质谱仪器及其发展

本文按照进样系统、离子源、质量分析器、检测器的顺序 ,介绍质谱仪器的构造 ,并对其性能进行简要评述 ,指出质谱仪器的发展方向及其对国防、航天以及其他工业、民用等诸多领域的重要意义     

Decomposition of Organometallic Complexes in the Mass Spectrometer

The reliable interpretation of mass spectra for the determination of molecular constitutions requires systematic studies on the fragmentation behavior of classes of compounds, since the large number of kinetic and energy parameters that determine the decomposition of excited polyatomic ions makes ab-initio predictions of spectra almost impossible. In this progress report, a number of general rules for the decomposition of organometallic complexes upon electron impact are discussed; a classification into decomposition types is also presented, and is illustrated by selected examples.     

Preparative Mass Spectrometry Using a Rotating-Wall Mass Analyzer

The design of functional interfaces is central to both fundamental and applied research in materials science and energy technology. We introduce a new, broadly applicable technique for the precisely controlled high-throughput preparation of well-defined interfaces containing polyatomic species ranging from small ions to nanocrystals and large protein complexes. The mass-dispersive deposition of ions onto surfaces is achieved using a rotating-wall mass analyzer, a compact device which enables the separation of ions using low voltages and has a theoretically unlimited mass range. We demonstrate an efficient deposition of singly charged Au₁₄₄(SC₄H₉)₆₀ ions (33.7 kDa), which opens up exciting opportunities for the structural characterization of nanocrystals and their assemblies using transmission electron microscopy. Our approach also enables the high-throughput deposition of mass-selected ions from multicomponent mixtures, which is of interest to the controlled preparation of surface gradients and rapid screening of molecules in mixtures for a specific property.     

用于痕量分析的热腔离子源磁-电双聚焦同位素质谱计

研制了一种管状热腔离子源并引入实验室自行研制的磁电双聚焦质谱系统中.离子源采用欧姆加热方式并可相对独立地控制样品蒸发和电离,因此在高效电离的同时保持了传统热表面电离质谱低本底特性.对该质谱系统痕量分析性能的初步测试表明:仪器对铀和钚的系统探测效率平均约为1％和6％;在跳峰计数法丰度比测试模式下,50 pg天然铀标样R2...     

飞行时间型质量分析器(TOFMS)的研制及应用

自行研制了电子碰撞离子化的飞行时间型质量分析器（ＴＯＦＭＳ），用于物质的化学分析。用研制的ＴＯＦＭＳ测量了Ａｒ离子化的飞行时间谱和离子的部分电离截面积比与碰撞电子能量的依赖关系，将它与Ｓｔｅｐｓｈａｎ等人的实验结果进行了比较。     

The Simulation of Reflectron Time-of-Flight Mass Spectrometer

Owing to its wide mass range, high sensitivity, fast spectrum registration, and high resolution,the reflectron time-of-flight mass spectrometer is applied to more and more places. The Simulation of the reflectron TOF-MS is vitally necessary and helpful. The software MAPLE and SIMION are employed in our works.     

四极杆质谱、串联质谱系统在测定血液中毒鼠强的应用

毒鼠强又名424,化学名称为四次甲基二砜四胺(C4H8O4N2S2),分子量240.6,是一种无色无味白色粉末状物质,难溶于乙醇,微溶于水,易溶于丙酮、苯、乙醚,性质稳定,投毒后,不易被人们察觉,一旦中毒,发作快,死亡率高.多数医院难确诊、治疗.目前,对其主要的鉴定法有GC、GC-MS和HPLC等.通常在对毒鼠强中毒的生物检材进行毒鼠强分析时,由于生物组织机体中存在的干扰物质(如脂肪酸、胆固醇等)种类繁多,经净化处理后,其残留量仍然很大,不仅干扰目标化合物的定性,更难进行定量测定.因此GC-MS在定性分析中具有明显优势,因而成为目前主要的分析方法.     

Implementing Photodissociation in an Orbitrap Mass Spectrometer

We modified a dual pressure linear ion trap Orbitrap to permit infrared multiphoton dissociation (IRMPD) in the higher energy collisional dissociation (HCD) cell for high resolution analysis. A number of parameters, including the pressures of the C-trap and HCD cell, the radio frequency (rf) amplitude applied to the C-trap, and the HCD DC offset, were evaluated to optimize IRMPD efficiency and maintain a high signal-to-noise ratio. IRMPD was utilized for characterization of phosphopeptides, supercharged peptides, and N-terminal modified peptides, as well as for top-down protein analysis. The high resolution and high mass accuracy capabilities of the Orbitrap analyzer facilitated confident assignment of product ions arising from IRMPD.     

