質譜法

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Orbitrap 質譜儀.
一種肽(縮氨酸)的質譜,顯示其同位素分佈

質譜分析是一種測量離子荷質比電荷-質量比)的分析方法,可用來分析同位素成分、有機物構造及元素成分等。第一台質譜儀是英國科學家弗朗西斯·阿斯頓於1919年製成的。阿斯頓用這台裝置發現了多種元素同位素,研究了53個非放射性元素,發現了天然存在的287種核素中的212種,第一次證明原子質量虧損。阿斯頓為此榮獲1922年諾貝爾化學獎

原理[編輯]

用來測量質譜的儀器稱為質譜儀,可以分成三個部分:離子化器質量分析器偵測器。其基本原理是使試樣中的成分在離子化器中發生電離,生成不同荷質比的帶正電荷離子,經加速電場的作用,形成離子束,進入質量分析器。在質量分析器中,再利用電場磁場使不同質荷比的離子在空間上或時間上分離,或是透過過濾的方式,將它們分別聚焦到偵測器而得到質譜圖,從而獲得質量濃度(或分壓)相關的圖譜。

質譜儀的應用[編輯]

質譜儀種類非常多,從應用角度,質譜儀可以分為下面幾類:

有機質譜儀[編輯]

由於應用特點不同又分為:

  • 氣相色譜-質譜聯用儀(GC-MS)在這類儀器中,由於質譜儀工作原理不同,又有氣相色譜-四極質譜儀,氣相色譜-飛行時間質譜儀,氣相色譜-離子阱質譜儀等。
  • 液相色譜-質譜聯用儀(LC-MS)同樣,有液相色譜-四器極質譜儀,液相色譜-離子阱質譜儀,液相色譜-飛行時間質譜儀,以及各種各樣的液相色譜-質譜-質譜聯用儀。
  • 其他有機質譜儀,主要有:基質輔助雷射解吸飛行時間質譜儀(MALDI-TOFMS),傅立葉變換質譜儀(FT-MS)

無機質譜儀[編輯]

  • 火花源雙聚焦質譜儀。
  • 電感耦合電漿體質譜儀(ICP-MS)。
  • 二次離子質譜儀(SIMS)
  • 輝光放電質譜儀(GDMS)

但以上的分類並不十分嚴謹。因為有些儀器帶有不同附件,具有不同功能。例如,一台氣相色譜-雙聚焦質譜儀,如果改用快原子轟擊電離源,就不再是氣相色譜-質譜聯用儀,而稱為快原子轟擊質譜儀(FAB MS)。另外,有的質譜儀既可以和氣相色譜相連,又可以和液相色譜相連,因此也不好歸於某一類。在以上各類質譜儀中,數量最多,用途最廣的是有機質譜儀。

生物質譜分析[編輯]

生物質譜分析(Biological mass spectrometry)是以質譜分析技術用於精確測量生物大分子,如蛋白質,核苷酸和糖類等的分子量,並提供分子結構信息。對存在於生命複雜體系中的微量或痕量小分子生物活性物質進行定性定量分析。一般的方法有:電噴霧電離質譜,基質輔助雷射解吸電離質譜,快原子轟擊質譜,離子噴霧電離質譜,大氣壓電離質譜。

質譜儀的分類[編輯]

質譜儀由工作原理的不同可區分如下:

按電離方式區分[編輯]

  • 電子碰撞質譜
  • 化學電離質譜
  • 光電離質譜
  • 閾值電離質譜

按質量分析方式區分[編輯]

從質譜儀所用的質量分析器的不同,把質譜儀分為雙聚焦質譜儀、四極桿質譜儀、飛行時間質譜儀、離子阱質譜儀、傅立葉變換質譜儀等。

檢測器[編輯]

質譜儀的檢測器通常包含法拉第杯電子倍增管,前者在訊號較強時使用,後者可用來測量微小的訊號。一些現代的質譜儀也有採用微通道板來取代電子倍增管。

參看[編輯]

參考資料[編輯]

外部連結[編輯]