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质谱是怎样做到定量的?

导读: 任何定量分析方法都需要建立实验测量信号与待分析物的量的关系。很幸运的是,在质谱中,通常也可以建立这样的关系,因此质谱信号是可以用于定量的。既然问题是“质谱是怎样做到定量的?”,我们不妨把质谱信号的产生按时间顺序粗略分为三个步骤,即离子的产生,传输与检测。

  定量指的是待分析物的含量质谱可以通过分子量信息定性(结构)。

  1. 质谱信号强度与待分析物含量的关系

  任何定量分析方法都需要建立实验测量信号与待分析物的量的关系。很幸运的是,在质谱中,通常也可以建立这样的关系,因此质谱信号是可以用于定量的。

  既然问题是“质谱是怎样做到定量的?”,我们不妨把质谱信号的产生按时间顺序粗略分为三个步骤,即离子的产生,传输与检测。

  产生离子时,不同样品分子的电离通常是相互独立的。因此样品量越多,其产生的离子也就越多。目前常用的各种离子化方法(EI、ICP、ESI、MALDI等)在实验中(严格来说仅在一定浓度范围内——术语是动态范围,dynamic range)都至少满足样品量与产生离子量的正相关,一般情况下也可以进一步近似成线性相关。

  传输离子时,简单来说可以认为传输效率与被传输离子的量无关;(严格地说,被传输的离子太多时,相同电荷的互相排斥会造成离子束的“体积”变大,导致传输效率下降。这种影响在空间有限的离子阱中表现得更加明显,因此在离子阱质谱中一个重要的技术就是适当控制进入仪器的离子数量,使其既不太少也不太多。)

  检测离子时,不论是使用光电倍增管的检测器,还是检测镜像电流的检测器(ICR/Oribtrap),其信号强度(在一定范围内)均与离子数量大致线性相关。

  我们看到的质谱图常用相对强度作为纵坐标,即0-100%最强峰,而不展示信号的绝对强度。但在做质谱的时候,仪器记录的当然是绝对强度(相对强度也是通过绝对强度换算出来的)。我们需要用绝对强度来定量时,就需要这部分平时不常看的信息了。

  另外,在谈到色谱-质谱联用方法时,待分析物与实验测量信号的关系之中又多了一层色谱,即待分析物含量->色谱流出物中样品含量->质谱信号。与EI谱图分析以相对强度为主不同,在色谱-质谱联用时,信号的绝对强度就成了我们天天都要关心的内容,因为质谱信号强度随时间的变化就是实验的色谱图,通常以总离子强度或者某一特定质荷比离子的强度作图。

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