質(zhì)譜儀又稱質(zhì)譜計，分離和檢測不同同位素的儀器，即根據(jù)帶電粒子在電磁場中能夠偏轉(zhuǎn)的原理，按物質(zhì)原子、分子或分子碎片的質(zhì)量差異進行分離和檢測物質(zhì)組成的一類儀器。

質(zhì)譜分析是先將物質(zhì)離子化,按離子的質(zhì)荷比分離，然后測量各種離子譜峰的強度而實現(xiàn)分析目的一種分析方法。在眾多的分析測試方法中，質(zhì)譜檢測技術(shù)被認(rèn)為是一種同時具備高特異性和高靈敏度且得到了廣泛應(yīng)用的普適性方法。

質(zhì)譜儀以離子源、質(zhì)量分析器和離子檢測器為核心。離子源是使試樣分子在高真空條件下離子化的裝置，電離后的分子因接受了過多的能量會進一步碎裂成較小質(zhì)量的多種碎片離子和中性粒子，它們在加速電場作用下獲取具有相同能量的平均動能而進入質(zhì)量分析器；質(zhì)量分析器是將同時進入其中的不同質(zhì)量的離子，按質(zhì)荷比m/e大小分離的裝置，分離后的離子依次進入離子檢測器，采集放大離子信號，經(jīng)計算機處理，繪制成質(zhì)譜圖。離子源、質(zhì)量分析器和離子檢測器都各有多種類型。

質(zhì)譜儀按應(yīng)用范圍分為同位素質(zhì)譜儀、無機質(zhì)譜儀和有機質(zhì)譜儀；按分辨本領(lǐng)分為高分辨、中分辨和低分辨質(zhì)譜儀；按工作原理分為靜態(tài)儀器和動態(tài)儀器。

如何選擇質(zhì)譜類型

很多從事分析工作的都經(jīng)常會用到氣相和液相色譜，但對質(zhì)譜卻鮮少使用，所以在選擇質(zhì)譜時就會有諸多的疑問，有經(jīng)驗的人會告訴他們?nèi)厮募墬U只能定量，QTRAP既能定性又能定量，QTOF只能定性，而且質(zhì)譜圖的解譜需要建立在一定工作經(jīng)驗的基礎(chǔ)上等等。

其實，在大家的印象中都知道質(zhì)譜主要用于定性。以藥物分析為例，質(zhì)譜用于推測藥物未知雜質(zhì)的結(jié)構(gòu)等很有優(yōu)勢。如果藥物分子量不是太大且經(jīng)費預(yù)算不是太多，低分辨的離子阱完全夠用；如果經(jīng)費充足，考慮高分辨的IT-TOF或Q-TOF；如果不差錢，可以考慮FTICR或LTQ-Orbitrap。

各種質(zhì)譜儀各有所長，離子阱的優(yōu)勢在于價格低可做多級MS，定性能力強，但定量能力不如普遍使用的四極桿，靈敏度、重現(xiàn)性都要差一點。

離子阱和四極桿的區(qū)別

離子阱和四極桿有很多相似之處，在質(zhì)譜的選擇上，往往讓人難以取舍。一句話總結(jié)下來，離子阱對于完全未知的沒有幫助，對于差不多心理有數(shù)的物質(zhì)分析會大有幫助，多級的可獲得比四極桿、TOF更多的信息，分析結(jié)構(gòu)有很多用處。

四極桿質(zhì)量分析器的結(jié)構(gòu)是在相互垂直的兩個平面上平行放置四根金屬圓柱，能夠通過電場的調(diào)節(jié)進行質(zhì)量掃描或質(zhì)量選擇，質(zhì)量分析器的尺寸能夠做到很小，掃描速度快，無論是操作還是機械構(gòu)造，均相對簡單。但這種儀器的分辨率不高，桿體易被污染，維護和裝調(diào)難度較大。

很多時候大家都認(rèn)為四極桿與離子阱的區(qū)別就是前者是二維的，后者是三維的。就離子阱本身而言，它具有許多獨特的優(yōu)點，主要是能方便地進行級聯(lián)質(zhì)譜測量，能承受較高壓力( 0.1 Pa)。此外，這種質(zhì)量分析器價格相對低廉，體積較小，被廣泛用做色譜檢測器。在質(zhì)譜儀的小型化中，離子阱的小型化取得了十分注目的成果。

