三、质量分析器

质量范围和分辨率是质量分析器的两个主要性能指标。质量范围指质量分析器所能测定的质荷比的范围；分辨率表示质量分析器分辨相邻的、质量差异很小的峰的能力。虽然不同类型的质量分析器对分辨率的具体定义存在差异，但高分辨质谱仪通常指其质量分析器的分辨率＞10⁴。

1．扇形磁场分析器 离子源中产生的离子经加速电压(V)加速，聚焦进入扇形磁场(磁场强度为B)。在磁场的作用下，不同质荷比的离子发生偏转，按各自的曲率半径(r)运动。

m/z=B²r²/2V                            (式23-1)

改变磁场强度，可以使不同质荷比的离子具有相同的运动曲率半径(r)，进而通过狭缝出口，达到检测器。

扇形磁场分析器可以检测分子质量高达15000D的单电荷离子。当与静电场分析器结合、构成双聚焦扇形磁场分析器时，分辨率可达到10⁵。

2．四极杆分析器 分析器由4根平行排列的金属杆状电极组成。直流电压(DC)和射频电压(RF)分别作用于电极上，形成了高频振荡电场(四极场)。在特定的直流电压和射频电压条件下，一定质荷比的离子可以稳定地穿过四极场，到达检测器。改变直流电压和射频电压大小，但维持它们的比值恒定，可以实现质谱扫描。

四极杆分析器可检测的质量上限通常是4000D，分辨率约为10³。

3．离子阱分析器四极离子阱(QIT)由两个端盖电极和位于它们之间的环电极组成。端盖电极处在地电位，而环电极上施加射频电压(RF)，以形成三维四极场。选择适当的射频电压，四极场可以储存质荷比大于某特定值的所有离子。采用“质量选择不稳定性”模式，提高射频电压值，可以将离子按质量从高到低依次射出离子阱。挥发性待测化合物的离子化和质量分析可以在同一四极场内完成。通过设定时间序列，单个四极离子阱可以实现多级质谱(MSn)的功能。

线性离子阱(LIT)是二维四极离子阱，结构上等同于四极质量分析器，但操作模式与三维离子阱相似。线性离子阱具有更好的离子储存效率和储存容量、可改善的离子喷射效率及更快的扫描速度和较高的检测灵敏度。

离子阱分析器与四极杆分析器具有相近的质量上限及分辨率。

4．飞行时间分析器(TOF)具有相同动能、不同质量的离子，因飞行速度不同而实现分离。当飞行距离一定时，离子飞行需要的时间与质荷比的平方根成正比，质量小的离子在较短的时间内到达检测器。为了测定飞行时间，将离子以不连续的组引入质量分析器，以明确起始飞行时间。离子组可以由脉冲式离子化(如基质辅助激光解吸离子化)产生，也可通过门控系统将连续产生的离子流在给定时间引入飞行管。

飞行时间分析器的质量分析上限约1.5万D，离子传输效率高(尤其是谱图获取速度快)，质量分辨率>10⁴。

5．离子回旋共振分析器(ICR)在高真空(约10^-7 Pa)状态下，离子在超导磁场中做回旋运动，运行轨道随着共振交变电场而改变。当交变电场的频率和离子回旋的频率相同时，离子被稳定加速，轨道的半径越来越大，动能不断增加。关闭交变电场，轨道上的离子在电极上产生交变的像电流。利用计算机进行傅里叶变换，将像电流信号转换为频谱信号，获得质谱。

待测化合物的离子化和质量分析可以在同一分析器内完成。离子回旋共振分析器的质量分析上限>10⁴D，分辨率高达10⁶，质荷比测定精确到千分之一，可以进行多级质谱(NSⁿ)分析。

6. 串联质谱(MS-MS)串联质谱是时间上或空间上两级以上质量分析的结合，测定第一级质量分析器中的前体离子(precursor ion)与第二级质量分析器中的产物离子(production scan)之间的质量关系。多级质谱实验常以MSⁿ表示。

(1)产物离子扫描(product-ion scan)：在第一级质量分析器中选择某m/z 的离子作为前体离子，测定该离子在第二级质量分析器中、一定的质量范围内所有碎片离子(产物离子)的质荷比与相对强度，获得该前体离子的质谱。

