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串联质谱的串联方式有哪些

发布时间:2022-09-02      点击次数:313

串联质谱的种类很多,常用的是四极杆分析器(简写为Q),其次是离子阱分析器(Trap)和飞行时间分析器(TOF)。为了增加结构信息,大多采用具有串联质谱功能的质量分析器,串联方式很多,如Q-Q-Q,Q-TOF等。


串联质谱的主要串联方式


质谱的串联方式很多,既有空间串联型,又有时间串联型。空间串联型又分磁扇型串联,四极杆串联,混合串联等。如果用B表示扇形磁场,E表示扇形电场,Q表示四极杆,TOF表示飞行时间分析器,那么串联质谱主要方式有:


1、空间串联

磁扇型串联方式:BEB EBE BEBE等

四极杆串联:Q-Q-Q

混合型串联:BE-Q EBE-TOF  Q-TOF 


2、时间串联

离子阱质谱仪

回旋共振质谱仪


无论是哪种方式的串联,都须有碰撞活化室,从一级MS分离出来的特定离子,经过碰撞活化后,再经过二级MS进行质量分析,以便取得更多的信息。


10种串联质谱优缺点的比较


一、 四极杆质谱仪,QMS

QMS是常见的质谱仪器,定量能力突出,在GC-MS中QMS占绝大多数。

优点: 结构简单、成本低;维护简单;SIM功能的定量能力强;是多数检测标准中采用的仪器设备。

缺点: 无串极能力,定性能力不足;分辨力较低(单位分辨),存在同位素和其他m/z近似的离子干扰;速度慢;质量上限低(小于1200u)。


二、飞行时间质谱仪,TOFMS

TOFMS是速度更快的质谱仪,适合于LC-MS方面的应用。

优点:分辨能力好,有助于定性和m/z近似离子的区别,能够很好的检测ESI电喷雾离子源产生多电荷离子;速度快,每秒2~100张高分辨全扫描(如50~2000u)谱图,适合于快速LC系统(如UPLC);质量上限高(6000~10000u);

缺点:无串极功能,限制了进一步的定性能力;售价高于QMS;较精密,需要认真维护。


三、三重四极杆质谱仪,Q-Q-Q

Q-Q-Q质谱给四极杆质谱仪在保留QMS原有定量能力强的特点上,提供了串级功能,加强了质谱的定性能力,检测标准中常作为QMS的确认检测手段。

优点:有串极功能,定性能力强;定量能力非常好,MRM信噪比高于QMS的SIM;是常用的QMS结果确认仪器;除一般子离子扫描功能外,Q-Q-Q还具有SRM、MRM、母离子扫描、中性丢失(Neutral loss)等功能(离子阱不行)对特征基团的结构研究有很大帮助。

缺点:分辨力不足,容易受m/z近似的离子干扰;售价较高;需要认真维护。


四、 四极离子阱,QTrap

技术上而言,在传统Q-Q-Q的四极杆中加入了辅助射频,可以做选择性激发;或者就功能而言,为Q-Q-Q提供了多级串级的功能。

优势:同时具备MRM、SRM、中性丢失和多级串级功能,非常适合于未知样品的结构解析。

缺点:分辨力还是低了点。


五、线性离子阱,Linear Ion Trap

传统3D离子阱的增强版本.

优点:相对于传统3D离子阱,灵敏度高10倍以上;多级串级质谱.

缺点:相对于Q-Q-Q,还是不能做MRM、中性丢失等特征基团筛选功能.


六、飞行时间串联质谱,QTOF

QTOF以QMS作为质量过滤器,以TOFMS作为质量分析器。

优点:能够提供高分辨谱图;定性能力好于Q-Q-Q;速度快,适合于生命科学的大分子量复杂样品分析。

缺点:成本高;需要仔细维护。


七、离子阱-飞行时间质谱,Trap TOF

以3D离子阱作为质量选择器和反应器,结合了离子阱的多级质谱能力和飞行时间质谱的高分辨能力。

优点:同时具有多级串级和高分辨能力,适合于未知样品的定性工作,如糖蛋白的定性。

缺点:由于离子阱容量限制,对于混合样品的灵敏度欠佳;定量能力弱。


八、 磁质谱,Sector MS

磁质谱的定量能力是各种质谱中更强的。现在已较少使用,仅用于地质元素和痕量二恶英的检测。

优点:技术经典、成熟,NIST等MS库采用的仪器;分辨力非常好(100k,m/&Delta m FWHM),干扰少;灵敏度高,定量能力是各种质谱中更好的。

缺点:体积、重量大;售价很高;速度慢;维护复杂,很费电。


九、傅立叶变换质谱仪,FT-ICR-MS

据说是质谱中的贵族,质量精度好,几个月都不需要校正。但是价格也是贵的让人心寒。

傅立叶变换质谱仪的分辨能力更高,常作为科学研究的装备。

优点:能够做多级串级,定性能力好;分辨力高;灵敏度很好;

缺点:体积重量大;售价高;速度也较慢;维护费用非常昂贵。


十、 静电场傅立叶变换质谱,Orbitrap

优点:高分辨,60k~120kFWHM,质量精度高;相对FT-ICR而言,价格稍低(~450kUSD);

缺点:不能单独做串级;分辨力、灵敏度、质量稳定性等离FT-ICR还有距离。


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