離子阱因體積可做很小，因此相對于四級桿更適合開發(fā)為便攜式質(zhì)譜，且就當(dāng)前研究發(fā)展來看確實如此，曾在AC上見過已被研發(fā)出的便攜式質(zhì)譜儀就比飯盒大一點點。

定量離子和定性離子怎么選擇

定性離子一般選質(zhì)荷比大且響應(yīng)值高的。選質(zhì)荷比大是因為小質(zhì)荷比的離子不具有代表性，很多物質(zhì)都可以裂解出它；響應(yīng)值高是為了提高檢測限，便于定量；總之，就是選響應(yīng)高，不易被干擾的離子。

定量離子就是在你選的定性離子里選一個，一般選響應(yīng)值大的那個，如果有干擾，可以選次高的。

常見問題匯總

1、質(zhì)譜不出峰的可能原因？

? 進樣系統(tǒng)與離子源沒連接或有漏液；

? 六通閥漏液；

? 霧化氣沒開；

? 噴霧電壓沒有；

? 離子進入分析器的離子通道堵塞；

? 噴霧毛細管堵塞。

2、如何根據(jù)樣品選擇離子源？

可根據(jù)分子量的大小、極性。APCI適合小分子，極性小的化合物；ESI適合分析的分子量范圍較大、分子要求帶有一定極性。一般先考慮用ESI分析，如果極性實在太小，才想到用APCI。

3、等度還是梯度洗脫？

其實只做一兩個化合物是等度洗脫好且速度快，但也并非越快越好，特別在分析生物樣品時，考慮到基質(zhì)效應(yīng)，保留因子控制在2-3左右較好。梯度洗脫適合分析多個結(jié)構(gòu)不同的物質(zhì)，如化合物與代謝產(chǎn)物一同鑒定的時候，比如苷和苷元的一同測定。另外很多做合成化學(xué)的分析實驗室用的也是通用的梯度洗脫方法，一個方法搞定大部分樣品。一般來說對于組成簡單的樣品可以采用等度洗脫，而對于那些復(fù)雜的樣品分離通常需要進行梯度洗脫。

4、氣質(zhì)和液質(zhì)系統(tǒng)對比？

除了采用的分離手段不同(相和液相)主要的區(qū)別在于真空系統(tǒng)和電離方式。氣質(zhì)的真空系統(tǒng)比較簡單，只要一個小的機械泵和一個分子渦輪泵就可以了。液質(zhì)的機械泵要比氣質(zhì)大，需要兩個分子渦輪泵。氣質(zhì)的電離方式有電子電離(EI)和化學(xué)電離(CI)液質(zhì)的電離方式有電噴霧電離(ESI)、大氣壓化學(xué)電離(APCI)和大氣壓光電離(APPI)。

5、APCI和ESI的不同點？

? 離子產(chǎn)生的方式不同。APCI利用電暈放電離子化，氣相離子化。ESI利用離子蒸發(fā)，液相離子化；

? 能被分析的化合物類型不同。APCI適合弱極性，小分子化合物且具有一定的揮發(fā)性；ESI極性化合物和生物大分子；

? 流速不同。ESI一般流速較小，約0.001-0.25 mL/min，APCI 相對較大，約0.2-2 mL/min；

? 多電荷。APCI不能生成一系列多電荷離子，所以不適合分析大分子；ESI能生成一系列多電荷離子，特別適用于蛋白，多肽類等生物分子。

6、CID和CAD區(qū)別？

CID(collision-induced dissociation)碰撞誘導(dǎo)解離。通常在真空接口處調(diào)節(jié)電壓發(fā)生CID現(xiàn)象，一般是去除溶劑，如果電壓增大也會產(chǎn)生碎片離子。這是1級質(zhì)譜的原理。

CAD(collision-activated dissociation)碰撞活化解離。 做2級質(zhì)譜時，選擇的母離子進入Q2后碰撞活化產(chǎn)生子離子，這個過程稱為CAD。在這里的CID&CAD都是指氮氣。

7、氮氣發(fā)生器該使用嗎？

其工作原理是分離空氣，電解膜的負(fù)極側(cè)發(fā)生氧化反應(yīng)，“吃掉”空氣中的氧化性氣體，在正極側(cè)還原，空氣流過電解池后就只剩下氮氣和惰性氣體。故國內(nèi)發(fā)生器的純度大多標(biāo)有“相對含氧量”。氮氣的純度和空氣流速、有效分解面的長度、電解電勢的強弱都有關(guān)系。這種分離方法也決定了氮氣的純度不可能做的很高。加入電解質(zhì)的作用就是提高水的導(dǎo)電率，使電化學(xué)反應(yīng)能順利進行。發(fā)生器對質(zhì)譜的影響有一點常常被忽略，就是發(fā)生器內(nèi)的開關(guān)電源工作時會對電網(wǎng)電壓造成一定的干擾(壓縮機的啟動和停止也會)。

