質(zhì)譜定義
質(zhì)譜分析法是通過對被測樣品離子的質(zhì)荷比的測定來進(jìn)行分析的一種分析方法。被分析的樣品首先要離子化,然后利用不同離子在電場或磁場的運(yùn)動行為的不同,把離子按質(zhì)荷比(m/z)分開而得到質(zhì)譜,通過樣品的質(zhì)譜和相關(guān)信息,可以得到樣品的定性定量結(jié)果。
發(fā)展歷史
從J.J. Thomson制成第一臺質(zhì)譜儀,到現(xiàn)在已有近90年了,早期的質(zhì)譜儀主要是用來進(jìn)行同位素測定和無機(jī)元素分析,二十世紀(jì)四十年代以后開始用于有機(jī)物分析,六十年代出現(xiàn)了氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,使質(zhì)譜儀的應(yīng)用領(lǐng)域大大擴(kuò)展,開始成為有機(jī)物分析的重要儀器。計算機(jī)的應(yīng)用又使質(zhì)譜分析法發(fā)生了飛躍變化,使其技術(shù)更加成熟,使用更加方便。八十年代以后又出現(xiàn)了一些新的質(zhì)譜技術(shù),如快原子轟擊電離子源,基質(zhì)輔助激光解吸電離源,電噴霧電離源,大氣壓化學(xué)電離源,以及隨之而來的比較成熟的液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,感應(yīng)耦合等離子體質(zhì)譜儀,富立葉變換質(zhì)譜儀等。這些新的電離技術(shù)和新的質(zhì)譜儀使質(zhì)譜分析又取得了長足進(jìn)展。目前質(zhì)譜分析法已廣泛地應(yīng)用于化學(xué)、化工、材料、環(huán)境、地質(zhì)、能源、藥物、刑偵、生命科學(xué)、運(yùn)動醫(yī)學(xué)等各個領(lǐng)域。
質(zhì)譜種類
質(zhì)譜儀種類非常多,工作原理和應(yīng)用范圍也有很大的不同。從應(yīng)用角度,質(zhì)譜儀可以分為下面幾類:
有機(jī)質(zhì)譜儀:由于應(yīng)用特點(diǎn)不同又分為:
① 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)在這類儀器中,由于質(zhì)譜儀工作原理不同,又有氣相色譜-四極質(zhì)譜儀,氣相色譜-飛行時間質(zhì)譜儀,氣相色譜-離子阱質(zhì)譜儀等。
② 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(LC-MS)同樣,有液相色譜-四器極質(zhì)譜儀,液相色譜-離子阱質(zhì)譜儀,液相色譜-飛行時間質(zhì)譜儀,以及各種各樣的液相色譜-質(zhì)譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀。
③ 其他有機(jī)質(zhì)譜儀,主要有:基質(zhì)輔助激光解吸飛行時間質(zhì)譜儀(MALDI-TOFMS),富立葉變換質(zhì)譜儀(FT-MS)
無機(jī)質(zhì)譜儀,包括:
① 火花源雙聚焦質(zhì)譜儀。
② 感應(yīng)耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)。
③ 二次離子質(zhì)譜儀(SIMS)
但以上的分類并不十分嚴(yán)謹(jǐn)。因?yàn)橛行﹥x器帶有不同附件,具有不同功能。例如,一臺氣相色譜-雙聚焦質(zhì)譜儀,如果改用快原子轟擊電離源,就不再是氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,而稱為快原子轟擊質(zhì)譜儀(FAB MS)。另外,有的質(zhì)譜儀既可以和氣相色譜相連,又可以和液相色譜相連,因此也不好歸于某一類。在以上各類質(zhì)譜儀中,數(shù)量最多,用途最廣的是有機(jī)質(zhì)譜儀。
除上述分類外,還可以從質(zhì)譜儀所用的質(zhì)量分析器的不同,把質(zhì)譜儀分為雙聚焦質(zhì)譜儀、四極桿質(zhì)譜儀、飛行時間質(zhì)譜儀、離子阱質(zhì)譜儀、傅立葉變換質(zhì)譜儀等。
質(zhì)譜技術(shù)的應(yīng)用
