質譜技術(mass spectrometry, MS)是一種依據質荷比之測量，來決定.doc

.tw/plans/homework/04a.doc Mass Spectrometry 質譜儀的發展起源 質譜儀(mass spectrometry, MS)是以熱電子撞擊氣體分子，使產生碎片及離子，再經磁場分離，依據質荷比之測量，來決定分子質量的技術。而質量是分子的一種特質，因此可以用於分子的鑑定或確認。 1912年湯姆遜(J. J Thomason)用以發現質量數為22氖之同位素之陽極射線管乃質譜儀之前身。1919年阿斯頓(Aston)與丹麥斯特(Dempster)分別發展曲形軌道質譜儀成功。1943年美國加州統一工程中心製成第一部商業質譜儀售予大西洋煉油公司以作分析石油成分之用。隨著電子技術發展，質譜儀製造日益精確完備，不但成為化學分析之必備工具，而且廣泛應用於核子物理，生物醫藥，以及地質冶金，環境科學等如能降低製造成本，簡化操作技術，其發展將更不可限量。〈1〉 基本原理 (1).將不同型態的樣品〈氣、液、固相〉導入質譜儀。 (2).樣品分子在離子源內游離(ionization)成氣相之離子形式。 (3).依質荷比(m/z : mass to charge ratio)不同分離各個樣品離子。 (4).各樣品離子到達偵測器被偵測出來。 (5).在資料處理系統中，離子偵測訊號被轉換成可讀或圖譜方式呈現。〈2〉 Fig1.表示帶電物質再電場中移動的距離和分子量的大小成正比。 m / z = B2r2e / 2V m / z = k * r2 ※在本公式中，Z值通常表示1，所以m值和 r2成正比關係。 質譜儀的基本構造 樣本處理方式 質譜儀分析時，樣品必須先進行離子化，因樣品其物理、化學性質不同，而有各種不同離子化方式，一般易揮發性樣品則用電子撞擊游離法(electron impact ionization, EI)，或化學游離法(chemical ionization, CI)。 非揮發性樣品，則用快速原子撞擊(Fast atom bombardment, FAB)，或電灑法(electron spray ionization, ESI)等。因此各種樣品選擇適當的離子化法，再經質譜分析，即可進行樣品之結構性分析級定量分析測定。〈3〉 經由質譜儀之分析可得到各種有價值的樣品訊息：〈2〉 (1).元素分析。 (2).化學結構的決定。 (3).直接精確的分子質量測定。 (4).混合物中各組成的分析。 質譜儀的種類 氣相層析／質譜儀Gas Chromatography/Mass Spectrometer (GS/MS) 氣相層析－質譜儀實際上是由兩部功能不同的儀器組成：其一為氣相層析儀，是將混合物分離為純物質的設備。這一種技術，近年來發展迅速，其使用領域遍及工業，研究及學術界。說起來，氣相層析的原理很簡單，是利用各種成分在一種固定的液相及一種流動的氣相中，分配率的不同，而達到分離的效果。靜止的液相通常是塗抹在固體的支持物上，將待測樣品注射入氣體流，各成分以不同流速通過塗有液體的支持物，由於各成分蒸汽壓不同，與液體產生的作也不同，所以離開管柱的時間也不一樣，因是得以分離。　　假設將氣相層析儀的裝置連接質譜儀，則各成分都可測定出其分子量和結構。因為在質譜儀的游離室中，樣品受電子照射，於是，化合物即產生裂訊、游離，帶正電荷的碎片或離子，經電場加速、磁場轉彎，可得一質譜圖。Liquid Chromatograph/Mass Spectrometer(LC/MS) LC/MS是Liquid Chromatograph/Mass Spectrometer (液相層析儀／質譜儀)的縮寫，是將液相層析儀(LC)和質譜儀(MS)串聯使用的特殊組合。簡單的說，LC是質譜儀上游的檢體輸入器，而MS則是液相層析儀下游的產物檢測器。 　　使用LC/MS時，我們只需將檢體送入液相層析儀，LC優越的分離純化能力，便會把檢體內複雜的成分，按著時間一一送出。層析儀流出的產物，隨即導入質譜儀作進一步的檢測。由於無須收集處理LC析出的成分，一則節省了許多耗力費時的繁複步驟，二則避免了處理樣品時所造成的無謂流失。而質譜儀的基本功能，在於測量各個成分的質量以及它們的相對含量。現今配備較齊全的質譜儀，更具有分析其分子結構的能力。判讀時，機器會將受檢測的分子作有限度的擊碎；由於分子破碎時，有各自特定的模式，經由解讀這些碎片“指紋”，可以推知原先分子的結構。綜合LC與MS的優點，無需對成分複雜的檢體作太多的處理，我們便可以在種類、數量甚至分子結構上，得到非常有用的資訊。 　　質譜儀可以藉由解讀分子的碎片“指紋”，而推知它碎裂前的結構。當然，這原理也可以直接應用在分析蛋白質的結構。不過在送入機器前，我們