8、串聯(lián)質(zhì)譜如何定量？

串聯(lián)質(zhì)譜定量時是以后面產(chǎn)生的碎片峰(子離子)定量。但是這一子離子是由母離子在碰撞室產(chǎn)生的特征性碎片，所以用MRM定量靈敏度會比用SIM定量好很多。建立方法的步驟：用一定溶度的標(biāo)準(zhǔn)品溶液(1-10 ug/mL)調(diào)諧化合物的1級質(zhì)譜條件，找到母離子的優(yōu)選質(zhì)譜條件。然后對母離子進行打碎，優(yōu)化碰撞能量得到其特征性的子離子。后利用該質(zhì)譜條件和該母離子->子離子對進行定量。

9、質(zhì)量偏差怎么辦？

質(zhì)譜的質(zhì)量數(shù)偏了，說明該儀器需校正了，一般3個月就要校一次機。一般每個廠家都會隨機帶有校正液。

10、如何更換機械泵油？

一般3個月到半年更換一次泵油，可同時停機對儀器進行一次清洗。更換泵油時先開啟振氣閥5-10分鐘，待將泵內(nèi)沉淀振起后關(guān)閉振氣閥，同時關(guān)閉電源。打開泵下的泵油排放閥門，放掉舊油。如果泵油已經(jīng)很臟，則可取少許新油清洗泵后放掉再注入新油。

11、產(chǎn)生碰裝室離子交互影響(Collision Cell Cross Talk)的原因及消除？

多通道掃描(MRM)時，如果兩個離子掃描通道的碎片離子一樣(或類似如相差1-2分子量單位)，前一個離子通道掃描結(jié)束后，碰裝室里的離子來不及清除，影響下一個離子通道反應(yīng)的定量(如果色譜分離完全則無此影響)。

可能的消除方法：

? 選擇特異的子離子(特別是在用穩(wěn)定同位素內(nèi)標(biāo)時)；

? 增加離子通道掃描反應(yīng)之間的時間間隔(如100 ms→300 ms)；

? 可設(shè)置額外的“無用的離子掃描通道(dummy MRM)”。

12、排除色譜柱流失問題的方法是什么？

診斷色譜柱是否存在流失問題的方法是第1次在方法條件下安裝色譜柱時，做一次空白色譜圖，然后將最近的運行和空白運行色譜圖對比。如果在空白運行中產(chǎn)生了很多峰，則色譜柱性能改變，這可能是由于載氣中含有氧氣，也可能是由于樣品殘留。如果有GC-MS，則低極性色譜柱的典型流失離子(如DB/HP-1或5)質(zhì)/荷比m/z 將為207、73、281、355 等，大多數(shù)為環(huán)硅氧烷。

13、譜圖為什么只有溶劑峰？

可能有以下原因：

? 進樣針損壞；

? 載氣流速太低；

? 樣品濃度太低；

? 樣品被柱或進樣器襯套吸附。

14、質(zhì)譜基線高是什么原因？

質(zhì)譜的基線其實跟液相的紫外檢測器和熒光檢測器一樣，基線高的原因不外乎內(nèi)部和外部的原因：

? 選擇的流動相在質(zhì)譜的響應(yīng)比較高，比如水相比較多的時候，噪音比較大些；還有如果鹽含量比較大的時候，噪音更大些；

? 檢測器的靈敏度越高的時候，噪音應(yīng)該越高。如果質(zhì)譜的污染比較嚴(yán)重時，基線肯定比較高。比如離子阱檢測器，用得久了，阱中的離子就會增多，一方面降低了質(zhì)譜的靈敏度，另一方面增加了基線噪音；

? 質(zhì)譜的基線很多時候還跟你選擇的離子寬度有關(guān)。比如作選擇離子掃描的時候，基線就低些。作選擇反應(yīng)掃描的時候，離子寬度不要選得太寬，太寬噪音就高些；

? 多級質(zhì)譜一般做二級或三級質(zhì)譜，基線噪音就低很多。