(2)前体离子扫描(precursor-ion scan)：在第二级质量分析器中选择某m/z 的产物离子，测定在第一级质量分析器中、一定的质量范围内所有能产生该碎片离子的前体离子。

(3)中性丢失扫描(neutral-loss scan)：以恒定的质量差异，在一定的质量范围内同时测定第一、第二级质量分析器中的所有前体离子和产物离子，以发现能产生特定中性碎片(如CO₂)丢失的化合物或同系物。

(4)选择反应检测(selected-reaction monitoring, SRM)：选择第一级质量分析器中的某前体离子(m/z)₁,测定该离子在第二级质量分析器中的特定产物离子(m/z)₂的强度，以定量分析复杂混合物中的低浓度待测化合物。

(5)多反应检测(multiple-reaction monitoring, MRM)：是指同时检测两对及两对以上的前体离子一产物离子。

四、检测器

质谱检测器较常用的为电子倍增管、离子计数器及感应电荷检测器。

电子倍增管在质谱仪器中的使用比较广泛。当离子达到转换打拿极(conversion dynode)时，引起二次粒子的发射。这些二次粒子加速进入连续打拿极的电子倍增器的内壁时，产生更多的二次电子。质谱中常用的电子倍增器可以测出10^-17A的电流。所采集的信号经放大并转化为数字信号，计算机进行处理后得到质谱图，一般用相对丰度表示其强度。

五、测定法

在进行供试品分析前，应对测定用单级质谱仪或串联质谱仪进行质量校止。可采用参比物质单独校正或与被测物混合测定校正的方式。

1.定性分析以质荷比为横坐标，以离子的相对丰度为纵坐标，测定物质的质谱。高分辨质谱仪可以测定物质的准确分子质量。

在相同的仪器及分析条件下，直接进样或流动注射进样，分别测定对照品和供试品的质谱，观察特定m/z 处离子的存在，可以鉴别药物、杂质或非法添加物。产物离子扫描可以用于极性的大分子化合物的鉴别。复杂供试品中的待测成分的鉴定应采用色谱-质谱联用仪或串联质谱仪。

质谱中不同质荷比的离子的存在及其强度信息反映了待测化合物的结构特征，结合串联质谱分析结果，可以推测或确证待测化合物的分子结构。当采用电子轰击离子化时，可以通过比对待测化合物的质谱与标准谱库谱图的一致性，快速鉴定化合物。未知化合物的结构解析常常需要综合应用各种质谱技术并结合供试品的来源，必要时还应结合元素分析、光谱分析(如核磁共振、红外光谱、紫外光谱、X射线衍射)的结果综合判断。

2．定量分析采用选择离子检测(selected-ion monitoring, SIM)或选择反应检测，外标法或内标法定量。内标化合物可以是待测化合物的结构类似物或其稳定放射性核素(如²H、¹³C、¹⁵N)标记物。

配制一定浓度的供试品及杂质对照品溶液，色谱一质谱分析。若供试品溶液在特征m/z离子处的响应值(或响应值之和)小于杂质对照品溶液在相同特征m/z 离子处的响应值(或响应值之和)，则供试品所含的杂质符合要求。

采用色谱-质谱分析测定供试品中特征化合物的含量，可以对中药材、饮片、生物制品进行质量控制。

复杂样本中的有毒有害物质、非法添加物、微量药物及其代谢物的测定宜采用标准曲线法。通过测定相同体积的系列标准溶液在特征m/z 离子处的响应值，获得标准曲线及回归方程。按规定制备供试品溶液，测定其在特征m/z 离子处的响应值，带入标准曲线或回归方程计算，得到待测物的浓度。内标校正的标准曲线法是将等量的内标加入系列标准溶液中，测定待测物与内标物在各自特征m/z 离子处的响应值，以响应值的比值为纵坐标、待测物的浓度为横坐标绘制标准曲线，计算回归方程。使用稳定放射性核素标记物作为内标时，可以获得更好的分析精密度和准确度。

文章来源：《实用化学药品检验检测技术指南》

版权与免责声明：转载目的在于传递更多信息。

如其他媒体、网站或个人从本网下载使用，必须保留本网注明的"稿件来源"，并自负版权等法律责任。

如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起两周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。