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质谱法质量分析器分类介绍

来源：测试GO 时间：2022-10-12 11:08:35 浏览：1897次

质量范围、分辨率是质量分析器的两个主要性能指标。质量范围指质量分析器所能测定的质荷比的范围；分辨率表示质量分析器分辨相邻的、质量差异很小的峰的能力。虽然不同类型的质量分析器对分辨率的具体定义存在差异，高分辨质谱仪（简称：MS）通常指其质量分析器的分辨率大于104。

①扇形磁场分析器

离子源中产生的离子经加速电压(V)加速，聚焦进入扇形磁场(磁场强度 B)。在磁场的作用下，不同质荷比的离子发生偏转，按各自的曲率半径(r)运动：

m/z=B2r2/2V

改变磁场强度，可以使不同质荷比的离子具有相同的运动曲率半径(r)，进而通过狭缝出口，达到检测器。

扇形磁场分析器可以检测分子质量高达15000道尔顿的单电荷离子。当与静电场分析器结合、构成双聚焦扇形磁场分析器时，分辨率可达到105。

②四极杆分析器

分析器由四根平行排列的金属杆状电极组成。直流电压(DC)和射频电压(RF)作用于电极上，形成了高频振荡电场(四极场)。在特定的直流电压和射频电压条件下，一定质荷比的离子可以稳定地穿过四极场，到达检测器。改变直流电压和射频电压大小，但维持它们的比值恒定，可以实现质谱扫描。

四极杆分析器可检测的分子质量上限通常是4000道尔顿，分辨率约为103。

③离子阱分析器

四极离子阱(QIT)由两个端盖电极和位于它们之间的环电极组成。端盖电极处在地电位，而环电极上施加射频电压(RF)，以形成三维四极场。选择适当的射频电压，四极场可以储存质荷比大于某特定值的所有离子。采用“质量选择不稳定性”模式，提高射频电压值，可以将离子按质量从高到低依次射出离子阱。挥发性待测化合物的离子化和质量分析可以在同一四极场内完成。通过设定时间序列，单个四极离子阱可以实现多级质谱(MSn)的功能。

线性离子阱(LIT)是二维四极离子阱，结构上等同于四极质量分析器，但操作模式与三维离子阱相似。四极线性离子阱具有更好的离子储存效率和储存容量，可改善的离子喷射效率及更快的扫描速度和较高的检测灵敏度。

离子阱分析器与四极杆分析器具有相近的质量上限及分辨率。

④飞行时间分析器（TOF）

具有相同动能、不同质量的离子，因飞行速度不同而实现分离。当飞行距离一定时，离子飞行需要的时间与质荷比的平方根成正比，质量小的离子在较短时间到达检测器。为了测定飞行时间，将离子以不连续的组引入质量分析器，以明确起始飞行时间。离子组可以由脉冲式离子化(如基质辅助激光解吸离子化)产生，也可通过门控系统将连续产生的离子流在给定时间引入飞行管。

飞行时间分析器的质量分析上限约15000道尔顿、离子传输效率高(尤其是谱图获取速度快)、质量分辨率>104。

⑤离子回旋共振分析器（ICR）

在高真空(~10-7Pa)状态下，离子在超导磁场中作回旋运动，运行轨道随着共振交变电场而改变。当交变电场的频率和离子回旋频率相同时，离子被稳定加速，轨道半径越来越大，动能不断增加。关闭交变电场，轨道上的离子在电极上产生交变的像电流。利用计算机进行傅里叶变换，将像电流信号转换为频谱信号，获得质谱。

待测化合物的离子化和质量分析可以在同一分析器内完成。离子回旋共振分析器的质量分析上限>104 道尔顿，分辨率高达106，质荷比测定精确到千分之一，可以进行多级质谱(MSn)分析。

⑥串联质谱（MS-MS）

串联质谱是时间上或空间上两级以上质量分析的结合，测定第一级质量分析器中的前体离子(precursorion)与第二级质量分析器中的产物离子(production)之间的质量关系。多级质谱实验常以 MSn表示。

产物离子扫描(product-ion scan)：在第一级质量分析器中选择某m/z的离子作为前体离子，测定该离子在第二级质量分析器中、一定的质量范围内的所有碎片离子(产物离子)的质荷比与相对强度，获得该前体离子的质谱。

前体离子扫描(precursor-ion scan)：在第二级质量分析器中选择某 m/z 的产物离子，测定在第一级质量分析器中、一定的质量范围内所有能产生该碎片离子的前体离子。

中性丢失扫描(neutral-loss scan)：以恒定的质量差异，在一定的质量范围内同时测定第一级、第二级质量分析器中的所有前体离子和产物离子，以发现能产生特定中性碎片(如CO2)丢失的化合物或同系物。

选择反应检测(selected-reaction monitoring，SRM)：选择第一级质量分析器中某前体离子(m/z)1，测定该离子在第二级质量分析器中的特定产物离子(m/z)2 的强度，以定量分析复杂混合物中的低浓度待测化合物。

多反应检测(multiple-reaction monitoring，MRM)：是指同时检测两对及以上的前体离子-产物离子。

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