质谱简介

质谱仪(Mass Spectrometer)是一种分析质量(Mass)的仪器,可进而鉴定分子结构及定量分析。纵观其发展历程,质谱的发展速度近似于指数曲线,近年来越来越快速地成长,已成为当今分析化学功能强大的设备。一般而言, 课题越重要,参与的人越多。美国质谱年会每年有超过3000篇的口头及墙报论文发表,超过6000人与会,没有哪一种分析仪器具有类似的会议规模。由于质谱仪具有结构鉴定能力强大、灵敏度高、分析范围广、分析速度快,与色谱仪兼容性高等特点, 是应用范围相当广泛的分析仪器。 小至半导体组件的微量金属元素,大至血液中分子量达数十万的蛋白质分子,质谱仪无论在日常分析还是学术研究上都扮演着重要的角色,是医药、生物工程、环境及化学领域极为重要的分析仪器。

顾名思义,质谱仪是测定物质质量的仪器,基本原理为将分析样品(气、液、固相)电离(Ionization)为带电离子(Ion),带电离子在电场或磁场的作用下可以在空间或时间上分离:

M → M+或M-

这些离子被检测器(Detector)检测后即可得到其质荷比(Mass-to-Charge Ratio,m/z)与相对强度(Relative Intensity)的质谱图(Mass Spectrum),进而推算出分析物中分子的质量 透过质谱图或精确的分子量测量可以对分析物做定性分析,利用检测到的离子强度可做准确的定量分析

    质谱技术是 20 世纪发展起来的最重要的分析技术之一,其原理可以追溯到1906年诺贝尔物理学奖得主 Joseph John Thomson 的工作,他发现了电荷在气体中的运动现象,并于1910年获得了第一张质谱图,其后,1922年 Francis WilliamAston 因采用质谱技术发现了同位素而获得诺贝尔化学奖, 1989年诺贝尔物理学奖颁给了两位发明离子阱质谱技术的科学家,Wolfgang Paul 和 Hans GeorgDehe2002年的诺贝尔化学奖则是颁给了发明电喷雾电离技术的 John BennetFemn 和发明基质辅助激光解吸电离技术的田中耕一此外,Emest OrlandoLawrence因为发明回旋加速器而获得了 1939年的诺贝尔物理学奖, 后来人们利用测量离子的回旋共振频率发明了世界上最高分辨率的 FT-ICR 质谱 还有,从1911年诺贝尔物理学奖的成果“热辐射规律”、1943年诺贝尔物理学奖的成果“分子束”到1986年诺贝尔化学奖的成果“交叉分子束",以及1996年诺贝尔化学奖的成果“发现碳 60",均与质谱密切相关 今天,质谱既可用于分析无机元素，包括同位素,又可用于分析有机小分子,还可用于分析生物大分子,在生命科学、材料科学、环境科学,药物研发和精准药疗 ,食品安全和石油化工等领域发挥着巨大面不可替代的作用 随着科学技术的发展, 质谱的分析能力越来越强大,在方方面面的应用也越来越普遍,而越来越多的研究和使用质谱的人，也就自然能发现这本著作的价值。