近年來質(zhì)譜技術(shù)發(fā)展很快。隨著質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展,質(zhì)譜技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣。由于質(zhì)譜分析具有靈敏度高,樣品用量少,分析速度快,分離和鑒定同時進(jìn)行等優(yōu)點(diǎn),因此,質(zhì)譜技術(shù)廣泛的應(yīng)用于化學(xué),化工,環(huán)境,能源,醫(yī)藥,運(yùn)動醫(yī)學(xué),刑偵科學(xué),生命科學(xué),材料科學(xué)等各個領(lǐng)域。
質(zhì)譜儀種類繁多,不同儀器應(yīng)用特點(diǎn)也不同,一般來說,在300C左右能汽化的樣品,可以優(yōu)先考慮用GC-MS進(jìn)行分析,因?yàn)镚C-MS使用EI源,得到的質(zhì)譜信息多,可以進(jìn)行庫檢索。毛細(xì)管柱的分離效果也好。如果在300℃左右不能汽化,則需要用LC-MS分析,此時主要得分子量信息,如果是串聯(lián)質(zhì)譜,還可以得一些結(jié)構(gòu)信息。如果是生物大分子,主要利用LC-MS和MALDI-TOF分析,主要得分子量信息。對于蛋白質(zhì)樣品,還可以測定氨基酸序列。質(zhì)譜儀的分辨率是一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo),高分辨質(zhì)譜儀可以提供化合物組成式,這對于結(jié)構(gòu)測定是非常重要的。雙聚焦質(zhì)譜儀,傅立葉變換質(zhì)譜儀,帶反射器的飛行時間質(zhì)譜儀等都具有高分辨功能。
質(zhì)譜分析法對樣品有一定的要求。進(jìn)行GC-MS分析的樣品應(yīng)是有機(jī)溶液,水溶液中的有機(jī)物一般不能測定,須進(jìn)行萃取分離變?yōu)橛袡C(jī)溶液,或采用頂空進(jìn)樣技術(shù)。有些化合物極性太強(qiáng),在加熱過程中易分解,例如有機(jī)酸類化合物,此時可以進(jìn)行酯化處理,將酸變?yōu)轷ピ龠M(jìn)行GC-MS分析,由分析結(jié)果可以推測酸的結(jié)構(gòu)。如果樣品不能汽化也不能酯化,那就只能進(jìn)行LC-MS分析了。進(jìn)行LC-MS分析的樣品最好是水溶液或甲醇溶液,LC流動相中不應(yīng)含不揮發(fā)鹽。對于極性樣品,一般采用ESI源,對于非極性樣品,采用APCI源。
質(zhì)譜分析法是通過對被測樣品離子的質(zhì)荷比的測定來進(jìn)行分析的一種分析方法。被分析的樣品首先要離子化,然后利用不同離子在電場或磁場的運(yùn)動行為的不同,把離子按質(zhì)荷比(m/z)分開而得到質(zhì)譜,通過樣品的質(zhì)譜和相關(guān)信息,可以得到樣品的定性定量結(jié)果。
發(fā)展歷史
從J.J. Thomson制成第一臺質(zhì)譜儀,到現(xiàn)在已有近90年了,早期的質(zhì)譜儀主要是用來進(jìn)行同位素測定和無機(jī)元素分析,二十世紀(jì)四十年代以后開始用于有機(jī)物分析,六十年代出現(xiàn)了氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,使質(zhì)譜儀的應(yīng)用領(lǐng)域大大擴(kuò)展,開始成為有機(jī)物分析的重要儀器。計算機(jī)的應(yīng)用又使質(zhì)譜分析法發(fā)生了飛躍變化,使其技術(shù)更加成熟,使用更加方便。八十年代以后又出現(xiàn)了一些新的質(zhì)譜技術(shù),如快原子轟擊電離子源,基質(zhì)輔助激光解吸電離源,電噴霧電離源,大氣壓化學(xué)電離源,以及隨之而來的比較成熟的液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,感應(yīng)耦合等離子體質(zhì)譜儀,富立葉變換質(zhì)譜儀等。這些新的電離技術(shù)和新的質(zhì)譜儀使質(zhì)譜分析又取得了長足進(jìn)展。目前質(zhì)譜分析法已廣泛地應(yīng)用于化學(xué)、化工、材料、環(huán)境、地質(zhì)、能源、藥物、刑偵、生命科學(xué)、運(yùn)動醫(yī)學(xué)等各個領(lǐng)域。
質(zhì)譜種類
質(zhì)譜儀種類非常多,工作原理和應(yīng)用范圍也有很大的不同。從應(yīng)用角度,質(zhì)譜儀可以分為下面幾類:
有機(jī)質(zhì)譜儀:由于應(yīng)用特點(diǎn)不同又分為:
