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各類質(zhì)譜儀的優(yōu)缺點(diǎn)分析

2018年09月13日 15:01

　　【中國儀器網(wǎng) 解決方案】1913年J.J.Thomson制成臺質(zhì)譜儀充分發揮，用其發(fā)現(xiàn)了20Ne,22Ne同位素選擇適用。1919年臺質(zhì)譜儀是英國科學(xué)家弗朗西斯·阿斯頓于1919年制成的。阿斯頓用這臺裝置發(fā)現(xiàn)了多種元素同位素設計，研究了53個非放射性元素業務指導，發(fā)現(xiàn)了天然存在的287種核素中的212種，次證明原子質(zhì)量虧損提供堅實支撐。他為此榮獲1922年諾貝爾化學(xué)獎還不大。

　　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)物分析信息化技術，六十年代出現(xiàn)了氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀發揮作用，使質(zhì)譜儀的應(yīng)用領(lǐng)域大大擴(kuò)展，開始成為有機(jī)物分析的重要儀器逐步顯現。計算機(jī)的應(yīng)用又使質(zhì)譜分析法發(fā)生了奔騰變化銘記囑托，使其技術(shù)更加成熟，使用更加方便自動化裝置。

　　八十年代以后又出現(xiàn)了一些新的質(zhì)譜技術(shù)示範，如快原子轟擊電離子源，基質(zhì)輔助激光解吸電離源高質量，電噴霧電離源提供了有力支撐，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)用儀前景，感應(yīng)耦合等離子體質(zhì)譜儀進一步意見，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)展共享應用。目前質(zhì)譜分析法已廣泛地應(yīng)用于化學(xué)生產能力、化工、材料示範推廣、環(huán)境堅持好、地質(zhì)、能源大幅增加、藥物特性、刑偵傳承、生命科學(xué)、運(yùn)動醫(yī)學(xué)等各個領(lǐng)域更加完善。

　　四極桿質(zhì)譜儀形式，QMS

　　QMS是常見的質(zhì)譜儀器，定量能力突出支撐作用，在GC-MS中QMS占絕大多數(shù)日漸深入。

　　優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、成本低同時；維護(hù)簡單互動式宣講；SIM功能的定量能力強(qiáng)；是多數(shù)檢測標(biāo)準(zhǔn)中采用的儀器設(shè)備模式。

　　缺點(diǎn)：無串極能力自動化，定性能力不足；分辨力較低(單位分辨)高品質，存在同位素和其他m/z近似的離子干擾不折不扣；速度慢；質(zhì)量上限低(小于1200u)資源優勢。

　　飛行時間質(zhì)譜儀高效利用，TOFMS

　　TOFMS是速度快的質(zhì)譜儀，適合于LC-MS方面的應(yīng)用不斷完善。

　　優(yōu)點(diǎn)：分辨能力好數字化，有助于定性和m/z近似離子的區(qū)別，能夠很好的檢測ESI電噴霧離子源產(chǎn)生多電荷離子基礎上；速度快各領域，每秒2～100張高分辨全掃描(如50～2000u)譜圖，適合于快速LC系統(tǒng)(如UPLC)保持競爭優勢；質(zhì)量上限高(6000～10000u)進行培訓。

　　缺點(diǎn)：無串極功能，限制了進(jìn)一步的定性能力長效機製；售價高于QMS組織了；較精密，需要認(rèn)真維護(hù)說服力。

　　三重四極桿質(zhì)譜儀，QqQ

　　QqQ質(zhì)譜給四極桿質(zhì)譜儀在保留QMS原有定量能力強(qiáng)的特點(diǎn)上分析，提供了串級功能表示，加強(qiáng)了質(zhì)譜的定性能力，檢測標(biāo)準(zhǔn)中常作為QMS的確認(rèn)檢測手段非常激烈。

　　優(yōu)點(diǎn)：有串極功能競爭力所在，定性能力強(qiáng)引人註目；定量能力非常好，MRM信噪比高于QMS的SIM溝通機製；是常用的QMS結(jié)果確認(rèn)儀器好宣講；除一般子離子掃描功能外，Q還具有SRM領先水平、MRM、母離子掃描、中性丟失(Neutral loss)等功能(離子阱不行)對特征基團(tuán)的結(jié)構(gòu)研究有很大幫助戰略布局。

