上海
GC-MS测试原理（四）
上一期我们讲的是气相色谱的类型，这一期我们接着讲后续的质谱的主要类型，在讲质谱原理的时候我们已经讲过了质谱的工作原理实际上是把分子转化为离子之后，通过测试离子的物理性能导出质核比从而得到分子质量的，因此质谱也有2个核心部件。
1）离子源；
2）质量分析器；
今天我们也按照这个2个核心部件的类型来讲讲质谱的类型
01离子源
离子源顾名思义，就是把分子进行离子化的装置。之前我们有提到过一种离子源：EI源：电子轰击离子源；实际上离子源的类型很多，一些常见的离子源如下：
电轰击电离（EI）：使用一定能量的电子直接轰击样品分子使其电离，电子的能量越高得到的碎片越散，一般来说常用的是70eV电子。
化学电离（CI）：使用试剂气体例如甲烷等，与目标分子直接作用后产生离子，这样得到的样品碎片较少。
电喷雾电离（ESI）：电喷雾电离采用强静电场（3-5KV），形成高电荷电雾状小液滴，经过反复的溶剂挥发-液滴裂分后，产生单个多电荷离子，电离过程中，产生多重质子化离子。这种得到的较多为分子离子峰。得到的碎片峰也很少。常见在液相中使用。
激光解吸/电离（MALDI）:首先需要引入一种基质，这种基质容易与激光发生反应，利用基质的辅助，将目标物质电离，这种办法常见于生物大分子使用。以上常见电离源我们再列个表格：
常见电离源
02质量分析器
上面是离子源，那么下面我们介绍一下质量分析器的类型，之前我们讲质谱原理的时候已经讲过四级杆质量分析器的原理了，这里不再重复，我们讲下一个，飞行时间质谱（TOF）飞行时间质谱（TOF）的原理其实非常简单，就和赛跑一样，100m跑跑得快的先到，跑得慢的后到，我们根据不同离子跑动相同的距离使用的时间就对不同的离子做区分，那么我们又是怎么做更详细的判断呢？首先通过离子源，我们得到的离子基本上可以认为都带一个电荷，当我们给它们施加一样的电场，因为电场产生的力是针对电荷的，电荷都是一个，电场强度相同，那么所受到的力也是一样的，这个时候就是速度和路程的关系了。质量重的必然跑得慢；质量轻的就会跑得快。我们还是用之前的100m赛跑来比喻，只是现在选手们不是自己跑，都坐在同样的滑板车上，起跑的时候由机器用一样大的力推出，选手不能做任何动作，这个时候他们到达终点的时间肯定就取决于他们自己的体重了对不对？飞行时间质谱就是这么简单的原理，和之前的四级杆比较，四级杆是给定不断变化的电场选择质量，TOF是给定形同的电场看时间。同时因为飞行时间可以做得非常精准，因此通过飞行时间计算出来的质量是可以精确到小数点后5位置数的，因此飞行时间质谱也叫高分辨质谱。其实大部分的质量分析器不管原理如何，核心还是得到质核比，通常情况根据使用目的就可以大致的分成2种：低分辨质谱：精确度为小数点后一位；常见单四级杆质谱，用于GC-MS分析小分子物质比较常用。高分辨质谱：一般精确到小数点后5位；常见于分子量较大的物质的解析核结构定性分析。那么有一个思考题：为什么高分辨质谱可以用于结构定性分析？我们可以仔细看看：其实对于一个元素来说；我们常用的分子量并不是真实的，例如P元素，我们一般就按照31计算，实际上没啥问题。但是仔细去查就会知道，P元素的真实分子量应该是：30.973762；并不是31；在小分子里面这种累积不会明显，但是在大分子里面每一个分子都按照精确质量来计算的时候，这种时候得出的元素信息就是唯一的了。大家可以自己仔细推敲一下，即使不是唯一也基本上少到可以分析的局面了，再结合二级质谱看看二级碎片的高分辨，基本上物质的结构就能被分析出来，因此高分辨质谱的优势就在此。其实对于质谱仪来说核心的组合成就是离子源和质量分析器，对于实际多种多样的运用都是这些核心部件的排列组合。
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