MS-MS聯(lián)用儀的發(fā)展和結(jié)構(gòu)

MS-MS聯(lián)用儀的發(fā)展和結(jié)構(gòu)
專家認(rèn)為未來的MS-MS儀器將在下述幾個(gè)方面發(fā)展： 
　　1新的離子活化方法的研究
　　2寬的檢測動(dòng)態(tài)范圍
　　3簡化離子通道
　　4改善碰撞效率
　　5增加高質(zhì)量范圍
　　6降低價(jià)格
　　隨著MS-MS技術(shù)在應(yīng)用領(lǐng)域的深入，MS-MS儀器將會(huì)有更大的進(jìn)展，并成為質(zhì)譜學(xué)研究的主要工具。
MS-MS聯(lián)用儀的結(jié)構(gòu)
根據(jù)MS-MS 儀的原理，可以把它分為三個(gè)組成部分，即質(zhì)量分離用的MS ，碰撞活化離解室，以及質(zhì)譜檢測用的MS ，現(xiàn)分別敘述。
a ．質(zhì)量分離用的MS 
　�。╝）扇形場質(zhì)譜儀的質(zhì)量分離
　　①磁場分離（B）
頻閃儀| 測高儀| 測距儀| 金屬探測器| 試驗(yàn)機(jī)| 扭力計(jì)| 流速儀| 粗糙度儀| 流量計(jì)| 平衡儀|
式中，V 為加速電壓；rm為磁場偏轉(zhuǎn)半徑；H 為磁場強(qiáng)度。
　　保持V和rm不變，則，即改變磁場強(qiáng)度，可獲得不同質(zhì)量的離子、達(dá)到了質(zhì)量分離的目的。改變上述公式的表達(dá)形式，，mv為動(dòng)量。若保持H 不變，則意味著磁場的分離作用實(shí)質(zhì)上是對動(dòng)量的選擇。
　�、陔妶龇蛛x（E）

　　式中E 為靜電場電壓。當(dāng)re （電場偏轉(zhuǎn)半徑）保持不變時(shí)E 和V 成正比。這說明不同能量的離子將要求不同的E 值。掃描電場則獲得不同能量的離子。改變上述公式，

　　若保持E 不變，則re與mv2成正比，這意味著E 的分離是對動(dòng)能的選擇。
　　實(shí)際上在碰撞活化的MS-MS 儀中，作為質(zhì)量分離的MS 裝置通常是B 或者EB 。前者為低分辨的質(zhì)量選擇，后者E 和B 的組合構(gòu)成高分辨的質(zhì)量選擇。在研究亞穩(wěn)離子時(shí)，則使用E 作為分離用的MS 裝置。
　�。╞）四極桿質(zhì)譜儀的質(zhì)量分離
　　按照Mathieu方程式，式中，V 為直流電壓；U 為射頻電壓；ω為角頻率；r0為四極桿的場半徑；m 為離子質(zhì)量。a 和q 為穩(wěn)定圖中的設(shè)定值，使該離子落入穩(wěn)定區(qū)而能通過四極桿進(jìn)入收集器，其它離子則依不穩(wěn)定狀態(tài)碰撞到四極桿且電荷被中和。四極桿實(shí)際工作時(shí)保持a / q 為一常數(shù)，掃描V（同時(shí)也掃描U ) ，由此達(dá)到線性的質(zhì)量選擇。
　�。╟）飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的質(zhì)量分離

式中，t 為離子的飛行時(shí)間；m 為離子質(zhì)量。利用收集不同的飛行時(shí)間，獲得不同的離子質(zhì)量。
b ．碰撞活化離解室
　　顧名思義，碰撞活化離解室是運(yùn)動(dòng)的離子與中性惰性氣體進(jìn)行碰撞，繼而發(fā)生碰撞活化離解的區(qū)域。碰撞室有二種結(jié)構(gòu)，一種是氣密性的結(jié)構(gòu)，保持入口和出口處小的口徑；另一種是開放式，使用碰撞氣的噴嘴和高效的抽氣系統(tǒng)以維持碰撞室的壓力。
　　（a）離子活化的方法
　　下表列出了各種離子活化的方法。常用的離子活化方法為碰撞活化分解，但是誘導(dǎo)碰撞僅是比較粗略地控制能量，而且碰撞所轉(zhuǎn)化的內(nèi)能對生物大分子的某些類型的反應(yīng)還不夠，即使是高能碰撞。另外，碰撞氣的引入也是導(dǎo)致分辨率降低的原因。為此人們尋找新的離子活化方法。在表面誘導(dǎo)分解時(shí)，碰撞靶是一個(gè)固體表面，它傳遞給離子的能量是限定的，即能量分布窄，因而易于控制轉(zhuǎn)化的內(nèi)能，由此可區(qū)分難以區(qū)別的異構(gòu)體。轉(zhuǎn)化的內(nèi)能可達(dá)30eV，一些難以離解的反應(yīng)也能發(fā)生。光子活化分解是通過光的能量和波長來影響的。離子被賦予的內(nèi)能分布窄并具有較多的轉(zhuǎn)化內(nèi)能，因而能控制離解反應(yīng)并給出更多的信息。



　�。╞）碰撞活化效率（A0）
　　碰撞活化效率是指入射母離子的份額與作為子離子被收集的份額之比，它包括了離解效率（Af）和收集效率（Ac）。通常認(rèn)為：

以∑F 表示發(fā)生碰撞離解產(chǎn)生的所有碎片總豐度，P0為碰撞室入口處母離子的豐度，P為碰撞室出口處母離子的豐度，則：

故A0=Af×Ac。
　�。╟）高低能碰撞的差異
　　下表中歸納了高能碰撞與低能碰撞之間的差異，反映了各自的特色。



c ．質(zhì)譜檢測用的MS 
　　質(zhì)譜檢測用的裝置是與質(zhì)量分離的MS 裝置相同。往往兩者相配合，如前者選擇一個(gè)特定質(zhì)量的離子，后者可以掃描一個(gè)譜圖；前者掃描一個(gè)譜圖，后者可固定一個(gè)質(zhì)量窗口收集某一特定離子。當(dāng)然還有其它模式，但可以把它簡化為二個(gè)質(zhì)譜儀通過碰撞活化離解室將它們連系起來，構(gòu)成MS-MS。依此類推，形成MSn。
　　上述均涉及空間串聯(lián)的MS-MS 儀。就時(shí)間串聯(lián)的MS-MS 儀，其結(jié)構(gòu)要簡單得多。由于碰撞活化，質(zhì)量的分離和檢測均在一個(gè)空間中發(fā)生，只是在時(shí)間尺度上達(dá)到MS-MS 的串聯(lián)。