news新闻中心

新闻中心
当前位置:首页 > 新闻中心

质谱仪器的发展

2018-08-14
从J.J. Thomson制成第一台质谱仪,到现在已有近90年了,早期的质谱仪主要是用来进行同位素测定和无机元素分析,二十世纪四十年代以后开始用于有机物分析,六十年代出现了气相色谱-质谱联用仪,使质谱仪的应用领域大大扩展,开始成为有机物分析的重要仪器。计算机的应用又使质谱分析法发生了飞跃变化,使其技术更加成熟,使用更加方便。八十年代以后又出现了一些新的质谱技术,如快原子轰击电离子源,基质辅助激光解吸电离源,电喷雾电离源,大气压化学电离源,以及随之而来的比较成熟的液相色谱-质谱联用仪,感应耦合等离子体质谱仪,富立叶变换质谱仪等。这些新的电离技术和新的质谱仪使质谱分析又取得了长足进展。目前质谱分析法已广泛地应用于化学、化工、材料、环境、地质、能源、药物、刑侦、生命科学、运动医学等各个领域。
1. 敞开式质谱;
国内学者是这么叫的,英文叫Ambient Mass Spectrometry;
这类质谱主要是在LCMS中使用了Ambient Ionization Source取代了原本的ESI和APCI,从而去掉了LC这一部分,可以在大气压下直接对未处理或者半处理的样品进行解吸、电离,这类技术的特点就是一个字,快!!!。因此,它至少在以下领域大大拓展了质谱的应用范围:
a. 便携质谱和车载质谱用于现场分析(不便于把样品带到实验检测的场合);
b. 样品快速筛查(药品,违禁品,刑侦检测,公共安全,等);
c. 实际样品中待测成分的成像研究(比如肿瘤细胞在组织内的分布研究,古董的鉴定,药物靶向治疗和代谢研究,等);
d. 还有化学反应机理的研究,及其他。
比较有名且应用较广的Ambient Ionization Source有诸如,DART,DESI,LDI, DBDI,其余的各式各样的离子源多是基于这几种离子源的一些变体,有很多也很有特点。


2. 小型质谱;
其实质谱仪的小型化老早也开始了,只不过限于市场的需求,没引起足够多的关注。
随着最近这些年,食品安全,环境污染,公共安全,军事等领域极大需求。
越来越多的人开始研究各式各样的小型化质谱仪器,目前除了难以小型化的几种质谱类型,像是磁扇形质谱,傅里叶变换-离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)和轨道阱质谱(orbitrap)之外,其他像,四级杆,离子阱,飞行时间都有很多实验室和公司在做。尤其是四级杆和离子阱现在以及有不少商业化的仪器。印象比较深的是2013年参加ASMS时,看到美国一家叫908 device的公司有一款手持式的小型离子阱质谱,大小和打标机相仿,界面极友好,是给消防员用的,方便及时了解火灾现场易爆易燃,有毒有害气体的快速检测。业界近几年不少人对质谱未来发展的看法是,1 往大型的多功能高通量高灵敏度的仪器发展(总之三个字,高大上!);2 往小型化发展。而后者的意义不仅限于质谱变得更小,更便于携带和使用,更深层的意义应该是向大众普及,降低质谱仪的使用门槛。当然,现在小型质谱还有一些瓶颈要克服,像是定量能力,不过这都只是暂时的,相信将来会是一片很光明的前景。


3. 高端质谱;
这些年发展起来的一些高端仪器,要么是有了新的突破,要么是和其他技术联用。
新的突破比如轨道阱,这个是俄罗斯的makarov基于kindon trap发展的一种静电质量分析器,其特点是有极高的质量分辨率,远超除FT-ICR以为所有类型的质谱仪器。目前,轨道阱是Thermo的独有技术,算是一枝独秀。
和其他技术的联用技术,典型的例子是各式的迁移谱和质谱的联用。迁移谱一直被业内通俗的称为大气压下的质谱,其特点是可以依据离子的迁移率(主要反映离子的碰撞截面积,间接反映离子的尺寸和结构)把离子在空间或者时间上分开。当然,也有根据迁移率在高电场和低电场下的差别进行分离的,称之为差分迁移谱或高场不对称离子迁移率谱。一旦迁移谱和质谱联用,主要可以实现两个用途,一是离子的初步分离,二是离子的迁移率测量或者碰撞截面的测量,好处在于可以便于离子结构的解析,在蛋白组学领域应用极广。迁移谱和质谱的联用可以用色谱和质谱的联用类比,色谱一样也可以对样品组分进行初步分离,同时可以得到色谱图。不过,离子迁移谱优于色谱的地方在于,分析速度远快于色谱的速度,至少是一个数量级的差别。另外,离子的结构信息,目前各类分析仪器中,除了色谱之外,很少有能提供直接,且通用性比较好的方法。从我参加的各类会议以及和质谱用户的直接交流中感觉,国内很多做质谱的工作者,对于离子迁移谱了解的非常少。目前,各大质谱厂商都已经有了自己迁移谱技术,并且多已商业化。像是waters的synapt 系列产品,agilent的6560, Sciex的SelexIon等。相信未来离子迁移谱会是高端质谱的一个标配。当然独立的离子迁移谱仪器本身也一定会有不错的发展。
Copyright © 2019 All Reserved 版权所有 苏州恒测新材料有限公司