子的質(zhì)量-電荷比(m/z)將不同的離子分開。
常見的質(zhì)譜分析器有:
- 四極桿質(zhì)譜:通過四極電場控制離子的穩(wěn)定性,,實現(xiàn)對特定m/z值的選擇性過濾,。
- 飛行時間質(zhì)譜:通過測量離子飛行的時間來確定其m/z。較小的離子較快到達檢測器,,較大的離子較慢,。
- 離子阱質(zhì)譜:通過捕捉離子并逐步釋放它們進行分析,能夠進行多級質(zhì)譜分析,。
3. 離子檢測
分離后的離子會被送到檢測器,,常見的檢測方法是電子倍增器,它通過產(chǎn)生多個電子放大離子的信號。之后,,質(zhì)譜儀將生成質(zhì)譜圖,,該圖記錄了每種離子的強度和其對應(yīng)的m/z值。
二,、常見的質(zhì)譜技術(shù)
1. GC-MS(氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用)
- 原理:氣相色譜(GC)用于將復(fù)雜樣品分離,,分離后的組分進入質(zhì)譜儀進行分析。適用于分析揮發(fā)性和半揮發(fā)性的有-機化合物,。
- 應(yīng)用:環(huán)境監(jiān)測,、食品安全等領(lǐng)域。
2. LC-MS(液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用)
- 原理:液相色譜(LC)用于分離樣品,,分離后的組分進入質(zhì)譜分析,。液相色譜不要求樣品須是揮發(fā)性的,因此能夠處理更廣泛的化合物,。
- 應(yīng)用:生物分析,、代謝組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué),、代謝研究等,。
3. ICP-MS(電感耦合等離子體質(zhì)譜)
- 原理:ICP源通過將樣品引入高溫等離子體,使其電離,。然后,,生成的離子通過質(zhì)譜分析器進行分析,適用于痕量元素的分析,。
- 應(yīng)用:環(huán)境監(jiān)測,、地質(zhì)樣品分析、食品安全等,。
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