串聯(lián)質(zhì)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(shí)間分析器(TOF)。為了增加結(jié)構(gòu)信息,大多采用具有串聯(lián)質(zhì)譜功能的質(zhì)量分析器,串聯(lián)方式很多,如Q-Q-Q,Q-TOF等。
串聯(lián)質(zhì)譜的主要串聯(lián)方式
質(zhì)譜的串聯(lián)方式很多,既有空間串聯(lián)型,又有時(shí)間串聯(lián)型。空間串聯(lián)型又分磁扇型串聯(lián),四極桿串聯(lián),混合串聯(lián)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(shí)間分析器,那么串聯(lián)質(zhì)譜主要方式有:
1、空間串聯(lián)
磁扇型串聯(lián)方式:BEB EBE BEBE等
四極桿串聯(lián):Q-Q-Q
混合型串聯(lián):BE-Q EBE-TOF Q-TOF
2、時(shí)間串聯(lián)
離子阱質(zhì)譜儀
回旋共振質(zhì)譜儀
無論是哪種方式的串聯(lián),都須有碰撞活化室,從一級MS分離出來的特定離子,經(jīng)過碰撞活化后,再經(jīng)過二級MS進(jìn)行質(zhì)量分析,以便取得更多的信息。
10種串聯(lián)質(zhì)譜優(yōu)缺點(diǎn)的比較
一、 四極桿質(zhì)譜儀,QMS
QMS是常見的質(zhì)譜儀器,定量能力突出,在GC-MS中QMS占絕大多數(shù)。
優(yōu)點(diǎn): 結(jié)構(gòu)簡單、成本低;維護(hù)簡單;SIM功能的定量能力強(qiáng);是多數(shù)檢測標(biāo)準(zhǔn)中采用的儀器設(shè)備。
缺點(diǎn): 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(zhì)量上限低(小于1200u)。
二、飛行時(shí)間質(zhì)譜儀,TOFMS
TOFMS是速度更快的質(zhì)譜儀,適合于LC-MS方面的應(yīng)用。
優(yōu)點(diǎn):分辨能力好,有助于定性和m/z近似離子的區(qū)別,能夠很好的檢測ESI電噴霧離子源產(chǎn)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(tǒng)(如UPLC);質(zhì)量上限高(6000~10000u);
缺點(diǎn):無串極功能,限制了進(jìn)一步的定性能力;售價(jià)高于QMS;較精密,需要認(rèn)真維護(hù)。
三、三重四極桿質(zhì)譜儀,Q-Q-Q
Q-Q-Q質(zhì)譜給四極桿質(zhì)譜儀在保留QMS原有定量能力強(qiáng)的特點(diǎn)上,提供了串級功能,加強(qiáng)了質(zhì)譜的定性能力,檢測標(biāo)準(zhǔn)中常作為QMS的確認(rèn)檢測手段。
優(yōu)點(diǎn):有串極功能,定性能力強(qiáng);定量能力非常好,MRM信噪比高于QMS的SIM;是常用的QMS結(jié)果確認(rèn)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(tuán)的結(jié)構(gòu)研究有很大幫助。
缺點(diǎn):分辨力不足,容易受m/z近似的離子干擾;售價(jià)較高;需要認(rèn)真維護(hù)。
四、 四極離子阱,QTrap
技術(shù)上而言,在傳統(tǒng)Q-Q-Q的四極桿中加入了輔助射頻,可以做選擇性激發(fā);或者就功能而言,為Q-Q-Q提供了多級串級的功能。
優(yōu)勢:同時(shí)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(jié)構(gòu)解析。
缺點(diǎn):分辨力還是低了點(diǎn)。
五、線性離子阱,Linear Ion Trap
傳統(tǒng)3D離子阱的增強(qiáng)版本.
優(yōu)點(diǎn):相對于傳統(tǒng)3D離子阱,靈敏度高10倍以上;多級串級質(zhì)譜.
缺點(diǎn):相對于Q-Q-Q,還是不能做MRM、中性丟失等特征基團(tuán)篩選功能.
六、飛行時(shí)間串聯(lián)質(zhì)譜,QTOF
QTOF以QMS作為質(zhì)量過濾器,以TOFMS作為質(zhì)量分析器。
優(yōu)點(diǎn):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(xué)的大分子量復(fù)雜樣品分析。
缺點(diǎn):成本高;需要仔細(xì)維護(hù)。
七、離子阱-飛行時(shí)間質(zhì)譜,Trap TOF
以3D離子阱作為質(zhì)量選擇器和反應(yīng)器,結(jié)合了離子阱的多級質(zhì)譜能力和飛行時(shí)間質(zhì)譜的高分辨能力。
優(yōu)點(diǎn):同時(shí)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(diǎn):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(zhì)譜,Sector MS
磁質(zhì)譜的定量能力是各種質(zhì)譜中更強(qiáng)的。現(xiàn)在已較少使用,僅用于地質(zhì)元素和痕量二惡英的檢測。
優(yōu)點(diǎn):技術(shù)經(jīng)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(zhì)譜中更好的。
缺點(diǎn):體積、重量大;售價(jià)很高;速度慢;維護(hù)復(fù)雜,很費(fèi)電。
九、傅立葉變換質(zhì)譜儀,F(xiàn)T-ICR-MS
據(jù)說是質(zhì)譜中的貴族,質(zhì)量精度好,幾個(gè)月都不需要校正。但是價(jià)格也是貴的讓人心寒。
傅立葉變換質(zhì)譜儀的分辨能力更高,常作為科學(xué)研究的裝備。
優(yōu)點(diǎn):能夠做多級串級,定性能力好;分辨力高;靈敏度很好;
缺點(diǎn):體積重量大;售價(jià)高;速度也較慢;維護(hù)費(fèi)用非常昂貴。
十、 靜電場傅立葉變換質(zhì)譜,Orbitrap
優(yōu)點(diǎn):高分辨,60k~120kFWHM,質(zhì)量精度高;相對FT-ICR而言,價(jià)格稍低(~450kUSD);
缺點(diǎn):不能單獨(dú)做串級;分辨力、靈敏度、質(zhì)量穩(wěn)定性等離FT-ICR還有距離。