二手質(zhì)譜儀是一種用于分析物質(zhì)成分和結構的精密科學儀器,在化學、物理學、生物學、環(huán)境科學等眾多領域發(fā)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(fā)生偏轉,不同質(zhì)荷比(離子質(zhì)量與電荷數(shù)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(zhì)譜圖。通過分析質(zhì)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(zhì)譜儀其主要作用可概括為以下幾個方面:
1、確定物質(zhì)的相對分子質(zhì)量
質(zhì)譜儀能通過離子的質(zhì)荷比信號,直接給出物質(zhì)的分子量信息。例如,在有機化學中,可通過質(zhì)譜圖中的分子離子峰(M?)快速確定化合物的相對分子質(zhì)量,為未知物的結構鑒定提供關鍵依據(jù)。
對于大分子物質(zhì)(如蛋白質(zhì)、多肽),通過軟電離技術(如電噴霧電離ESI、基質(zhì)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(zhì)的化學組成與結構
成分定性分析:通過質(zhì)譜圖中特征離子的質(zhì)荷比,結合數(shù)據(jù)庫檢索(如NIST質(zhì)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(huán)境檢測中可通過質(zhì)譜識別水中的污染物(如農(nóng)藥殘留、重金屬離子)。
結構解析:質(zhì)譜圖中的碎片離子峰反映了分子的斷裂方式,結合碎片規(guī)律可推斷化合物的分子結構。例如,在藥物研發(fā)中,通過分析藥物代謝產(chǎn)物的質(zhì)譜碎片,可明確代謝路徑和產(chǎn)物結構。
3、定量分析物質(zhì)含量
基于“離子信號強度與物質(zhì)濃度成正比”的原理,質(zhì)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(lián)用技術(如GC-MS、LC-MS),能實現(xiàn)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(jiān)測、環(huán)境中污染物的含量分析等。
4、研究物質(zhì)的同位素組成
質(zhì)譜儀可精確測量不同同位素的質(zhì)荷比差異,從而分析物質(zhì)中同位素的豐度比。例如:
在地質(zhì)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(huán)境溫度等。
在生物學中,利用穩(wěn)定同位素標記(如¹?N標記氨基酸),通過質(zhì)譜追蹤物質(zhì)在生物體內(nèi)的代謝路徑。
5、表征生物大分子的特性
在生命科學領域,質(zhì)譜儀是蛋白質(zhì)組學、代謝組學研究的核心工具:
可鑒定蛋白質(zhì)的氨基酸序列(通過肽段質(zhì)譜分析)、翻譯后修飾(如磷酸化、糖基化),揭示蛋白質(zhì)的功能與調(diào)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(huán)境與安全檢測
快速篩查環(huán)境中的有毒有害物質(zhì),如大氣中的揮發(fā)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(xiàn)快速識別(如機場、車站的痕量物質(zhì)檢測)。
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