二手質譜儀是一種用于分析物質成分和結構的精密科學儀器,在化學、物理學、生物學、環境科學等眾多領域發揮著關鍵作用。其工作原理基于對帶電粒子在電磁場中運動行為的精確測量。樣品首先被離子化,轉化為帶電離子。這些離子在電場中被加速,隨后進入磁場。在磁場作用下,離子會發生偏轉,不同質荷比(離子質量與電荷數之比)的離子偏轉程度不同,從而在檢測器上形成特定的信號分布,即質譜圖。通過分析質譜圖上各峰的位置、強度等信息,就能確定樣品中不同成分的分子量、結構以及相對含量。
二手質譜儀其主要作用可概括為以下幾個方面:
1、確定物質的相對分子質量
質譜儀能通過離子的質荷比信號,直接給出物質的分子量信息。例如,在有機化學中,可通過質譜圖中的分子離子峰(M?)快速確定化合物的相對分子質量,為未知物的結構鑒定提供關鍵依據。
對于大分子物質(如蛋白質、多肽),通過軟電離技術(如電噴霧電離ESI、基質輔助激光解吸電離MALDI),可測得其準確分子量,助力生物大分子的表征。
2、分析物質的化學組成與結構
成分定性分析:通過質譜圖中特征離子的質荷比,結合數據庫檢索(如NIST質譜庫),可確定樣品中含有的元素、官能團或化合物種類。例如,環境檢測中可通過質譜識別水中的污染物(如農藥殘留、重金屬離子)。
結構解析:質譜圖中的碎片離子峰反映了分子的斷裂方式,結合碎片規律可推斷化合物的分子結構。例如,在藥物研發中,通過分析藥物代謝產物的質譜碎片,可明確代謝路徑和產物結構。
3、定量分析物質含量
基于“離子信號強度與物質濃度成正比”的原理,質譜儀可對樣品中目標成分進行定量分析。結合色譜(如氣相色譜GC、液相色譜LC)聯用技術(如GC-MS、LC-MS),能實現復雜樣品中微量成分的精準定量(檢測限可達ppb甚至ppt級別)。
應用場景包括:食品中添加劑或毒素的含量檢測、血液中藥物濃度監測、環境中污染物的含量分析等。
4、研究物質的同位素組成
質譜儀可精確測量不同同位素的質荷比差異,從而分析物質中同位素的豐度比。例如:
在地質學中,通過測量碳同位素(¹²C/¹³C)、氧同位素(¹?O/¹?O)的比例,可推斷巖石或化石的形成年代、古環境溫度等。
在生物學中,利用穩定同位素標記(如¹?N標記氨基酸),通過質譜追蹤物質在生物體內的代謝路徑。
5、表征生物大分子的特性
在生命科學領域,質譜儀是蛋白質組學、代謝組學研究的核心工具:
可鑒定蛋白質的氨基酸序列(通過肽段質譜分析)、翻譯后修飾(如磷酸化、糖基化),揭示蛋白質的功能與調控機制。
分析生物樣本(如血液、尿液)中的代謝物組成,尋找疾病標志物(如癌癥早期診斷的潛在指標)。
6、環境與安全檢測
快速篩查環境中的有毒有害物質,如大氣中的揮發性有機物(VOCs)、水中的持久性有機污染物(POPs)、土壤中的重金屬等。
在安檢領域,可用于檢測爆炸物、毒等違禁品的特征離子,實現快速識別(如機場、車站的痕量物質檢測)。
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