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三重四極質譜的秘密武器：為何CID能提升分子檢測的靈敏度？
在質譜分析的領域中，碰撞誘導解離（CID）技術日漸受到重視，成為提升分子檢測靈敏度的重要工具。CID，也被稱為碰撞激活解離，能夠透過碰撞選擇性離子來促使其在氣相中產生碎片化，這一過程不僅增強了檢測的準確度，也讓科學家們更有效地分析分子的結構。
CID的基本原理
CID技術主要是借助電場來加速離子，提升其動能後與中性氣體分子（如氦、氮或氬）相撞。在這次碰撞中，部分動能轉化為內能，從而導致化學鍵的斷裂，最終形成較小的碎片離子。這些碎片都可以通過質譜進行分析，以獲得結構性或鑑定性的信息。
透過檢測獨特的碎片離子，研究人員能在具有相同質量對電荷比的其他離子存在的情況下，確認前體離子的存在，這顯著減少了背景噪聲並提高了檢測極限。
低能量與高能量CID
CID可以分為低能量CID和高能量CID。低能量CID通常是在低於1千電子伏特（keV）的動能下進行，這種方式在解離選定的前體離子時非常有效，但產生的碎片類型會受到動能的強烈影響；而高能量CID則在更高的能量範圍內運行，能生成一些在低能量CID中不會出現的特定碎片離子。
三重四極質譜的架構
三重四極質譜由三個四極元件組成，第一個四極（Q1）作為質量過濾器，選擇性地傳送預測的離子進入第二個四極（Q2），該處的氣壓較高，促進碰撞及碎片化。碎片隨後被加速進入第三個四極（Q3）進行掃描，最終生成的質量譜可用於分析，從而獲取結構信息或進行鑑定。
傅立葉變換離子回旋共振
低壓環境中的ICR電池可通過施加脈衝電場來激發離子，增加其動能。這一技術可進一步將捕獲的碎片離子進行再激發，形成多階段質譜（MSn）。確定這些被激發的離子在碰撞過程中產生的碎片，可以深入了解分子的結構和性質。
持續的脫共振激發碰撞誘發解離（SORI-CID）技術可以允許低碰撞能量下的多次碰撞，進一步細化質譜數據。
高能量碰撞解離技術
高能量碰撞解離（HCD）專為orbitrap質譜儀設計，這一過程是在額外的多極碰撞室中進行，生成的碎片隨後返回至C-trap進行質量分析。雖然HCD的名稱帶有高能量的暗示，但其實際碰撞能量相對較低，通常低於100電子伏特，這使其在導入標記定量分析時顯得更加靈活。
碎片化機制解析
在CID中，不同的碎片化機制包括同裂解和異裂解。這些解離過程通過提供有效的結構信息幫助科學家們理解複雜分子的行為。例如，非鄰近電荷的裂解可以令研究人員探索分子如何在不同環境中反應，從而為機械和材料科學提供見解。
在這個信息驅動的時代，CID技術為我們打開了探索分子世界的一扇新窗。
酌情運用CID技術不僅能夠增加分子檢測的靈敏度，還能幫助科學家們在繁雜的化學反應中捕捉重要信息。隨著質譜技術的快速發展，未來我們將如何進一步利用CID開發更具敏感性和特異性的檢測方法呢？
