SIMION在质谱分析中的应用

一种可精确测量原子和分子重量的科学仪器。

因此它可以帮助科技工作者确定气相、液相和固相材料中各种物质的种类(定性分析)和不同种类成分的含量(定量分析)等。 质谱技术还可以进一步用于各种化学或生物分子的结构和构象分析研究以及一些化学或生物反应过程等。

一般质谱仪需具备以下组成部分:

  1. 离子源:用于产生样品离子。
  2. 离子光学系统:用于传输离子。
  3. 离子质量分析器:用于分离各种离子。
  4. 离子探测器:用于检测离子信号。
  5. 真空系统:为上述各部分提供必要的工作环境。
  6. 信号记录和处理系统,用于得到质谱图。
  1. 质量分辨率(Mass Resolution, m/△m):质谱仪器分辨不同成分物质的能力。
  2. 质量精度(Mass Accuracy):衡量质谱仪器测量物质成分的准确度。
  3. 质量范围(Mass Range):质谱仪器测量物质成分的质量大小范围。
  4. 灵敏度(Sensitivity):质谱仪器所能测量物质成分的最低含量。
  1. 定性或定量成分分析:物理、化学、石油、化工、环境监测、食品卫生、地质、材料、医药等。
  2. 分子结构分析:主要用于未知的化学、医药、生物成分分子分析等,主要采用MS/MS方法。
  3. 分子构象分析:蛋白质、DNA等生物大分子。

磁质谱

磁质谱的基本原理

根据相同动能的离子在相同磁场中的偏转结果不同而将他们区分开。

磁质谱仪结构示意图

离子在加速电场V作用下获得的动能Ek:

Ek=zV=mv2/2

(z为离子所带电荷)

离子在磁场B作用下的偏转半径R: mv2/R=Bzv

所以:R=(1/B)sqrt(2mV/z)

当B保持恒定时,特定离子m/z的偏转半径R仅与离子加速电压V有关。

推论:磁质谱的质量分辨能力仅与离子加速电压V的精确度有关。

或离子加速电压一定时,待测离子的质荷比可以根据其在磁场(B)中的偏转半径R推算出来。 磁质谱仪的质量分辨能力与离子能量的准确度有关。

影响离子动能的因素:

  • 加速电压V的大小,稳定性:
    • 大小可调节
    • 稳定性取决于电源质量
  • 离子的初始动能:
    • 取决于初级离子能量和被分析样品性质,无法或很难调节
    • 有一定的分布范围
  • 离子的初始位置。

磁质谱的质量分辨能力仅与离子的初始动能和初始位置有关;(因为加速电场可精确调节)

  • 要想获得高分辨的质量分辨能力,必须筛选出尽可能单一能量,也即单一初始动能的离子输入磁质谱中作质量分析用。
  • 商业仪器中,使用了极其复杂的离子光学系统来选择单一动能的离子束。

复杂的光学系统必然导致较大的离子丢失,或较低的离子传输效率,也即导致仪器的检测灵敏度下降。

四极杆质谱(Quadrupole)

四极杆质谱仪的质量分析器是由四根杆状电极组成,两对电极中间施加交变射频场.在一定频率的射频电压与直流电压作用下,只允许一定质荷比的离子通过四极分析器而到达接收器。 这种分析器又称四极杆滤质器。

四极离子阱质谱(Ion Trap)

四极杆质谱结构示意图

飞行时间质谱(TOFMS)

复合质谱

  1. 美国质谱学会ASMS:http://www.asms.org
  2. 其他新颖质谱:
  • exp/msintro.txt
  • 最后更改: 2013/03/24 18:12
  • (外部编辑)