©2022 安益谱精密仪器. All Rights Reserved.

超高分辨质谱仪-傅里叶变换静电阱气质联用仪的工作原理


傅里叶变换静电阱气质联用仪(如 ANYEEP GC Cassitrap 120K)的工作原理是结合气相色谱(GC)的分离能力与傅里叶变换静电阱质谱(FT-ICR MS)的超高分辨检测能力,通过多步骤协同实现对复杂样品中化合物的精准分析,具体过程如下:

超高分辨质谱仪-傅里叶变换静电阱气质联用仪的工作原理(图1)

ANYEEP GC Cassitrap 120K

首先是样品分离阶段。样品通过进样口进入气相色谱系统,在色谱柱中,基于不同化合物与固定相、流动相(载气)的作用力差异(如吸附、分配等),各组分随载气依次流出色谱柱,实现初步分离。这一步为后续质谱分析排除了部分基质干扰,确保进入质谱的组分更纯净。
接下来是离子化过程。经色谱分离后的化合物进入质谱离子源(常见的有电子轰击源 EI、化学电离源 CI 等),在离子源中,化合物分子被转化为带电离子。例如,EI 源通过高能电子轰击分子,使分子失去电子形成分子离子,部分分子离子还会进一步断裂成碎片离子,产生丰富的离子信息。
随后是离子捕获与运动阶段。离子化后的离子被引入傅里叶变换静电阱(通常为离子回旋共振阱)。静电阱由一组电极形成强静电场,离子在磁场和电场的共同作用下,围绕中心轴做回旋运动。不同质荷比(m/z)的离子具有不同的回旋频率,质荷比越小,回旋频率越高,反之则越低。这一特性是实现超高分辨率的核心基础。
然后是信号检测与傅里叶变换。当离子在阱中做回旋运动时,会在检测电极上产生感应电流,形成时域信号。时域信号包含了所有离子的回旋频率信息,但无法直接反映质荷比。通过傅里叶变换算法,可将时域信号转换为频域信号,得到离子的回旋频率谱,再根据频率与质荷比的对应关系,最终生成质谱图。
最后是数据处理与分析。仪器配备的专用软件对质谱图进行解析,结合气相色谱的保留时间信息,可实现化合物的定性(通过精确分子量、碎片离子模式、保留时间等)和定量(通过离子峰强度)分析。对于复杂样品,凭借傅里叶变换静电阱的超高分辨率,能区分质荷比极为接近的离子(如相差仅 0.0001 m/z 的离子),即使在基质复杂的体系中也能精准识别目标化合物。
简言之,该仪器通过 “分离 - 离子化 - 捕获 - 检测 - 转换 - 分析” 的完整流程,充分发挥气相色谱的分离优势与傅里叶变换静电阱的超高分辨特性,为复杂体系的精准分析提供了强大工具。