在现代分析化学领域,高分辨质谱(High-Resolution Mass Spectrometry, HRMS)以其卓越的精确性和灵敏度,成为物质分析的“金标准”。它不仅能告诉我们样品中有什么,还能精确地告诉我们这些物质的“分子指纹”,从而实现对物质的精准定性和定量分析。
高分辨质谱(HRMS)技术介绍
质谱是一种测量离子质荷比(m/z)的分析技术。而高分辨质谱,顾名思义,就是能够非常精确地测量离子的质量。与只能提供整数质量的低分辨质谱不同,HRMS的质量精度可以达到小数点后四位甚至五位(ppm级别,甚至ppb级别),这意味着它可以区分具有相同标称质量但精确质量略有不同的离子。
例如,CO、N2和C2H4的标称质量都是28,但它们的精确质量分别是27.9949、28.0061和28.0313。低分辨质谱无法区分它们,而HRMS可以轻松将它们区分开来。
HRMS的这种高精度,使得它可以根据测得的精确质量,推断出离子的元素组成,即确定分子式。这是HRMS最强大的功能之一。
常见的高分辨质谱仪包括:
- 磁质谱仪:利用磁场将不同质荷比的离子分开。
- 飞行时间质谱仪(TOF):根据离子在电场中飞行时间的不同来区分不同质荷比的离子。
- 傅里叶变换离子回旋共振质谱仪(FT-ICR MS):利用离子在磁场中的回旋频率来测量其质荷比,具有极高的分辨率和质量精度。
- 轨道阱质谱仪(Orbitrap):利用离子在静电场中的轨道运动来测量其质荷比,具有较高的分辨率和质量精度。
HRMS通常与各种离子化方法联用,例如电喷雾电离(ESI)、大气压化学电离(APCI)、基质辅助激光解吸电离(MALDI)、电子轰击(EI)、化学电离(CI)和感应耦合等离子体(ICP)等,以适应不同类型样品的分析需求。
高分辨质谱(HRMS)的应用领域
- 环境分析: HRMS是环境污染物分析的“利器”,可以检测和鉴定环境中的痕量污染物,如二噁英、多氯联苯、多环芳烃、农药残留、全氟化合物等。
- 食品安全: HRMS可以检测食品中的各种有害物质,如农药残留、兽药残留、食品添加剂、真菌毒素、重金属等,保障食品安全。
- 药物分析: HRMS可以用于药物代谢产物鉴定、杂质分析、药物质量控制等。
- 生命科学:
- 蛋白质组学:HRMS是蛋白质组学研究的核心技术,可以鉴定和定量生物样品中的蛋白质和多肽。
- 代谢组学:HRMS可以分析生物样品(如血液、尿液、组织)中的小分子代谢物,研究代谢途径和疾病标志物。
- 化学:
- 未知物鉴定:HRMS可以根据精确质量测定,推断未知化合物的分子式。
- 同位素分析:HRMS可以精确测量同位素的丰度比。
- 反应机理研究.
高分辨质谱(HRMS)的样品要求
HRMS对样品的要求取决于所使用的离子化方法和样品类型。一般来说:
- 样品状态:样品可以是液体、固体或气体,但通常需要将样品溶解或提取到合适的溶剂中。
- 样品纯度:样品纯度越高越好,杂质可能会干扰目标物的检测。
- 样品浓度:样品浓度要适中,过高或过低都会影响测试结果。通常需要根据样品的性质和仪器的灵敏度进行优化。
- 样品前处理:根据样品的性质和分析目的,可能需要对样品进行萃取、分离、纯化、衍生化等前处理。
- 样品量: 通常只需要微克甚至纳克级别的样品.
高分辨质谱(HRMS)测试的常见问题及解答
- Q:我的样品能不能做HRMS?
A:HRMS适用于各种类型的样品,包括有机小分子、多肽、蛋白质、聚合物、无机物等。只要样品能够通过某种方式离子化,就可以进行HRMS测试。
- Q:HRMS测试需要多长时间?
A:测试时间取决于样品的复杂程度、所使用的色谱分离方法、数据采集模式等因素。通常需要几分钟到几十分钟。
- Q:HRMS测试的费用是多少?
A:HRMS测试的费用通常高于低分辨质谱,具体取决于样品的数量、测试的复杂程度、是否需要进行数据分析等因素。
- Q: HRMS测试前需要做什么准备?
A: 您需要提供样品的详细信息,包括样品名称、来源、可能的结构或成分、溶解性、浓度等。如果样品需要进行前处理,您需要提供前处理方法。
- Q:HRMS测试结果怎么看?
A:HRMS测试结果通常以质谱图的形式呈现,横坐标是质荷比(m/z),纵坐标是信号强度。
- 精确质量:HRMS可以提供离子的精确质量,根据精确质量可以推断离子的元素组成。
- 同位素峰:HRMS可以分辨同位素峰,同位素峰的强度比可以提供元素组成的信息。
- 碎片离子峰:在某些离子化方法(如EI)或串联质谱(MS/MS)中,分子离子会发生碎裂,产生碎片离子,碎片离子的信息可以用于结构鉴定。
- 谱图匹配: 可以将测得的质谱图与数据库中的标准谱图进行比对, 以鉴定未知物.如果您需要帮助解读HRMS数据,我们的技术人员可以为您提供专业的谱图分析服务。
- Q: 基质效应是什么? 如何减少?
A: 基质效应是指样品中其他成分对目标分析物离子化的影响。可能会增强或抑制目标物的信号.
- 解决方案:
- 优化样品前处理方法, 去除干扰物.
- 使用合适的色谱分离方法.
- 使用内标法.
- 改变离子化方法.
- 解决方案: