质谱测定的基本原理

质谱测定的基本原理

质谱测定的基本原理是通过将样品分子转化为气相带电离子，随后在电场或磁场中按质荷比（m/z）进行分离并检测，zuì终获得样品的质量谱图。这一过程始于样品引入系统，待测物通过电喷雾电离（ESI）、基质辅助激光解吸电离（MALDI）等技术离子化，形成带正电或负电的分子离子及其碎片。离子源的设计直接影响电离效率，例如ESI适用于极性化合物，而电子轰击电离（EI）则更适合挥发性小分子。产生的离子被引入质量分析器，四极杆、飞行时间（TOF）或轨道阱（Orbitrap）等不同类型的分析器通过电磁场对离子进行筛选。四极杆通过射频/直流电压组合实现质量过滤，TOF利用离子飞行时间的差异分离不同m/z的离子，而轨道阱则依靠离子在静电场中的振荡频率进行超高分辨率测量。检测器记录离子信号并转化为电信号，经数据处理系统生成质谱图，横轴表示m/z值，纵轴反映离子相对丰度。质谱测定的基本原理还涉及质量校准，通常采用已知m/z的标准物质进行仪器校准以确保数据准确性。现代质谱仪常与色谱联用（如LC-MS），通过前置分离降低样品复杂度，提高检测灵敏度。具体费用需要根据实验需求和样品情况来确定。

质谱测定的基本原理在定量分析中体现为选择离子监测（SIM）或多反应监测（MRM）模式，通过追踪特定m/z的离子实现高灵敏度检测。同位素标记内标法是提高定量准确度的关键手段，例如使用¹³C或¹⁵N标记的化合物作为参照。高分辨质谱（HRMS）可jīngquè测定离子质量至小数点后四位，通过质量缺陷分析区分同量异序离子。串联质谱（MS/MS）通过碰撞诱导解离（CID）产生子离子，提供结构信息，其核心仍是质谱测定的基本原理——即通过多级质量分析实现离子选择性碎裂与检测。

离子迁移谱（IMS）与质谱联用新增了离子在漂移管中按形状和电荷分离的维度，但zuì终检测仍遵循质谱测定的基本原理。现代质谱技术如数据依赖采集（DDA）和数据非依赖采集（DIA）在dànbáizhì组学中的应用，本质上是通过优化质谱测定的基本原理中的扫描策略来提高覆盖度。实时直接分析（DART）等环境电离技术简化了样品前处理，但离子化后的质量分析步骤依然严格遵循质谱测定的基本原理。

常见问题：

Q1. 如何选择适合特定样品的质量分析器类型？

A：选择取决于分析目标：四极杆适合常规定量分析，成本较低；TOF提供高质量精度和全谱采集能力，适用于未知物筛查；轨道阱兼具高分辨率和高灵敏度，适合复杂基质中的痕量分析。需综合考虑分辨率、扫描速度、质量范围和预算等因素。

Q2. 为什么某些质谱图中会出现[M+Na]⁺或[M-H]⁻等加合离子峰？

A：这是电离过程中阳离子加合（如Na⁺、K⁺）或质子转移的结果。ESI等软电离技术易形成加合离子，反映样品基质特性。通过优化电离条件（如调节溶剂pH或添加改性剂）可调控加合离子比例，必要时需在数据分析时进行去卷积处理。