Language
Country/Area
No result found
分子斷裂的神奇機制：你知道同時發生的同倫與異倫斷裂有何不同嗎？
在質譜學中，碰撞引發的斷裂（CID）技術被廣泛應用於分子的碎片化，以協助研究分子結構和組成。CID，又稱碰撞激活解離（CAD），是一種利用電場加速選定離子並將其引導至中性分子（如氦、氮或氬氣）之間進行碰撞的方法。這些碰撞通過將動能轉化為內部能量，促使分子鍵的斷裂，最終產生碎片離子。這些離子能夠經過串聯質譜進一步分析，揭示的重要資料讓科學家能夠進一步理解分子的性質。
透過質譜檢測的細微碎片，我們不僅能確認分子的身份，還能推斷其結構，這對於化學和生物領域的重要性不言而喻。
低能量與高能量CID的區別
低能量CID通常在約1千電子伏特（1 keV）以下進行。這種技術在碎片化選定前驅離子方面具有效率高的特點，但觀察到的碎片類型則取決於離子的動能。較低的碰撞能量優先促進離子結構的重組，隨著動能的增加，直接鍵斷裂的概率則提升。
相對地，高能量CID（HECID）於磁質譜儀或串聯時間飛行質譜儀中進行，涉及的離子動能範圍為1至20 keV。此種技術可以產生低能量CID中不會出現的碎片類型，如在碳氫結構中的電荷遠程斷裂或肽的側鏈碎裂。
三重四極質譜儀中的CID
三重四極質譜儀具備三個四極體。第一個四極體（Q1）作為質量過濾器，傳遞選定的離子並加速至Q2的碰撞室。在此，較高的壓力使得離子與中性氣體碰撞並透過CID斷裂。產生的碎片隨後進入第三個四極體（Q3）進行質量範圍掃描，分析所得的碎片並建立質量譜。
透過這一系列的檢測，科學家可以從質量譜中獲取重要的結構信息，進一步理解分子的特性。
傅立葉變換離子回旋共振質譜的應用
在傅立葉變換離子回旋共振質譜中，透過施加脈衝電場在共振頻率上激發離子以增加其動能。由於在低壓下碰撞氣體需要較長的時間才能與激發離子碰撞，因此可使用脈衝閥引入短暫的碰撞氣體。這種技術能夠在多階段質譜MSn中進一步分析被捕獲的碎片離子，增加對碎片的理解。
高能量碰撞解離
高能量碰撞解離（HCD）是一種特定於orbitrap質譜儀的CID技術，斷裂過程發生在外部的碰撞細胞中。HCD之前被稱作高能C-Trap解離，離子經過C-Trap進入HCD細胞進行解離後，再返回C-Trap進行質量分析。此技術不會受到共振激發的低質量截止值的限制，使其在同位素標記定量中十分實用，報告離子得以觀察。
斷裂機制的認識
在CID中，同倫斷裂是指鍵的裂解過程中，每個碎片保留了原鍵的不同電子。而異倫斷裂則是鍵斷裂時，化學鍵中的電子僅保留在某一個碎片中。在這種情況下，電荷遠程斷裂是一種類型的共價鍵裂解，發生在氣相離子中，斷裂鍵並不與電荷位置相鄰，此種現象可通過雙重質譜技術觀察到。
不同類型的斷裂機制為科學家提供了探索複雜分子結構的多樣途徑，使得分子分析變得日益精細。
未來的探索
隨著科學技術的不斷進步，CID的應用範疇持續擴展，為許多領域帶來創新且深入的見解。從化學到生物醫學，這一技術不僅提高了分子研究的準確性與敏感度，還為我們探索分子奧秘打開了新的大門。我們是否能夠想像，隨著這些技術的發展，未來將揭開哪些未曾了解的分子之謎？