质谱在线连续检测系统的建立及应用实例

设计和建立了一种质谱在线连续检测系统。该系统响应迅速,操作灵活。可直接与反应系统或与色谱等联机使用,对所有的气相反应和有可挥发组分的液相反应进行在线检测。在ＺｒＯ２－Ａ１２Ｏ３上进行了ＮＨ３吸脱附和ＣＯ脉冲反应的研究,获得了重现性很好的结果。     

可移动激光质谱仪的研制与应用

激光质谱法是一种新的环境测污方法,具有高灵敏度、高选择性、多组分同时测量和快速实时的特点。本研究介绍了新近研制的可移动激光质谱仪的系统结构、各部分功能、原理以及主要技术指标。该仪器能在大气压下采样,并在设计过程中解决了记忆效应,使用输出波长248nm的KrF准分子激光器,可以对芳香烃进行多组分同时检测。该仪器对机动车尾气中苯系物含量的实时在线测量结果表明,尾气中含有苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、萘、甲基萘等多种芳香烃污染物,检测的灵敏度达0．1mg／m^3,时间响应可达0．1s。     

用数字离子阱进行快速质量分析

利用数字离子阱技术进行样品的快速质量分析.在样品离子被引入离子阱的过程中,同时扫描数字射频工作电压的频率和离子共振偶极电压的频率,使得离子在进入离子阱质量分析器后,立即被相应的共振偶极电压所共振激发而逐出离子阱,并被离子探测器测量到.本方法相较于传统离子阱分析过程省去了离子引入、离子冷却和离子清空3个阶段,减少了约3/4的实验分析时间.通过对扫描速度、离子门电压参数的优化,数字束缚射频频率从1000～ 400 kHz线性扫描,扫描速度为2385 Th/s,离子门电压为9V,对利血平(m/z 609),精氨酸(m/z 174)等样品的进行测试,离子信号强度达到最优.结果表明,利用本方法可以获得与离子阱质量分析传统方法相同的质谱结果.     

Preparative Mass Spectrometry Using a Rotating‐Wall Mass Analyzer

The design of functional interfaces is central to both fundamental and applied research in materials science and energy technology. We introduce a new, broadly applicable technique for the precisely controlled high‐throughput preparation of well‐defined interfaces containing polyatomic species ranging from small ions to nanocrystals and large protein complexes. The mass‐dispersive deposition of ions onto surfaces is achieved using a rotating‐wall mass analyzer, a compact device which enables the separation of ions using low voltages and has a theoretically unlimited mass range. We demonstrate an efficient deposition of singly charged Au₁₄₄(SC₄H₉)₆₀ ions (33.7 kDa), which opens up exciting opportunities for the structural characterization of nanocrystals and their assemblies using transmission electron microscopy. Our approach also enables the high‐throughput deposition of mass‐selected ions from multicomponent mixtures, which is of interest to the controlled preparation of surface gradients and rapid screening of molecules in mixtures for a specific property.     

真空紫外灯单光子电离源飞行时间质谱仪的研制

研制了真空紫外灯单光子电离源飞行时间质谱仪(Vacuum ultraviolet single photon ionization time-offlight mass spectrometer,VUV-SPI-TOFMS),包括真空系统、毛细管进样系统、真空紫外灯电离源、垂直加速反射式飞行时间质量分析器和数据采集系统...     

飞行时间质谱仪新技术的进展及应用

本文介绍了近几年来发展应用于飞行时间质谱(TOF-MS)仪中的软电离技术.质子转移电离实现了可挥发性有机物的高灵敏度分析;真空紫外灯电离源体积小、简单,利于便携式仪器;电喷雾解吸电离在线、无损和灵敏度高,在公共安全方面具有很大的发展潜力,而且还可以直接用于活的生物体表面分析;大气压下的在线直接分析电离技术利用载气分子的激发态使得被分析化合物电离得到分子离子.针对不同的电离方法简单评述了其性能及应用,同时介绍了飞行时间质谱在串联方面的新发展,以及TOF-MS在仪器微型化方面的进展及其应用,并对飞行时间质谱仪今后的发展作了展望.     

