质谱分析技术原理与应用PDF电子书下载

第1章 一种功能强大的分析仪器——质谱仪 1

1.1质谱仪的构造与质谱图 1

1.1.1质谱仪的基本原理与构造 1

1.1.2质谱图及基本名词 3

1.2质谱仪的定性鉴定与高灵敏检测能力 4

1.2.1质谱仪的定性功能 4

1.2.2质谱仪分析混合物的功能 5

1.2.3质谱仪的高灵敏检测能力 6

1.3日新月异的质谱技术 6

第一部分 质谱分析技术基本原理 11

第2章 离子化方法 11

2.1电子电离 13

2.2化学电离 16

2.2.1质子转移化学电离 19

2.2.2电荷交换化学电离 20

2.2.3电子捕获负离子化学电离 21

2.3快速原子轰击 21

2.3.1快速原子轰击原理 21

2.3.2液相基质作用 23

2.3.3样品配制 23

2.3.4快速原子轰击法的应用及谱图分析 24

2.4激光解吸电离与基质辅助激光解吸电离 25

2.4.1激光条件 27

2.4.2离子化反应机理 29

2.4.3基质辅助激光解吸电离分析技术特性 30

2.4.4基质辅助激光解吸电离样品配制法 32

2.5大气压化学电离与大气压光致电离 33

2.5.1大气压化学电离 33

2.5.2大气压光致电离 35

2.5.3大气压化学电离与大气压光致电离的异同 36

2.6电喷雾电离与纳喷雾电离 37

2.6.1电喷雾离子源 37

2.6.2基质效应 41

2.6.3纳喷雾电离 42

2.7常压敞开式电离 45

2.7.1解吸电喷雾电离 46

2.7.2实时直接分析 47

2.8二次离子质谱 48

2.8.1空间分布与深层剖面分析 49

2.8.2动态与静态二次离子质谱 51

2.9电感耦合等离子体质谱 53

2.9.1电感耦合等离子体质谱仪的组成与分析原理 53

2.9.2电感耦合等离子体离子源 54

2.10离子化方法的选择与应用实例 56

2.10.1离子化方法的选择 56

2.10.2应用实例 59

参考文献 62

第3章 质量分析器 68

3.1扇形磁场质量分析器 70

3.1.1磁场单聚焦质量分析器 70

3.1.2磁场双聚焦质量分析器 71

3.1.3双聚焦质谱仪的串联质谱分析 73

3.2傅里叶变换离子回旋共振质量分析器 76

3.2.1质量分析器 76

3.2.2离子回旋运动 77

3.2.3离子阱内实际的离子运动 78

3.2.4离子激发与检测 79

3.2.5离子检测的模式 80

3.2.6操作模式 81

3.2.7质量分辨能力 81

3.2.8捕获电压影响下的质量检测极限 82

3.3飞行时间质量分析器 83

3.3.1线性飞行时间质量分析器 83

3.3.2线性飞行时间质量分析器质量分辨能力的提升 86

3.3.3反射飞行时间质量分析器 88

3.3.4正交加速飞行时间质量分析器 90

3.3.5反射飞行时间质量分析器的源后衰变分析 91

3.4四极杆与四极离子阱质量分析器 93

3.4.1四极杆质量分析器的原理与操作模式 94

3.4.2四极离子阱质量分析器的原理与操作模式 97

3.4.3四极离子阱实际操作上的考虑 102

3.4.4二维线性离子阱质量分析器 104

3.5轨道阱质量分析器 105

3.6质量分析器的选择与应用 108

参考文献 109

第4章 串联质谱分析 112

4.1空间串联质谱仪 114

4.1.1三重四极杆质谱仪 114

4.1.2以飞行时间串联质谱仪进行串联质谱分析 115

4.2时间串联质谱仪 116

4.2.1以三维离子阱质谱仪进行时间串联质谱分析 117

4.2.2以二维线性离子阱质谱仪进行时间串联质谱分析 121

4.3杂合质谱仪 123

4.3.1四极杆飞行时间杂合质谱仪 124

4.3.2线性离子阱/傅里叶变换离子回旋共振分析器杂合质谱仪与线性离子阱/轨道阱杂合质谱仪 127

