質譜技術在過去幾十年中受到臨床實驗室認可并快速發展的最新技術, 近十年來影響了醫學及臨床實踐的諸多領域。
1 分析方法
先將中性分子離子化,再順次分離和記錄各種離子的質荷比和豐度先將中性分子離子化,再順次分離和記錄各種離子的質荷比和豐度( 強度),從而實現分析目的的一種分析方法。
2 質譜構成
不同質荷比的離子經質量分析器分離,而后被檢測并記錄下來的譜圖叫作質譜圖,簡稱質譜。
質譜圖的橫坐標是質荷比(m/z) ,縱坐標是離子強度;
質譜法(Mass Spectrometry) 即質譜分析法, 一般亦簡稱為質譜;
質譜儀(Mass Spectrography) : 采用干板記錄方式,同時記錄下所有離子的質譜儀器。
3 常用的質量單位
Da=Dalton(道爾頓)
質量單位,等于一個碳原子(12C)質量的十二分之一,約為1.66×10-24克;一克約為6×1023道爾頓。
amu=atomic mass unit ,原子質量單位;1amu=1Da
原子量 國際協議賦予其確切的質量為12
原子量(C) = 0.9889(12.0000) + 0.0111(13.0033)= 12.011
一種元素的所有同位素的重量平均值叫作原子量。
同位素及同位素豐度
同位素即具有相同的原子序數而又具有不同的質量數的原子叫作同位素。同位素豐度即自然界中某同位素原子所占的百分數叫做該同位素的天然豐度。
同位素表示法
質量數= 質子+ 中子
4 質譜圖的名詞和術語
質荷比(mass charge ratio):離子的質量( 以相對原子量單位計) 與它所帶電荷(以電子電量為單位計以電子電量為單位計) 的比值, 叫作質荷比,簡寫為m/z。質荷比是質譜圖的橫坐標,質荷比是質譜定性分析的基礎。
離子豐度 (Abundance of ions):檢測器檢測到的離子信號強度。
離子相對豐度 (Relative abundance of ions):以質譜圖中指定質荷比范圍內最強峰為100 %,其它離子峰對其歸一化所得的強度其它離子峰對其歸一化所得的強度。標準質譜圖均以離子相對豐度值為縱坐標;譜峰的離子豐度與物質的含量相關;標準質譜圖均以離子相對豐度值為縱坐標;譜峰的離子豐度與物質的含量相關,因此是質譜定量的基礎。
總離子流圖(Total ions current,TIC):在選定的質量范圍內, 所有離子強度的總和對時間或掃描次數所作的圖。色質聯用時, TIC 即色譜圖。
質量色譜圖(Mass chromatograph):指定某一質荷比的離子強度對時間或掃描號所作的圖。
二維數據(2D Data):液質聯用中, 只包含色譜圖的數據, 例如用SIR ,MRM 方式采集的數據(沒有質譜信息)。
三維數據(3D Data):液質聯用中, 同時包含色譜圖和質譜圖的數據, 例如用Full Scan方式采集的信息(有質譜信息)。
分子離子:分子失去一個電子生成的離子,其質荷比等于分子。其質荷比等于分子。
碎片離子:分子離子裂解所生成的產物離子
母離子與子離子:任何離子進一步裂解產生了某離子, 則前者稱為母離子,后者稱為子離子。
單電荷離子與多電荷離子:只帶一個電荷的離子叫單電荷離子,帶兩個或兩個以上電荷的離子叫多電荷離子, 它們時常具有非整數質荷比。
同位素離子:由元素的重同位素構成的離子叫作同位素離子, 它們在質譜圖中總是出現在相應的分子離子或碎片離子的右側。
全掃描(Full Scan )
檢測一段質荷比范圍離子的采集方式,由每個采樣點提取一張質譜圖。
掃描時間 (Scan Time )
Full Scan 方式采集數據的參數, 單位為秒,表示四極桿掃描某一范圍質荷比離子的時間。
掃描延遲時間 (Inter Scan Delay)
Full Scan 方式采集數據的參數, 單位為秒,表示兩次掃描之間的間隔。
選擇離子監測(Selected Ion Record,SIR),選擇能夠表征某物質的一個質譜峰進行檢測。
5 質譜儀器的名詞和術語
離子源 (Ion source)
質譜儀器中使樣品電離生成離子的部件。如:EI ,FAB,ESI ,APcI 等。
質量分析器 (Mass analyzer)
質譜儀器中使離子按其質荷比大小進行分離的部件。如;四極桿,離子阱,TOF 等。
離子檢測器 (Ion detector)
質譜儀器中檢測并放大離子豐度的部件。如:光電倍增器,電子倍增器,多通道板檢測器等。
信噪比
信噪比(S/N= Signal to Noise Ratio):譜峰(信號)強度與噪音強度的比值
質量范圍(Mass range)
質譜儀器能測量的離子質量下限與上限之間的一個范圍。離子質量的單位即原子質量單位(amu)。
質量歧視效應(Mass discriminationeffects)
質譜儀器中的一些部件,例如質量分析器、離子檢測器,對不同質量的離子產生偏差響應的現象。