飞行时间质谱仪新技术的进展及应用

本文介绍了近几年来发展应用于飞行时间质谱(TOF-MS)仪中的软电离技术。质子转移电离实现了可挥发性有机物的高灵敏度分析;真空紫外灯电离源体积小、简单,利于便携式仪器;电喷雾解吸电离在线、无损和灵敏度高,在公共安全方面具有很大的发展潜力,而且还可以直接用于活的生物体表面分析;大气压下的在线直接分析电离技术利用载气分子的激发态使得被分析化合物电离得到分子离子。针对不同的电离方法简单评述了其性能及应用,同时介绍了飞行时间质谱在串联方面的新发展,以及TOF-MS在仪器微型化方面的进展及其应用,并对飞行时间质谱仪今后的发展作了展望。     

多反应离子的质子转移反应质谱

在无放射性辉光放电离子源内, 采用不同试剂气体进行放电, 为质子转移反应质谱(PTR-MS)新增了强度在10⁵ cps量级的3种反应离子NH₄⁺, NO⁺和O₂⁺, 纯度大于95%; 测试了这3种反应离子的离子-分子反应特征. 采用H₃O⁺, NH₄⁺, NO⁺和O₂⁺等4种反应离子对同分异构体丙醛/丙酮进行检测发现, H₃O⁺和NH₄⁺均不能区分的丙醛/丙酮可采用NO⁺或O₂⁺进行区分. 结果表明, 增加反应离子不仅使PTR-MS的可检测有机物范围不再局限于质子亲和势(PA)大于H₂O的有机物, 还提高了PTR-MS区分同分异构体的能力.     

聚氧乙烯醚的APCI+质谱分析

聚氧乙烯醚类表面活性剂在润滑油中起着乳化或抗乳化作用,许多乳化剂和抗乳化剂含有聚氧乙烯醚组分结构.该类物质的分子通式为:R-(CH2CH2O)nH,其中R可以是醇基、羧酸基或烷基酚基等等,是亲油基团,n是环氧乙烷的聚合度.这类物质是由高级醇、高级脂肪酸或长链烷基酚与环氧乙烷反应而制得的.运用APCI+源能很好的分析该类化合物.本文仅对不含R基的聚环氧乙烯醚[H(CH2CH2O)H]的分析作以介绍.     

电喷雾/光电离双源型小型离子阱质谱仪的研制

构建了一套电喷雾/紫外灯双电离源离子阱质谱仪系统,用于气体和液体样品的快速检测.仪器采用非连续大气压进样技术,通过夹管阀装置来同时完成电喷雾离子和中性气态样品的采集和传输.所配备的两种电离源适合不同的分析对象,在应用上具有一定的互补性,其中电喷雾源用于溶液中极性化合物的电离,而紫外电离源主要用于分析气态有机物.本研究选择了苯甲醚、甲苯、2,4-二甲基苯胺、精氨酸、利血平和阿斯巴甜等不同类型的样品,测试了仪器在使用不同电离模式下的工作性能.结果表明,电喷雾源和紫外光电离源可用于不同类型样品的电离,在分析2,4-二甲基苯胺时还能分别生成不同类型的分子离子.两种电离源在工作时互不干扰,既能单独使用,也能同时开启,可根据检测需求随意切换工作模式,获得更全面的样品成分信息.双离子源设计是扩展小型质谱仪应用范围的一种有效途径,这种方案不会明显增加仪器的体积,却能提供更多样化的分析功能,满足对不同类型样品的检测需求.     

四极质谱灵敏度的测试和应用实践

１四极质谱在灵敏度验收和应用中存在的问题１．１在验收中存在的问题（１）国外质谱公司推销宣传中对灵敏度概念的片面性。（２）在验收中灵敏度达不到指标。（３）在验收中灵敏度测试方法不正确。（４）在验收中不同公司用不同有机标样进行测试,灵敏度指标无可比性。（...     

质谱平台的运行管理和开放共享

质谱法(mass spectrometry, MS)是现代分析仪器的一种重要技术. 以福州大学测试中心质谱平台为例, 介绍仪器基本配置和管理情况, 重点讨论一部分质谱仪开放共享的实践尝试及存在的问题, 希望能为同类型仪器的开放共享和科学管理提供一些参考.