质谱法
质谱法通过将分子和元素电离并测量所得离子的质荷比来识别和量化它们。
用 PaperMind 寻找选题即将推出Find papers & topics
Tools & resources
Learn & explore
视频即将推出
Definition
质谱法是一种分析技术，它将分析物转化为气相离子，并根据其质荷比对其进行分离和检测，从而产生用于识别、结构解析和定量分析的光谱。
Scope
本领域涵盖质谱法作为一种分析方法的原理和仪器：气相离子的产生、它们在各种分析器中按质荷比分离、它们的检测以及所得光谱的解释。它涉及分子和元素质谱法、碎裂、精确质量测量以及质谱仪与分离技术的联用。用于元素的原子发射和吸收方法在分析光谱学中单独介绍。
Sub-topics
Core questions
- 分析物如何转化为适合质谱分析的气相离子？
- 不同的质谱分析器如何实现其分辨能力和质量范围？
- 碎裂模式和精确质量如何支持识别？
- 质谱法如何实现定量，以及如何与分离技术联用？
Key theories
- 按质荷比分离
- 一旦分析物被电离，它们在电场或磁场中的运动取决于它们的质荷比；测量每个离子的质荷比会产生一个质谱，其峰位置可以识别物质，其强度（经过适当校准后）可以对其进行定量。
- 生物分子的软电离
- 电喷雾和基质辅助激光解吸电离将完整的大分子和脆弱分子以离子形式转移到气相中，几乎没有碎裂，从而将质谱法从小型挥发性分子扩展到蛋白质和其他生物聚合物。
Mechanisms
分析物通过电子轰击、电喷雾、激光解吸或等离子体电离，形成气相带电物质。质谱分析器随后利用电场和磁场、飞行时间或离子阱根据质荷比分离这些离子，检测器记录每个质荷比下离子的丰度。所得光谱提供分子或元素质量、同位素模式，并通过受控碎裂提供结构信息；校准后的峰面积用于定量。
Clinical relevance
质谱法是蛋白质组学和代谢组学、临床新生儿筛查和治疗药物监测、环境和食品污染物分析、法医毒理学以及电感耦合等离子体质谱法进行元素痕量分析的基础，因其灵敏度、特异性和广泛性而备受重视。
History
质谱法起源于20世纪初J. J. Thomson的正射线实验和Francis Aston的质谱仪，后者揭示了同位素。世纪中叶的仪器用于有机结构解析，而20世纪80年代软电离方法的发展——John Fenn的电喷雾和Koichi Tanaka改进的激光解吸——获得了诺贝尔奖，使质谱法得以应用于大型生物分子。
Key figures
- J. J. Thomson
- Francis Aston
- John Fenn
- Koichi Tanaka
Related topics
Seminal works
- gross2017
- deHoffmann2007
- skoog2017
Frequently asked questions
- 质谱仪实际测量什么？
- 它测量样品产生的离子的质荷比以及每个质荷比下离子的数量，从而得到一个用于确定分子或元素质量、同位素模式和结构的光谱。
- 为什么软电离是一项突破？
- 早期的电离方法会使大分子碎裂或无法使其汽化；电喷雾和基质辅助激光解吸能够温和地产生蛋白质和其他生物聚合物的完整离子，从而将质谱法扩展到生物学和医学领域。