一、核心原理:離子化與質(zhì)量分析的雙重革命
賽默飛離子阱液質(zhì)聯(lián)用儀(LCQ Classic/Orbitrap Fusion等系列)整合高效液相色譜(HPLC)與離子阱質(zhì)譜(Ion Trap MS)技術(shù),通過(guò)"軟電離"與"多級(jí)質(zhì)譜捕獲"兩大核心技術(shù),實(shí)現(xiàn)復(fù)雜樣品中目標(biāo)分子的精準(zhǔn)定性與定量分析。
1.液相色譜分離:分子分選的第一步
樣品經(jīng)HPLC系統(tǒng)梯度洗脫,根據(jù)疏水性、極性或離子交換特性實(shí)現(xiàn)初步分離。流動(dòng)相(如含0.1%甲酸的水-乙腈)推動(dòng)組分進(jìn)入質(zhì)譜入口,確保連續(xù)、穩(wěn)定的分子供給。
2.離子化與捕獲:軟電離技術(shù)的突破
?、匐妵婌F電離(ESI):高壓電極(3-5 kV)將液滴霧化成帶電荷氣態(tài)離子,避免熱裂解。
?、诖髿鈮夯瘜W(xué)電離(APCI):適用于非極性分子,通過(guò)放電針產(chǎn)生等離子體激發(fā)離子化。
?、垭x子阱捕獲:捕獲離子后通過(guò)射頻(RF)電場(chǎng)約束其在三維空間運(yùn)動(dòng),精準(zhǔn)操控離子軌跡。
二、多級(jí)質(zhì)譜解析:分子結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)破譯
離子阱的特殊環(huán)形電極結(jié)構(gòu)支持串聯(lián)質(zhì)譜(MS/MS/MS...)操作,通過(guò)階梯式碎裂與檢測(cè)解析分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
1.一級(jí)質(zhì)譜(MS1)掃描
離子阱按質(zhì)荷比(m/z)分離母離子,生成原始譜圖,用于篩查目標(biāo)分子。例如,監(jiān)測(cè)代謝物時(shí),可同時(shí)捕獲多個(gè)同位素峰以確認(rèn)存在形式。
2.碎裂與二級(jí)質(zhì)譜(MS/MS)
?、倥鲎舱T導(dǎo)解離(CID):通過(guò)惰性氣體(氦氣)碰撞加速離子,誘發(fā)骨架斷裂,生成子離子碎片。
?、陔娮觽鬟f解離(ETD):適用于大分子(如蛋白質(zhì)),保留翻譯后修飾位點(diǎn)信息。
分析數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)子離子模式,精準(zhǔn)鑒定化合物結(jié)構(gòu),如藥物雜質(zhì)中特定官能團(tuán)的斷裂特征。
3.動(dòng)態(tài)范圍與靈敏度優(yōu)化
離子阱通過(guò)連續(xù)累積離子提升低豐度檢測(cè)(動(dòng)態(tài)范圍達(dá)10^3-10^5),配合Orbitrap高分辨檢測(cè)器(分辨率>10,000 FWHM),實(shí)現(xiàn)阿摩爾級(jí)(10^-18 mol/L)檢測(cè)。

三、技術(shù)優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用場(chǎng)景
1.高靈敏度定量分析:臨床檢測(cè)中,檢測(cè)血液中低于1 ppb的腫瘤標(biāo)志物(如PSA)。
2.復(fù)雜樣品解析:環(huán)境監(jiān)測(cè)中分離并鑒定土壤中的多環(huán)芳烴異構(gòu)體。
3.蛋白質(zhì)組學(xué)研究:結(jié)合ETD技術(shù),全面解析蛋白質(zhì)修飾位點(diǎn)與相互作用網(wǎng)絡(luò)。
四、結(jié)語(yǔ)
賽默飛離子阱液質(zhì)聯(lián)用儀以"離子阱捕獲"為核心創(chuàng)新,突破傳統(tǒng)質(zhì)譜僅能單次碎裂的限制,通過(guò)多級(jí)質(zhì)譜碎裂實(shí)現(xiàn)分子結(jié)構(gòu)的深度解析。其"精準(zhǔn)捕獲-高效碎裂-智能解析"的技術(shù)閉環(huán),已成為生命科學(xué)、藥物研發(fā)與環(huán)境分析領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)平臺(tái)。
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