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三重四极质谱的秘密武器：为何CID能提升分子检测的灵敏度？
在质谱分析的领域中，碰撞诱导解离（CID）技术日渐受到重视，成为提升分子检测灵敏度的重要工具。 CID，也被称为碰撞激活解离，能够透过碰撞选择性离子来促使其在气相中产生碎片化，这一过程不仅增强了检测的准确度，也让科学家们更有效地分析分子的结构。
CID的基本原理
CID技术主要是借助电场来加速离子，提升其动能后与中性气体分子（如氦、氮或氩）相撞。在这次碰撞中，部分动能转化为内能，从而导致化学键的断裂，最终形成较小的碎片离子。这些碎片都可以通过质谱进行分析，以获得结构性或鉴定性的信息。
透过检测独特的碎片离子，研究人员能在具有相同质量对电荷比的其他离子存在的情况下，确认前体离子的存在，这显著减少了背景噪声并提高了检测极限。
低能量与高能量CID
CID可以分为低能量CID和高能量CID。低能量CID通常是在低于1千电子伏特（keV）的动能下进行，这种方式在解离选定的前体离子时非常有效，但产生的碎片类型会受到动能的强烈影响；而高能量CID则在更高的能量范围内运行，能生成一些在低能量CID中不会出现的特定碎片离子。
三重四极质谱的架构
三重四极质谱由三个四极元件组成，第一个四极（Q1）作为质量过滤器，选择性地传送预测的离子进入第二个四极（Q2），该处的气压较高，促进碰撞及碎片化。碎片随后被加速进入第三个四极（Q3）进行扫描，最终生成的质量谱可用于分析，从而获取结构信息或进行鉴定。
傅立叶变换离子回旋共振
低压环境中的ICR电池可通过施加脉冲电场来激发离子，增加其动能。这一技术可进一步将捕获的碎片离子进行再激发，形成多阶段质谱（MSn）。确定这些被激发的离子在碰撞过程中产生的碎片，可以深入了解分子的结构和性质。
持续的脱共振激发碰撞诱发解离（SORI-CID）技术可以允许低碰撞能量下的多次碰撞，进一步细化质谱数据。
高能量碰撞解离技术
高能量碰撞解离（HCD）专为orbitrap质谱仪设计，这一过程是在额外的多极碰撞室中进行，生成的碎片随后返回至C-trap进行质量分析。虽然HCD的名称带有高能量的暗示，但其实际碰撞能量相对较低，通常低于100电子伏特，这使其在导入标记定量分析时显得更加灵活。
碎片化机制解析
在CID中，不同的碎片化机制包括同裂解和异裂解。这些解离过程通过提供有效的结构信息帮助科学家们理解复杂分子的行为。例如，非邻近电荷的裂解可以令研究人员探索分子如何在不同环境中反应，从而为机械和材料科学提供见解。
在这个信息驱动的时代，CID技术为我们打开了探索分子世界的一扇新窗。
酌情运用CID技术不仅能够增加分子检测的灵敏度，还能帮助科学家们在繁杂的化学反应中捕捉重要信息。随着质谱技术的快速发展，未来我们将如何进一步利用CID开发更具敏感性和特异性的检测方法呢？