4.3.3四极杆/轨道阱杂合质谱仪 129

4.3.4其他形式的杂合质谱仪 130

4.4串联质谱的扫描分析模式 131

4.4.1产物离子扫描 131

4.4.2前体离子扫描 133

4.4.3中性丢失扫描 133

4.4.4选择反应监测 133

4.5离子活化 134

4.5.1碰撞诱导解离 135

4.5.2电子捕获解离与电子转移解离 138

4.5.3特殊类型的离子活化过程 141

参考文献 143

第5章 质谱与分离技术联用 145

5.1质谱与分离技术的结合 145

5.2柱分离效率与塔板高度 147

5.3气相色谱-质谱 149

5.3.1谱图数据库鉴定 151

5.3.2快速气相色谱-质谱仪 151

5.3.3二维气相色谱-质谱仪 152

5.4液相色谱-质谱 153

5.4.1超高效液相色谱-质谱仪 154

5.4.2纳升级流速液相色谱-质谱仪 154

5.5毛细管电泳-质谱 156

5.5.1毛细管电泳与电渗流 159

5.5.2临床应用 161

5.6离子淌度质谱 161

5.7色谱-质谱数据采集模式 162

参考文献 164

第6章 真空、检测与控制系统 166

6.1真空系统 166

6.1.1真空基本原理 166

6.1.2常用的抽气设备 169

6.1.3真空压力计 171

6.2离子检测器 173

6.2.1无增益式离子检测器 173

6.2.2增益式离子检测器 176

6.3仪器控制系统 180

6.3.1电源控制系统 182

6.3.2同步与时序控制系统 183

6.3.3数据采集系统 184

参考文献 185

第7章 质谱数据解析 187

7.1质谱数据介绍 187

7.1.1整数质量、精确质量、单一同位素质量 188

7.1.2同位素含量与分布、平均质量 190

7.1.3质量分辨率对谱图/质量准确度的影响 192

7.2电子轰击电离谱图解析 194

7.2.1电子轰击电离谱图简介 194

7.2.2氮规则与不饱和键数量规则 195

7.2.3谱图解读的简易指导原则 196

7.3软电离法谱图解析 197

7.3.1带多电荷谱图分析 197

7.3.2软电离电喷雾电离的串联质谱分析谱图 201

7.4计算机辅助质谱图解析 202

参考文献 203

第8章 定量分析 204

8.1定量专一性 205

8.2灵敏度、检测限与校准曲线 207

8.3使用质谱进行定量分析的方法 209

8.3.1外标法 209

8.3.2标准加入法 209

8.3.3同位素内标法 210

8.3.4同位素标定定量法 211

8.4分离与质谱技术的结合对定量分析的重要性及注意事项 214

参考文献 216

第二部分 质谱分析技术应用 219

第9章 食品安全分析 219

9.1质谱应用于食品中有毒物质的分析 219

9.1.1食品中有毒物质的检测方法 220

9.1.2质谱检测技术 221

9.1.3各种样品前处理技术结合质谱技术在食品有毒物质检测中的应用 226

9.2质谱方法在转基因食品检测上的应用 231

9.2.1转基因作物 231

9.2.2转基因食品的检测方法 233

9.2.3质谱方法检测转基因食品 235

9.3常压敞开式离子化质谱法用于食品安全快速筛检分析 238

9.3.1常压敞开式离子化技术 239

9.3.2常压敞开式离子化技术应用实例 241

9.3.3未来展望 244

参考文献 245

第10章 蛋白质组学/代谢组学 250

10.1质谱多肽测序与蛋白质鉴定 250

10.1.1蛋白质定性的早期发展历史与从头测序法 251

10.1.2检索数据库测序 253

10.1.3蛋白质鉴定流程与注意事项 255

10.1.4质谱分析法的置信度 256

10.2以质谱技术为基础的蛋白质组定量分析 257

10.2.1二维电泳 258

