新型飞行时间质谱离子移除装置的研制

本文介绍了一种用于飞行时间质谱离子检测器选择性移除非目标检测离子的脉冲电场装置。通过调节脉冲电压时序、优化脉冲电压值,实现对非目标检测离子的有效移除,使离子选择性地进入离子检测器,减少离子检测器的消耗,延长其使用寿命。结果表明,除了由脉冲上升沿和下降沿引起的质谱信号振荡对相邻飞行时间区域内的离子产生一定的影响外,该装置和方法可以选择性地、有效地移除非目标检测离子,以减少MCP离子检测器的消耗,延长其使用寿命,为飞行时间质谱非目标离子的移除提供一种简单、可行的方法。     

小型飞行时间质谱装置的构建

飞行时间质谱仪（TOF MS）在准确度、分辨率、灵敏度、质量上限、分析速度等方面具有优势,在生命科学等领域发挥着重要作用。目前商用飞行时间质谱仪已经比较成熟,但仪器尺寸普遍较大,且价格昂贵,维护困难;而小型仪器则面临分辨率较低等问题。提高小型飞行时间质谱仪的分辨率,降低购置成本和维护成本,对于飞行时间质谱仪的大范围推广有着重要意义。本工作构建了一套分辨率较高的小型飞行时间质谱装置,包括真空系统、离子源、锥孔、引出加速及偏转模块、离子反射镜模块、探测器模块、电路系统等。该仪器主体尺寸较小（0.5 m×0.5 m×0.7 m）,飞行管长度仅0.25 m。由于采用了模块化设计思路,各个模块之间独立封装,仪器的维护、升级工作简单易行。该仪器的关键模块采用创新设计,使得在m/z 2 000处分辨率可达4 200。     

咪唑类物质的气溶胶飞行时间质谱研究

使用气溶胶激光飞行时间质谱（AL-TOF MS）和基于同步辐射光源的热解吸/可调谐真空紫外飞行时间光电离气溶胶质谱（TD-VUV-TOF-PIA MS）对7种咪唑类物质（咪唑、咪唑-2-甲醛、2-甲基咪唑、4-甲基咪唑、1-乙基咪唑、2-乙基咪唑、1-正丁基咪唑）进行分析,获得了每种样品在2种不同电离方式下的指纹图谱。前者主要获得这些样品物质的碎片峰信息,后者则主要获得含有完整母体峰的质谱信息。用上述标准样品的指纹图谱对乙二醛-硫酸铵溶液喷雾产生二次有机气溶胶（SOA）的质谱进行识别。通过咪唑样品的AL-TOF MS特征峰组合,可以解析出乙二醛与硫酸铵经水相反应生成咪唑类物质。由TD-VUV-TOF-PIA MS获得的咪唑样品在不同光子能量下的质谱特征,可以确认上述水相反应生成的咪唑类物质中含有咪唑与咪唑-2-甲醛。这两种方法互为补充,可为准确评估SOA水相形成贡献,以及完善气溶胶模式模拟提供数据支持。     

国产高分辨飞行时间质谱仪在药物分子结构鉴定中的应用

为了考察自主研发的API-TOF MS 10000电喷雾高分辨飞行时间质谱仪（ESI-TOF MS）对离子准确质量数测定的准确性及其在新药研发中的应用前景,采用该仪器对新药研发中涉及的291个天然产物及合成物进行质谱分析。以三氟乙酸钠为内标物进行仪器质量轴校准,将测试得到的目标离子准确质量数与理论准确质量数对比,计算两者的相对误差。结果表明：248个样品的分子质量测试结果与预期一致;对其中202个样品进行高分辨质谱测试,所得实验值与理论准确质量数之间的相对误差均小于5×10^-6;与预期不一致的实验结果提示样品的结构解析有误,并得到了其他波谱数据的验证。采用API-TOF MS 10000和美国AB Sciex公司的QSIAR Elite型Q/TOF MS对抗癌药物马来酸阿法替尼和降糖药利格列汀杂质进行质谱分析。结果表明,自主研发的API-TOF MS 10000与国际同类仪器对药物分子准确质量数的测试结果无明显差异,可以提供化合物准确的分子质量和分子式信息,是新药研发中药物分子结构解析的有力工具。     

