質譜發展的機遇與挑戰

　　分析測試百科網訊 2015年10月17日，第二屆全國質譜分析學術報告會（質譜大會）在浙江大學紫荊港校區體育館盛大開幕。

南京大學 陳洪淵

　　來自南京大學的陳洪淵院士帶來了題為《質譜發展的機遇與挑戰》的報告。

　　陳洪淵介紹到1870年科學家發現了陰極射線管，在此基礎上質譜在1912年誕生，隨著技術的發展，四極桿、離子肼、飛行時間等新技術陸續推動著質譜技術的前進。

　　質譜儀由樣品分離、離子源、質量分析器、探測器和儀器控制數據記錄和分析5部分組成。其中離子源有ESI、MALDI、EI、CI、APCI等，質量分析器有TOF、IT、Ouad、FTICR等，不同的樣品前處理、離子源、分析器和檢測器組成了不同種類的質譜儀。

　　質譜的重要應用

　　質譜的重要應用主要有精密測量（原子、電子質量），如Penning離子肼中，通過測量電子的回旋運動頻率和拉莫爾頻率比，實現電子質量的精確測量；生命科學（蛋白、脂質、代謝物），如利用大分子質譜技術獲得了ATPases與脂及核苷酸作用本質，利用高分辨質譜技術研究病毒結構；質譜成像（2D、3D成像、生物標志物），質譜成像適用于小分子代謝物、藥物、脂類和蛋白的分析，在生物標志物的發現以及臨床研究中具有極大優勢，通過質譜成像可對腫瘤組織與正常組織區域進行區分，二次離子質譜成像探究干細胞分裂及代謝；其他重要應用（化學反應監測、氣溶膠質譜），如利用質譜對氣溶膠形貌、成分及形成機理進行探究，COSAC質譜檢測彗星67P/Churyumov-Gerasimenko上的有機物。

　　質譜最新進展

　　在質譜的最新進展中，陳洪淵介紹了敞開式離子源，如DESI-MS和DART-MS；在MALDI質譜中引入源后光電離技術，獲得更多分子信息；軌道離子阱，只需靜電場，無磁場和高頻電場，采用新型的電極結構實現了高分辨質譜，分辨率達到100萬；FT-ICR質譜儀囚禁室通過葉片狀的電極結構，優化了電場結構，極大地提高了分辨率。

　　國內的質譜情況

　　質譜理論

　　陳洪淵表示目前國內質譜理論主要有裂解規律的構建，建立了有機化合物在電噴霧質譜中的裂解規律，如解離的質子化位點模型，芐基遷移反應模型、離子/中性復合物介導的裂解模型；有機反應中間體捕獲和鑒定，利用電噴霧質譜快速鑒定有機反應中的活潑中間體，為反應機理研究提供依據；氣相合成，利用電噴霧離子肼質譜在離子化、例子儲存和離子反應方面的優勢，在氣相中合成一些其他方法難以得到的化合物，并研究其反應活性。

　　質譜儀器

　　陳洪淵介紹到國內自主研發的質譜儀器目前有中科院化學所的顆粒質譜、清華大學/計量院/北京理工大學的便攜式質譜、廈門大學的高功率激光電離飛行時間質譜、復旦大學的數字離子肼質量分析器、清華大學的介質阻擋放電離子源、東華理工大學的萃取電噴霧離子源、四川大學的微波輔助等離子體電離源、大連化物所的新型光電子電離復合離子源、清華大學的DBDI質譜成像、北京大學的PAMLDI質譜成像和中國醫學科學院的整體動物質譜成像等。

　　質譜的未來走向

　　PAMLDI質譜成像表示未來質譜質量分析器將朝著高分辨、小型化發展；材料制備合成需要“軟”著陸的新技術；臨床診斷需要離子化新技術。