10.2.2液相色谱-质谱定量法 259

10.2.3以液相色谱-质谱进行蛋白质定量分析 261

10.2.4稳定同位素标记定量法 262

10.2.5免标定定量法 266

10.3蛋白质翻译后修饰的质谱分析 267

10.3.1磷酸化翻译后修饰的质谱分析 268

10.3.2糖基化翻译后修饰的质谱分析 274

10.4质谱技术应用于代谢组学分析 278

10.4.1质谱仪在代谢组学中的应用 278

10.4.2代谢组学分析策略 279

10.4.3代谢组学分析流程 280

参考文献 284

第11章 环境与地球科学 287

11.1在水、土壤与废弃物检测中的应用 287

11.1.1气相色谱-质谱的应用 289

11.1.2液相色谱-质谱的应用 290

11.1.3化学电离法的应用 292

11.1.4电感耦合等离子体质谱的应用 295

11.1.5混合串联质谱技术的应用 295

11.2在大气科学研究上的应用 298

11.2.1实时监测质谱法的起步 299

11.2.2实时监测质谱技术简介 300

11.2.3质子转移反应质谱仪原理 302

11.2.4质子转移反应质谱在大气环境监测中的应用 306

11.3在地球科学研究上的应用 311

11.3.1多收集器质谱仪 311

11.3.2热电离质谱仪的应用 312

11.3.3气体源质谱仪的应用 314

11.3.4二次离子质谱仪的应用 315

11.3.5加速器质谱法的应用 317

11.3.6电感耦合等离子体质谱仪的应用 317

11.3.7多收集器电感耦合等离子体质谱的应用 318

11.3.8激光烧蚀电感耦合等离子体质谱仪的应用 319

参考文献 320

第12章 药物与毒物 323

12.1质谱技术在药物代谢研究中的应用 323

12.1.1药物代谢简介 324

12.1.2代谢组和代谢组学 325

12.1.3质谱技术用于代谢物的鉴定 325

12.1.4样品前处理技术 327

12.1.5质谱技术对药物代谢物检测的应用 327

12.1.6高分辨质谱用于药物代谢物研究 331

12.2质谱技术在药物分析中的应用 332

12.2.1液相色谱-串联质谱在药代动力学中的应用 332

12.2.2液相色谱-串联质谱用于药物剂型设计的开发 334

12.2.3液相色谱-串联质谱用于中草药分析 336

12.3毒品与管制药品分析 337

12.3.1毒品与管制药品 337

12.3.2气相色谱-质谱在毒品与管制药品分析中的应用 338

12.3.3液相色谱-质谱在毒品与管制药品分析中的应用 341

12.4 DNA与蛋白质加合物的分析 343

12.4.1 DNA加合物的分析 343

12.4.2蛋白质加合物的分析 350

12.5毒物暴露评估 353

12.5.1环境监测 355

12.5.2生物监测 356

参考文献 358

第13章 医学上的应用 362

13.1液相色谱-串联质谱应用在临床检验的现状与发展 362

13.1.1内分泌激素检测 364

13.1.2新生儿筛查 365

13.1.3新的临床应用——多肽与蛋白质的分析 365

13.2基质辅助激光解吸电离质谱在临床诊断中的应用 366

13.2.1鉴定微生物 367

13.2.2确认单核苷酸多态性 367

13.2.3在体液内检测生物标志物 367

13.2.4研究组织上特定生化分子的分布 371

13.3用于临床检验的其他质谱法 372

13.3.1常压敞开式质谱法 372

13.3.2检验气体生物标志物的质谱法 373

13.4质谱分析在鉴定致病细菌中的应用 374

13.4.1样品处理与质谱法 375

13.4.2临床医学的实际应用 383

13.5真菌的检测 384

13.6病毒的检测 385

参考文献 386

附录 MALDI基质分子及其用途 391

英汉名词对照索引 396