飞行时间质谱分析技术的发展

介绍了飞行时间质谱的基本原理和性能特点，回顾了飞行时间质谱技术和仪器的发展历史与应用进展，并对这一技术的应用前景做了预测．     

气溶胶飞行时间质谱仪单颗粒质谱偏移问题及其纠正算法

在单颗粒气溶胶质谱分析中,不同颗粒质谱图之间发生质谱偏移,谱峰质量数难以准确测定的现象已经被多次观察到。这种现象的存在使得应用单一的校准参数校准质谱图时,产生质谱峰辨认的不确定性。不同颗粒质谱图之间最大的偏移取决于电离激光光斑的大小。当校准参数不准确时,某质谱峰偏离正确m/z值的大小与该质谱峰的质量数呈线性相关。从理论上证明了这种偏移产生于颗粒物在激光光斑内电离位置的不同。为解决单一校准参数带来的不可避免的误差,提出了一种可编程的算法来自动找出每个颗粒物质谱的最优校准参数,以实现单颗粒质谱图的准确的质量校准。     

用于低质荷比离子传输的射频四极杆导向装置的研制

离子传输系统是质谱仪的重要组成部分,主要作用是将离子高效率地传输到质量分析器。本工作研制了一种用于质子转移反应飞行时间质谱（PTR-TOF MS）系统的射频四极杆离子导向装置,四极杆长80 mm,杆半径2.6 mm,内切圆半径2.25 mm,该装置可针对性地实现低质荷比挥发性有机化合物（VOCs）离子的聚焦传输。利用SIMION 8.1离子光学模拟平台对装置的运行环境进行仿真,然后在自行搭建的测试平台上对装置的工作条件,如气压、频率和电压幅值进行测试。结果表明,仿真和测试结果具有较好的一致性,装置的工作气压范围较宽,在0.2~0.3 Pa时的传输效率最高;当频率为3~4 MHz,电压幅值（V_p-p）为500 V左右时,对丙酮、甲苯等低质荷比VOCs（相似文献   

基质辅助激光解吸飞行时间质谱及毛细管电泳对基因工程产品─重组人表皮生长因子的质量控制研究

本文应用基质辅助激光解吸飞行时间质谱（ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ－ＭＳ）测定基因工程产品一重组人表皮生长因子（ｒｈＥＧＦ）的分子量，用毛细管电泳仪测定了其纯度，并得到用Ｇｌｕ－蛋白酶切后ｒｈＥＧＦ的质量肽图，其中８１％的肽段与理论值相符，无规则裂解只占８％。由此建立了一种对基因工程产品进行质量控制及研究蛋白质一级结构的新方法，此方法快速、简便，灵敏度极高，相对误差小于０．５％。     

符合飞行时间质谱技术与应用

介绍了合肥国家同步辐射实验室(NSRL)光化学实验站用于研究原子、分子结构及离子-分子反应的阈值光电子-光离子符合(TPEPICO)技术的实验装置。给出了用该技术获得的一些分子的符合飞行时间质谱(TOFMS)、阈值光电子-光离子符合谱(TPEPICOS)及光电离效率谱(PIES)。     

铜合金表面元素的飞行时间二次离子质谱微区原位分析

铜合金中含有Pb、Sn、Zn、Ni等元素,其分布和相对含量对铜合金的性能具有重要影响。本工作采用飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）法对铜合金标准样品GBW02137和GBW02140的表面进行了微区原位分析;采用束斑直径约5 μm的一次离子束轰击500 μm×500 μm区域内的混合固体合金样品,实现了Cu、Pb、Ni、Sn和Zn元素的表面成像,并测量了各元素在铜合金样品表面的分布情况;利用标样校准法对GBW02137、GBW02140中的⁶⁴Zn/¹²⁰Sn、²⁰⁸Pb/¹²⁰Sn值进行相对含量分析。实验结果表明：TOF-SIMS法可用于铜合金中Cu、Pb、Ni、Sn和Zn等元素的表面成像和相对含量测定;采用标样校准法进行相对含量分析时,测得的⁶⁴Zn/¹²⁰Sn相对误差小于5.1%,RSD优于2.5%,²⁰⁸Pb/¹²⁰Sn的测量相对误差较大,接近27%,但其RSD仍低于5%。     

MIR-TOF-MS在多肽分析中的应用

应用实验室研制成功的高分辨飞行时间质谱仪的分子离子反应器 ( Molecular ion reactor,MIR)接口来分析多肽结构和获得相关信息。实验结果表明 :MIR能够有效地破碎多肽 ,得到准确的碎片信息 ,是一种理想的多肽结构分析技术。     

