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近十幾年質(zhì)譜領(lǐng)域會(huì)如何發(fā)展

更新時(shí)間:2016-07-13點(diǎn)擊次數(shù):947

  一、小型質(zhì)譜

  其實(shí)質(zhì)譜儀的小型化老早也開始了,只不過(guò)限于市場(chǎng)的需求,沒(méi)引起足夠多的關(guān)注。

  隨著zui近這些年,食品安全,環(huán)境污染,公共安全,軍事等領(lǐng)域極大需求。

  越來(lái)越多的人開始研究各式各樣的小型化質(zhì)譜儀器,目前除了難以小型化的幾種質(zhì)譜類型,像是磁扇形質(zhì)譜,傅里葉變換-離子回旋共振質(zhì)譜(FT-ICR MS)和軌道阱質(zhì)譜(orbitrap)之外,其他像四級(jí)桿,離子阱,飛行時(shí)間都有很多實(shí)驗(yàn)室和公司在做。尤其是四級(jí)桿和離子阱現(xiàn)在已經(jīng)有不少商業(yè)化的儀器了。在美國(guó)看到某公司出了一款手持式的小型離子阱質(zhì)譜,大小和打標(biāo)機(jī)相仿,界面極友好,給消防員用,方便及時(shí)了解火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)易爆易燃,有毒有害氣體的快速檢測(cè)。另外,它的離子阱質(zhì)量分析器做成了非常易于裝卸和維護(hù)的模塊,已經(jīng)非常接近易耗品的標(biāo)準(zhǔn)了。而且它的離子阱是用MEMS工藝制作的,如果能上量的話,成本會(huì)非常低。相比目前市場(chǎng)上較為人所知的Torion,Inficon,聚光(Mars400)等,908device算是往前又多走了一大截。另外,purdue大學(xué)歐陽(yáng)證教授實(shí)驗(yàn)室zui近一兩年出的mini12也改變了過(guò)去單純把儀器做小的思路,聽說(shuō)現(xiàn)在在美國(guó)的醫(yī)院有了試點(diǎn),可以快速鑒定血樣,而儀器的使用界面想必傳統(tǒng)的質(zhì)譜又變得非常平易近人。因此,業(yè)界近幾年不少人對(duì)質(zhì)譜未來(lái)發(fā)展的看法是,1 往大型的多功能高通量高靈敏度的儀器發(fā)展(總之三個(gè)字,高大上);2 往小型化發(fā)展。而后者的意義正如上面提到的不僅僅是在于把質(zhì)譜變得更小,更深層的意義應(yīng)該是向大眾普及,降低質(zhì)譜儀的使用門檻,進(jìn)而擴(kuò)大使用范圍。當(dāng)然,現(xiàn)在小型質(zhì)譜還有一些瓶頸要克服,像是定量能力,不過(guò)這都只是暫時(shí)的,相信將來(lái)會(huì)是一片很光明的前景。

  二、質(zhì)譜

  這些年發(fā)展起來(lái)的一些儀器,要么是有了新的突破,要么是和其他技術(shù)聯(lián)用。

  新的突破比如軌道阱,這個(gè)是俄羅斯的makarov博士基于kindon trap發(fā)展的一種靜電質(zhì)量分析器,其特點(diǎn)是有*的質(zhì)量分辨率,遠(yuǎn)超除FT-ICR以外所有類型的質(zhì)譜儀器。目前,軌道阱是Thermo的*技術(shù),算是*。

  和其他技術(shù)的聯(lián)用技術(shù),典型的例子是各式的遷移譜和質(zhì)譜的聯(lián)用。遷移譜一直被業(yè)內(nèi)通俗的稱為大氣壓下的質(zhì)譜,其特點(diǎn)是可以依據(jù)離子的遷移率(主要反映離子的碰撞截面積,間接反映離子的尺寸和結(jié)構(gòu))把離子在空間或者時(shí)間上分開。當(dāng)然,也有根據(jù)遷移率在高電場(chǎng)和低電場(chǎng)下的差別進(jìn)行分離的,稱之為差分遷移譜或高場(chǎng)不對(duì)稱離子遷移譜。一旦遷移譜和質(zhì)譜聯(lián)用,主要可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)用途,一是離子的初步分離,二是離子的遷移率測(cè)量或者碰撞截面的測(cè)量,好處在于可以便于離子結(jié)構(gòu)的解析,在蛋白組學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用極廣。遷移譜和質(zhì)譜的聯(lián)用可以用色譜和質(zhì)譜的聯(lián)用類比,色譜一樣也可以對(duì)樣品組分進(jìn)行初步分離,同時(shí)可以得到色譜圖。不過(guò),離子遷移譜優(yōu)于色譜的地方在于,分析速度遠(yuǎn)快于色譜的速度,至少是一個(gè)數(shù)量級(jí)的差別。另外,離子的結(jié)構(gòu)信息,目前各類分析儀器中,除了色譜之外,很少有能提供直接,且通用性比較好的方法。目前,各大質(zhì)譜廠商都已經(jīng)有了自己遷移譜技術(shù),并且多已商業(yè)化,相信未來(lái)離子遷移譜會(huì)是質(zhì)譜的一個(gè)標(biāo)配。當(dāng)然獨(dú)立的離子遷移譜儀器本身也一定會(huì)有不錯(cuò)的發(fā)展。

  三、敞開式質(zhì)譜

  國(guó)內(nèi)學(xué)者是這么叫的,英文叫Ambient Mass Spectrometry,這類質(zhì)譜主要是在LCMS中使用了Ambient Ionization Source取代了原本的ESI和APCI,從而去掉了LC這一部分,可以在大氣壓下直接對(duì)未處理或者半處理的樣品進(jìn)行解吸、電離,這類技術(shù)的特點(diǎn)就是一個(gè)字,快!因此,它至少在以下領(lǐng)域大大拓展了質(zhì)譜的應(yīng)用范圍:

  a. 樣品快速篩查(藥品,違禁品,刑偵檢測(cè),公共安全,等);

  b. 便攜質(zhì)譜和車載質(zhì)譜用于現(xiàn)場(chǎng)分析(不便于把樣品帶到實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的場(chǎng)合);

  c. 實(shí)際樣品中待測(cè)成分的成像研究(比如腫瘤細(xì)胞在組織內(nèi)的分布研究,古董的鑒定,藥物靶向治療和代謝研究,等);

  d. 還有化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的研究,及其他。

  比較有名且應(yīng)用較廣的Ambient Ionization Source有諸如,DART,DESI,LDI, DBDI,其余的各式各樣的離子源多是基于這幾種離子源的一些變體,有很多也很有特點(diǎn)。

  基于質(zhì)譜行業(yè)相較于其他行業(yè)較為狹小,因此學(xué)者感覺(jué)發(fā)展相對(duì)還是比較緩慢。但隨著國(guó)家不斷建設(shè)發(fā)展,質(zhì)譜在科研領(lǐng)域的地位也會(huì)越來(lái)越高,人們會(huì)靜下心來(lái)研究新機(jī)理,未來(lái)十幾二十年的質(zhì)譜領(lǐng)域一定會(huì)有更新更快更強(qiáng)的發(fā)展!

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