　　缺點(diǎn)：分辨力不足事關全面，容易受m/z近似的離子干擾；售價較高狀態；需要認(rèn)真維護(hù)技術節能。

　　四極離子阱，QTrap

　　技術(shù)上而言廣泛認同，在傳統(tǒng)Q的四極桿中加入了輔助射頻國際要求，可以做選擇性激發(fā)。就功能而言全面協議，為Q提供了多級串級的功能

　　優(yōu)點(diǎn)：同時具備MRM重要部署、SRM、中性丟失和多級串級功能新的動力，非常適合于未知樣品的結(jié)構(gòu)解析的過程中。

　　缺點(diǎn)：分辨力還是低了點(diǎn)。

　　線性離子阱廣泛關註，Linear Ion Trap

　　傳統(tǒng)3D離子阱的增強(qiáng)版本

　　優(yōu)點(diǎn)：相對于傳統(tǒng)3D離子阱促進進步，靈敏度高10倍以上；多級串級質(zhì)譜優勢領先。

　　缺點(diǎn)：相對于QqQ迎來新的篇章，還是不能做MRM、中性丟失等特征基團(tuán)篩選功能推動並實現。

　　線型離子阱和三維離子阱的比較

　　這個比較可能是很少有的一邊倒的場面——線型離子阱的靈敏度薄弱點、分辨力、速度優化程度、通量等指標(biāo)均優(yōu)于傳統(tǒng)的3D離子阱積極性。

　　自從2003年Finnigan公司推出了LTQ線型離子阱之后，一時間眾多廠家的3D離子阱銷量下降很多不斷豐富。3D離子阱的市場被線型離子阱蠶食的非常嚴(yán)重實施體系，特別是在中國質(zhì)譜市場，由于用戶愛追新潮各有優勢、求大求好效果較好，線型離子阱在中國賣的很好重要的意義。以至于在很多時候Bruker和Agilent的離子阱廣告都看不見了。但是實(shí)際上線型離子阱在國外并不是非常流行等多個領域，特別是一些離子阱的老用戶再獲，由于已經(jīng)習(xí)慣了離子阱的指標(biāo)，對于價錢高很多的線型離子阱往往只叫好不出手應用擴展，寧可買只要3/5價錢的LCQ這種老式3D離子阱體驗區。

　　四極桿飛行時間串聯(lián)質(zhì)譜，QTOF

　　QTOF以QMS作為質(zhì)量過濾器進一步意見，以TOFMS作為質(zhì)量分析器增幅最大。

　　優(yōu)點(diǎn)：能夠提供高分辨譜圖；定性能力好于QqQ生產能力；速度快標準，適合于生命科學(xué)的大分子量復(fù)雜樣品分析。

　　缺點(diǎn)：成本高處理方法；需要仔細(xì)維護(hù)重要作用。

　　離子阱-飛行時間質(zhì)譜，Trap TOF

　　以3D離子阱作為質(zhì)量選擇器和反應(yīng)器習慣，結(jié)合了離子阱的多級質(zhì)譜能力和飛行時間質(zhì)譜的高分辨能力

　　優(yōu)點(diǎn)：同時具有多級串級和高分辨能力充足，適合于未知樣品的定性工作，如糖蛋白的定性的積極性。

　　缺點(diǎn)：由于離子阱容量限制綠色化發展，對于混合樣品的靈敏度欠佳；定量能力弱不久前。

　　磁質(zhì)譜用上了，Sector MS

　　磁質(zhì)譜的定量能力是各種質(zhì)譜中強(qiáng)的。現(xiàn)在已較少使用能力建設，僅用于地質(zhì)元素和痕量二惡英的檢測關註。

　　優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)經(jīng)典、成熟無障礙，NIST等MS庫采用的儀器連日來；分辨力非常好(100k，m/&Delta m FWHM)認為，干擾少系統；靈敏度高，定量能力是各種質(zhì)譜中好的重要意義。

　　缺點(diǎn)：體積交流等、重量大；售價很高；速度慢數字化；維護(hù)復(fù)雜，很費(fèi)電基礎上。

　　傅立葉變換質(zhì)譜儀各領域，F(xiàn)T-ICR-MS

　　質(zhì)譜中的貴族，質(zhì)量精度超級好保持競爭優勢，幾個月都不需要校正進行培訓，但是價格也是貴的讓人心寒啊。傅立葉變換質(zhì)譜儀的分辨能力高長效機製，常作為科學(xué)研究的裝備物聯與互聯。

　　優(yōu)點(diǎn)：能夠做多級串級，定性能力*改造層面；分辨力*供給；靈敏度很好。

　　缺點(diǎn)：體積重量大經驗分享；售價*解決方案；速度也較慢；維護(hù)費(fèi)用非常昂貴有力扭轉。

　　靜電場傅立葉變換質(zhì)譜上高質量，Orbitrap

　　優(yōu)點(diǎn)：高分辨，60k～120kFWHM廣度和深度，質(zhì)量精度高深入交流；相對FT-ICR而言，價格稍低(～450kUSD)加強宣傳。

　　缺點(diǎn)：不能單獨(dú)做串級臺上與臺下；分辨力、靈敏度設計能力、質(zhì)量穩(wěn)定性等離FT-ICR還有距離品牌。

　　Orbitrap和FT-ICR-MS的技術(shù)比較：Orbitrap與原有的“超導(dǎo)磁鐵傅立葉變換離子回旋共振質(zhì)譜”(SCFT-ICR-MS，常說的FTMS)有類似的地方也有許多不同更為一致。Orbitrap相當(dāng)于一臺輕量級FTMS等形式，它的維護(hù)簡單，相當(dāng)于TOF研究與應用；指標(biāo)方面略遜于FTMS飛躍，但是比一般質(zhì)譜要好。Orbitrap的分辨力比FTMS低全面協議。兩種質(zhì)譜的采樣速度相當(dāng)重要部署，但比TOF和四極桿、離子阱慢的多。Orbitrap和FTMS都可以通過減少采樣時間來提高速度智慧與合力，但這是以犧牲分辨力為代價的喜愛。

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