① 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)在這類儀器中,由于質(zhì)譜儀工作原理不同,又有氣相色譜-四極質(zhì)譜儀,氣相色譜-飛行時間質(zhì)譜儀,氣相色譜-離子阱質(zhì)譜儀等。
② 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(LC-MS)同樣,有液相色譜-四器極質(zhì)譜儀,液相色譜-離子阱質(zhì)譜儀,液相色譜-飛行時間質(zhì)譜儀,以及各種各樣的液相色譜-質(zhì)譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀。
③ 其他有機(jī)質(zhì)譜儀,主要有:基質(zhì)輔助激光解吸飛行時間質(zhì)譜儀(MALDI-TOFMS),富立葉變換質(zhì)譜儀(FT-MS)
無機(jī)質(zhì)譜儀,包括:
① 火花源雙聚焦質(zhì)譜儀。
② 感應(yīng)耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)。
③ 二次離子質(zhì)譜儀(SIMS)
但以上的分類并不十分嚴(yán)謹(jǐn)。因?yàn)橛行﹥x器帶有不同附件,具有不同功能。例如,一臺氣相色譜-雙聚焦質(zhì)譜儀,如果改用快原子轟擊電離源,就不再是氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,而稱為快原子轟擊質(zhì)譜儀(FAB MS)。另外,有的質(zhì)譜儀既可以和氣相色譜相連,又可以和液相色譜相連,因此也不好歸于某一類。在以上各類質(zhì)譜儀中,數(shù)量最多,用途最廣的是有機(jī)質(zhì)譜儀。
除上述分類外,還可以從質(zhì)譜儀所用的質(zhì)量分析器的不同,把質(zhì)譜儀分為雙聚焦質(zhì)譜儀、四極桿質(zhì)譜儀、飛行時間質(zhì)譜儀、離子阱質(zhì)譜儀、傅立葉變換質(zhì)譜儀等。
質(zhì)譜技術(shù)的應(yīng)用
近年來質(zhì)譜技術(shù)發(fā)展很快。隨著質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展,質(zhì)譜技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣。由于質(zhì)譜分析具有靈敏度高,樣品用量少,分析速度快,分離和鑒定同時進(jìn)行等優(yōu)點(diǎn),因此,質(zhì)譜技術(shù)廣泛的應(yīng)用于化學(xué),化工,環(huán)境,能源,醫(yī)藥,運(yùn)動醫(yī)學(xué),刑偵科學(xué),生命科學(xué),材料科學(xué)等各個領(lǐng)域。
質(zhì)譜儀種類繁多,不同儀器應(yīng)用特點(diǎn)也不同,一般來說,在300C左右能汽化的樣品,可以優(yōu)先考慮用GC-MS進(jìn)行分析,因?yàn)镚C-MS使用EI源,得到的質(zhì)譜信息多,可以進(jìn)行庫檢索。毛細(xì)管柱的分離效果也好。如果在300℃左右不能汽化,則需要用LC-MS分析,此時主要得分子量信息,如果是串聯(lián)質(zhì)譜,還可以得一些結(jié)構(gòu)信息。如果是生物大分子,主要利用LC-MS和MALDI-TOF分析,主要得分子量信息。對于蛋白質(zhì)樣品,還可以測定氨基酸序列。質(zhì)譜儀的分辨率是一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo),高分辨質(zhì)譜儀可以提供化合物組成式,這對于結(jié)構(gòu)測定是非常重要的。雙聚焦質(zhì)譜儀,傅立葉變換質(zhì)譜儀,帶反射器的飛行時間質(zhì)譜儀等都具有高分辨功能。
質(zhì)譜分析法對樣品有一定的要求。進(jìn)行GC-MS分析的樣品應(yīng)是有機(jī)溶液,水溶液中的有機(jī)物一般不能測定,須進(jìn)行萃取分離變?yōu)橛袡C(jī)溶液,或采用頂空進(jìn)樣技術(shù)。有些化合物極性太強(qiáng),在加熱過程中易分解,例如有機(jī)酸類化合物,此時可以進(jìn)行酯化處理,將酸變?yōu)轷ピ龠M(jìn)行GC-MS分析,由分析結(jié)果可以推測酸的結(jié)構(gòu)。如果樣品不能汽化也不能酯化,那就只能進(jìn)行LC-MS分析了。進(jìn)行LC-MS分析的樣品最好是水溶液或甲醇溶液,LC流動相中不應(yīng)含不揮發(fā)鹽。對于極性樣品,一般采用ESI源,對于非極性樣品,采用APCI源。