串聯質譜的種類很多,常用的是四極桿分析器(簡寫為Q),其次是離子阱分析器(Trap)和飛行時間分析器(TOF)。為了增加結構信息,大多采用具有串聯質譜功能的質量分析器,串聯方式很多,如Q-Q-Q,Q-TOF等。
串聯質譜的主要串聯方式
質譜的串聯方式很多,既有空間串聯型,又有時間串聯型??臻g串聯型又分磁扇型串聯,四極桿串聯,混合串聯等。如果用B表示扇形磁場,E表示扇形電場,Q表示四極桿,TOF表示飛行時間分析器,那么串聯質譜主要方式有:
1、空間串聯
磁扇型串聯方式:BEB EBE BEBE等
四極桿串聯:Q-Q-Q
混合型串聯:BE-Q EBE-TOF Q-TOF
2、時間串聯
離子阱質譜儀
回旋共振質譜儀
無論是哪種方式的串聯,都須有碰撞活化室,從一級MS分離出來的特定離子,經過碰撞活化后,再經過二級MS進行質量分析,以便取得更多的信息。
10種串聯質譜優缺點的比較
一、 四極桿質譜儀,QMS
QMS是常見的質譜儀器,定量能力突出,在GC-MS中QMS占絕大多數。
優點: 結構簡單、成本低;維護簡單;SIM功能的定量能力強;是多數檢測標準中采用的儀器設備。
缺點: 無串極能力,定性能力不足;分辨力較低(單位分辨),存在同位素和其他m/z近似的離子干擾;速度慢;質量上限低(小于1200u)。
二、飛行時間質譜儀,TOFMS
TOFMS是速度更快的質譜儀,適合于LC-MS方面的應用。
優點:分辨能力好,有助于定性和m/z近似離子的區別,能夠很好的檢測ESI電噴霧離子源產生多電荷離子;速度快,每秒2~100張高分辨全掃描(如50~2000u)譜圖,適合于快速LC系統(如UPLC);質量上限高(6000~10000u);
缺點:無串極功能,限制了進一步的定性能力;售價高于QMS;較精密,需要認真維護。
三、三重四極桿質譜儀,Q-Q-Q
Q-Q-Q質譜給四極桿質譜儀在保留QMS原有定量能力強的特點上,提供了串級功能,加強了質譜的定性能力,檢測標準中常作為QMS的確認檢測手段。
優點:有串極功能,定性能力強;定量能力非常好,MRM信噪比高于QMS的SIM;是常用的QMS結果確認儀器;除一般子離子掃描功能外,Q-Q-Q還具有SRM、MRM、母離子掃描、中性丟失(Neutral loss)等功能(離子阱不行)對特征基團的結構研究有很大幫助。
缺點:分辨力不足,容易受m/z近似的離子干擾;售價較高;需要認真維護。
四、 四極離子阱,QTrap
技術上而言,在傳統Q-Q-Q的四極桿中加入了輔助射頻,可以做選擇性激發;或者就功能而言,為Q-Q-Q提供了多級串級的功能。
優勢:同時具備MRM、SRM、中性丟失和多級串級功能,非常適合于未知樣品的結構解析。
缺點:分辨力還是低了點。
五、線性離子阱,Linear Ion Trap
傳統3D離子阱的增強版本.
優點:相對于傳統3D離子阱,靈敏度高10倍以上;多級串級質譜.
缺點:相對于Q-Q-Q,還是不能做MRM、中性丟失等特征基團篩選功能.
六、飛行時間串聯質譜,QTOF
QTOF以QMS作為質量過濾器,以TOFMS作為質量分析器。
優點:能夠提供高分辨譜圖;定性能力好于Q-Q-Q;速度快,適合于生命科學的大分子量復雜樣品分析。
缺點:成本高;需要仔細維護。
七、離子阱-飛行時間質譜,Trap TOF
以3D離子阱作為質量選擇器和反應器,結合了離子阱的多級質譜能力和飛行時間質譜的高分辨能力。
優點:同時具有多級串級和高分辨能力,適合于未知樣品的定性工作,如糖蛋白的定性。
缺點:由于離子阱容量限制,對于混合樣品的靈敏度欠佳;定量能力弱。
八、 磁質譜,Sector MS
磁質譜的定量能力是各種質譜中更強的?,F在已較少使用,僅用于地質元素和痕量二惡英的檢測。
優點:技術經典、成熟,NIST等MS庫采用的儀器;分辨力非常好(100k,m/&Delta m FWHM),干擾少;靈敏度高,定量能力是各種質譜中更好的。
缺點:體積、重量大;售價很高;速度慢;維護復雜,很費電。
九、傅立葉變換質譜儀,FT-ICR-MS
據說是質譜中的貴族,質量精度好,幾個月都不需要校正。但是價格也是貴的讓人心寒。
傅立葉變換質譜儀的分辨能力更高,常作為科學研究的裝備。
優點:能夠做多級串級,定性能力好;分辨力高;靈敏度很好;
缺點:體積重量大;售價高;速度也較慢;維護費用非常昂貴。
十、 靜電場傅立葉變換質譜,Orbitrap
優點:高分辨,60k~120kFWHM,質量精度高;相對FT-ICR而言,價格稍低(~450kUSD);
缺點:不能單獨做串級;分辨力、靈敏度、質量穩定性等離FT-ICR還有距離。
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