液质联用的质谱仪器_生活广记

伴随着液-质联用接口技术的发展，质谱仪器本身也在不断发展，出现了多种类型的质谱检测器。目前比较常用的质谱仪器有：四极杆质谱仪、四极杆离子阱质谱仪、飞行时间质谱仪和离子回旋共振质谱仪等。
1 四极杆质谱分析仪
质谱仪
目前，四极杆质量滤器的应用仍然最为广泛。三级四极杆质谱仪的选择反应监测（selected-reaction monitoring, SRM）模式适于进行常规的和高通量的生物分析。四极杆工艺的改进和强稳定性的射频（RF）大大提高了质谱的分辨率，分辨质量数的宽度达到0.1Da，提高了分析化合物的选择性。随着对三级四极杆质谱中碰撞池的改进，出现了高压线形加速碰撞池，提高了对传送离子的能力，降低了物质间的干扰，大大提高了对多组分生物化合物的分析能力。在所有的质谱分析仪中，四极杆质谱仪的定量分析结果的准确度和精密度最好。
2 四极杆离子阱质谱分析仪
在阐明化合物的结构方面，三维的四极杆离子阱得到广泛的应用。与此相关的革新主要有基质辅助激光解吸离子化源、大气压基质辅助激光解吸离子化源、红外多光子光离解技术的发展，以及使用离子阱分析碱性加合离子与金属配位产物的研究。近些年，线形二维离子阱的生产，取得了突破性的进展。这种线形二维离子阱与三维离子阱一样可以对化合物做多级质谱分析，此外还可以积累更多的离子，提高了检测的灵敏度。在与线形加速碰撞池离子化源连接后，可大大提高灵敏度，避免小分子量碎片的干扰，得到更整洁、美观的色谱峰。
3飞行时间质谱分析仪
随着基质辅助激光解吸离子化技术的出现和计算机的发展，飞行时间质谱仪在20 世纪90 年代得到快速发展。目前，最好的飞行时间质谱分析仪分辨率能够达到20,000Da，测得分子的质量数准确度非常高。飞行时间质谱仪在很大程度上取代了高分辨双聚焦磁扇分析仪，但其不能有效地利用选择离子监测模式进行分析。在高分辨质谱的选择离子监测模式分析中仍然主要使用双聚焦质谱仪。为了使用分辨率高的质谱分析化合物的二级质谱图，人们尝试将飞行时间质谱与其它质谱串联使用，目前使用比较多的是具有突破性技术的新一代四极杆飞行时间质谱系统(AB SCIEX TripleTOF 5600+)，确保系统能获得高准确度的质谱数据和定量检出限。
4 傅立叶变换离子回旋共振分析仪
许多年以来，傅立叶变换离子回旋共振质谱（Fourier-transform ion-cyclotron resonance mass spectrometry, FT-ICR-MS）在气相离子-分子反应的基础研究中成为有效的手段。该质谱与ESI离子源联接后被广泛地应用于生物大分子的研究，能够充分发挥其高分辨率和准确度的优势。基于傅立叶变换离子回旋共振池内离子的四极激发，该质谱可以选择地累积非共价键复杂化合物的离子，使其能够分析分子量非常大的生物大分子化合物，如分析分子量高达108Da 的大肠杆菌噬菌体的T4DNA，成为该质谱仪发展的重要里程碑。该质谱仪通过射频脉冲消除其它离子的干扰选择性地捕获目标离子到离子回旋共振池内，也能够进行多级质谱分析。当前又有许多新的离子裂解方法应用到傅立叶变换离子回旋共振质谱仪，如碰撞诱导裂解、激光致光裂解或红外多光子光裂解、表面诱导裂解、黑体红外辐射裂解、电子捕获裂解等，又进一步改善了这种质谱仪分析的性能。
除上面描述的常见的几种接口技术和质谱仪之外，还有其它的一些产品不断问世。近十年来，人们在液-质联用技术的研究方面已经将研究的重点转移到研制适合某种分析领域的强优势的技术，并加速产品的商业化。总之，液-质联用分析技术的发展取决于液-质联用接口技术和质谱分析仪技术的共同发展。通过合适的接口将液相色谱与质谱仪联接，会获得具有特殊分析性能的液-质联用仪器，另外通过接口将质谱与质谱进行串联，可以弥补各种质谱仪的不足，达到取长补短，协同提高的效果。
分辨率（Resolution）是指质谱仪区分两个质量相近的离子的能力。
计算公式： R=m/?m
计算方法有两种：
分辨率越高，同一物质采集的分子量的峰的精细程度越大，准确度越高。
但是，分辨率设置越高，扫描所需的时间越长。所以，要同时兼顾分辨率和扫描速度。
一般大规模组学数据， Thermo公司的orbitrap系列仪器，一般一级分辨率设置在70000左右，能够精确分辨小数点后两位。
准确度(accuracy)指离子测量的准确性。一般用真实值和测量值之间的误差来评价，单位ppm (part per million) 。主要取决于质量分析器的性能和分辨率的设置。
灵敏度（sensitivity）是指检测器对一定样品量的信号响应值，即最少样品量的检出程度。
一般对于纯的标准物质而言，灵敏度可达到fmol级别。
但是，高的灵敏度不一定能检测到目标蛋白，一是样品本身信息量大，DDA模式中只有信号响应高的物质才能检测到；二是肽段离子化才能采集数据，离子化效率低，可能在传输过滤中过滤掉。
ppm ，即百万分之一，如果质谱检测极限在1ppm，就表示能检测含量在百万分之一的物质。
Da ，指原子质量单位，如 C 就是12Da 。mDa，一般在高分辨质谱仪上有这个参数，表示质谱的分辨率。
质量测量准确度
质量测量准确度是质谱定性的重要依据。其表示方法如下：
（｜M－M0｜÷m）×10^6（ppm）
公式中， M为离子质量的实测值；M0为离子质量的理论值；m为离子的质量数。例如，某化合物分子离子实测值为364.2504，理论值为364.2509 ，质量测量准确度为：｜364.2504 - 364.2509｜÷ 364×10^6＝1.4 ppm
有时质量测量准确度也以mmu（毫质量单位）表示，表示式为｜M - M0｜(mmu)
【液质联用的质谱仪器】
对于高分辨率质谱通常要求仪器的质量测量准确度小于1mmu（或10 ppm），才能满足定性分析的需要。