Language
Country/Area
No result found
质谱的魔法：如何透过碰撞激活分子断裂，揭示隐藏的结构？
在质谱分析的世界中，质谱技术提供了无穷的可能性，特别是透过碰撞激活的分子断裂（CID）技术。这一技术让科学家能够深入挖掘分子的结构和性质，透过分子的碎片来揭示其隐藏在表面下的复杂性。 CID技术主要透过加速离子并引发其与中性气体的碰撞，引起分子内部的能量转变，最终造成分子的断裂。
「透过碰撞激活反应，我们可以不仅确定分子的存在，还能猜测其潜在的结构。」
碰撞激活的基本原理
碰撞激活断裂主要是通过将选定的离子加速至高能量状态，这样的高能状态使得当它们与中性分子碰撞时，能量的一部分会转化为内部能量，从而导致键的断裂和生成小碎片。这些碎片又可以通过质谱进一步分析，从而解开分子结构的奥秘。
低能量和高能量CID
低能量CID主要在1千电子伏特（1 keV）以下进行，虽然其在产生分子碎片方面效率高，但观察到的碎片类型会受到离子动能的强烈影响。当离子动能非常低时，大多数的段转化为结构重排列，而随着离子动能的提高，直接键断裂的概率也随之增加。
相对于低能量CID，高能量CID使用的离子动能范围通常在1 keV至20 keV之间。这种方法能够生成一些在低能量CID中无法观察到的碎片，例如在含有烃结构的分子中发生的电荷远程断裂。
三重四极质谱仪
三重四极质谱仪由三个四极体构成，第一个四极体（Q1）使用作为质量过滤器，选择性地传递离子并加速向第二个四极体（Q2）转移。 Q2作为碰撞室，压力较高的环境中，选定的离子与中性气体碰撞并发生CID。生成的碎片随后被加速进入Q3进行质量分析，其结果可用于获取分子结构的详细信息。
傅立叶转换离子回旋共振
在傅立叶转换离子回旋共振质谱仪中，颗粒被困在ICR池中，透过在其共振频率下施加脉冲电场来提高动能。这个过程中引入短促的碰撞气体以促进激发的离子与中性分子之间的碰撞，以使其产生所需的碎片。此外，透过持续的非共振照射，可实现交替激发和去激发，这样的方式使得离子在低碰撞能量下进行多次碰撞。
高能碰撞断裂
高能碰撞断裂（HCD）是特定于orbitrap质谱仪的一种CID技术。其特点是分裂发生在捕集室外部，这一过程无法受到共振激发的质量截断限制，因此非常适合基于同位素标记的定量分析。尽管其名称中包含高能，HCD的碰撞能量实际上通常低于100 eV。
断裂机制
在CID过程中，断裂机制分为均裂断裂（homolytic fragmentation）和异裂断裂（heterolytic fragmentation）。均裂断裂产生的碎片分别保留原来键合电子，而异裂断裂则是键合电子随一个碎片。更特别的，电荷远程断裂是在气相中产生的一种共价键断裂过程，其中断裂键不与电荷位置相邻。
未来的探讨
质谱技术的发展或许还会带来更多前所未有的可能性，特别是在识别和分析复杂分子结构方面的潜力。透过碰撞激活技术的进步，我们将能够揭示更多分子的奥秘，从而在化学和生物学领域开展新一轮的探索。面对未来，您是否想过更精确的结构分析会如何改变我们的科学认识？