新型环状聚酰亚胺齐聚物的基质辅

通过两步法以苯均四酸二酐和芳香二胺单体合成了芳香环状聚酰亚胺,并且用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术对其结构进行表征。以1,8,9-蒽三酚为基质,二甲基甲酰胺为溶剂,正离子方式记录谱图,谱图中可以观测到环状齐聚物的氢、钠、钾三组加合分子离子峰。质谱数据表明:环状聚酰胺酸室温放置时,部分三聚体转化为二聚体,可提高环状二聚体的收率。     

气相色谱-高分辨飞行时间质谱法测定大气中六氯苯的氯同位素丰度比值

为了探索用同位素丰度比值指纹表征大气中有机氯污染物降解现象的可行性,采用气相色谱-高分辨飞行时间质谱法（GC-HR-TOF MS）测定天津市工业区(塘沽,汉沽)与远郊区（于桥）大气污染物六氯苯的氯同位素丰度比值（³⁷Cl/³⁵Cl）。实验数据表明,氯同位素丰度比值的测量精度RSD为2‰~5‰;工业区汉沽、塘沽六氯苯的氯同位素丰度比值分别为0.320 7±0.000 8、0.319 3±0.001 6,远郊区于桥的比值为0.323 9±0.000 8;随着污染物浓度的下降（距离污染源渐远）,六氯苯的氯同位素丰度比值有上升的趋势,符合理论预期,这可以归因于六氯苯伴随大气传输过程发生了化学降解现象。本方法可用于大气中有机氯污染物（如六氯苯）的氯同位素丰度比值的测定,并有望用于研究有机氯污染物的降解等环境过程。     

自动富集-单光子电离质谱在线测量氯酚的研究

氯酚类化合物是垃圾焚烧所产生的二噁英前生体之一,对二噁英的浓度有很好的指示作用。针对气相中氯酚类二噁英前生体的在线连续监测,自行研制了全自动富集进样-单光子电离-反射式飞行时间质谱仪。为实现低浓度氯酚的检测,设计了全自动的富集进样系统,利用3根阵列式Tenax TA吸附管,结合全自动控制的高温电磁阀,实现了气体样品连续自动的“富集 热解析-质谱进样”。研制的反射式单光子电离-飞行时间质谱仪采用10.6 eV真空紫外灯作为光电离源,对气体样品分子进行软电离,避免了碎片离子的产生,所获得的样品分子离子经反射式飞行时间质量分析器完成检测,仪器分辨率达到3 000（m/z 78）。以3种典型的二噁英前生体氯酚类化合物（邻氯苯酚、2,4-二氯苯酚、2,4,6-三氯苯酚）为检测对象,对该仪器性能进行考察。富集进样系统对3种氯酚类化合物的富集倍数分别达到60、249、503,检测限分别达到66、120、125 pg/L,动态线性范围分别为166 pg/L~16.6 ng/L、210 pg/L~21 ng/L、255 pg/L~25.5 ng/L。这些研究结果为今后开展垃圾焚烧烟气中二噁英的现场连续监测工作奠定了基础。     

飞行时间二次离子质谱在生物材料和生命科学中的应用(下)

随着仪器性能的不断提高,飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)在材料表面化学分析中起着越来越重要的作用。TOF-SIMS的主要测试功能包括表面质谱、化学成像及深度剖析,本工作对TOF-SIMS的化学成像及深度剖析2种功能在生物材料和生命科学中的应用做了简单综述,重点介绍了TOF-SIMS成像技术在生物芯片制备工艺中的应用和TOF-SIMS成像和深度剖析技术对生物分子在细胞和生物体组织上空间分布的表征方法;另外,对生物样品的低温制备方法,样品表面添加基质以增强信号强度的实验手段,使用团簇一次离子源提高分子二次离子产额和利用对样品损伤小的C60离子源为轰击源做深度剖析等实验做了简单的介绍;最后,对TOF-SIMS在生物生命材料领域的应用做了展望。     

高功率激光电离飞行时间质谱技术

对于传统的高功率激光质谱存在的关键问题,如离子动能分散、多价离子和多原子离子干扰、基体效应和分馏效应等,高功率激光电离飞行时间质谱(LI-TOF MS)通过仪器结构设计及实验条件的优化等可以很好地解决。目前,LI-TOF MS的应用包括地质和金属样品中元素的定性和无标样半定量分析、非金属元素的测定、元素表面成像分析和薄层的深度剖析、液体残渣分析、复杂生物材料中元素组成的确定,甚至对于有机金属化合物也可以同时获得分子、碎片和元素信息。本工作综述了LI-TOF MS技术的发展历程,分析了其在不同领域中的优势,并对其应用领域拓展的新方向和仪器的改进目标进行了展望。