四極質(zhì)譜分析儀是一種重要的分析儀器,廣泛應(yīng)用于化學(xué)、藥學(xué)、環(huán)境科學(xué)以及材料科學(xué)等領(lǐng)域。它通過高效分離和檢測離子,對樣品進(jìn)行成分分析和結(jié)構(gòu)鑒定。

四極質(zhì)譜的基本原理:
1.樣品電離:
樣品通過氣相、液相或固相電離,生成帶電粒子(離子)。常用的電離方式有電子轟擊電離(EI)、化學(xué)電離(CI)、電噴霧電離(ESI)、基質(zhì)輔助激光解析電離(MALDI)等。
2.離子加速:
離子在高壓電場的作用下被加速至高能狀態(tài),便于后續(xù)的分離和檢測。
3.離子分離:
四極質(zhì)譜的核心部分是四極桿(Quadrupole),它由四根平行的圓柱形電極組成。通過對電極施加直流電壓和交變高頻電壓,能夠動態(tài)控制離子的穩(wěn)定性。只有符合特定質(zhì)荷比的離子才能在四極桿中穩(wěn)定飛行并最終達(dá)到檢測器。
4.離子檢測:
分離后的離子被引導(dǎo)至檢測器,一般使用電子倍增器或離子計,最終轉(zhuǎn)換為電信號,記錄離子的強(qiáng)度和質(zhì)荷比。
1.樣品準(zhǔn)備:根據(jù)分析目的選擇合適的樣品,進(jìn)行必要的前處理。
2.樣品引入:將樣品通過引入系統(tǒng)送入電離源。
3.電離和加速:樣品在電離源中被電離后,帶電離子被加速至高速。
4.離子分離:高能離子進(jìn)入四極桿,經(jīng)過電場的分離,選定特定的質(zhì)荷比離子。
5.離子檢測:分離后的離子進(jìn)入檢測器,轉(zhuǎn)化為電信號。
6.數(shù)據(jù)分析:通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)生成質(zhì)譜圖,進(jìn)行定量分析和定性識別。
四極質(zhì)譜分析儀的應(yīng)用領(lǐng)域:
1.化學(xué)分析:
在化學(xué)領(lǐng)域,用于分子量測定、化合物鑒定、結(jié)構(gòu)解析等,幫助化學(xué)家理解復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)和物質(zhì)的組成。
2.藥物分析:
藥物研發(fā)過程中,用于藥物成分分析、代謝物檢測及藥物動力學(xué)研究,以確保藥物安全性和有效性。
3.環(huán)境監(jiān)測:
能夠檢測環(huán)境樣品中的污染物及其濃度,如水體、土壤和空氣中的有毒有害物質(zhì)。
4.食品安全:
在食品行業(yè),用于檢測食品中殘留的農(nóng)藥、添加劑及其他有害物質(zhì),以確保食品安全。
5.生物醫(yī)學(xué):
在生物醫(yī)學(xué)研究中,用于蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)研究,揭示生物過程及疾病機(jī)制。