质谱仪这几年成为行业热点,发展很快,我想从几个最有发展前景的质谱产品说起,谈谈看法。质谱仪分类可以从技术上分,也可以从外型上分,从功能上分,下面我只从有代表性的几个种类说说。
一、高档质谱仪
随着环境、食品、水质和土壤等日常检测的需要,质谱仪的市场日渐扩大,并不断向高档化方向发展。纵观未来趋势,高档仪器有两条路可走,一个是走技术创新的突破之路,如俄罗斯搞的一种静电质量分析器,轨道阱,就可以把质量分辨率大大提高,超过以往的质谙设备,不能不说是一个技术上的突破。另一个是走智能化与信息化等多技术融合的道路。如各种迁移谱与质谱的联用。这是历史发展的必然。
迁移谱被称为大气压下的质谱,它的特点是可以依据离子的迁移率(主要反映离子的碰撞截面积,间接反映离子的尺寸和结构)把离子在空间或者时间上分开。当然,也有根据迁移率在高电场和低电场下的差别进行分离的,称之为差分迁移谱或高场不对称离子迁移谱。一旦迁移谱和质谱联用,主要可以实现两个用途,一是离子的初步分离,二是离子的迁移率测量或者碰撞截面的测量,好处在于可以便于离子结构的解析,在蛋白组学领域应用极广。 迁移谱和质谱的联用可以用色谱和质谱的联用类比,色谱一样也可以对样品组分进行初步分离,同时可以得到色谱图。不过,离子迁移谱优于色谱的地方在于,分析速度远快于色谱的速度,至少是一个数量级的差别。另外,离子的结构信息,目前各类分析仪器中,除了色谱之外,几乎没有更直接且通用性比较好的方法。
目前国内大多数质谱从业者,对于离子迁移谱了解得很有限。国际各大质谱企业已经掌握了迁移谱技术,并将产品投放市场。预计不远的将来,离子迁移谱会完全置身于高端质谱之中,成为质谱发展的趋势。
二、迷你质谱
大的质谱仪,朋友们都见过,小的很多人没见过,当看到其他仪器不断有便携式产品问世时,许多人问这个问题,我们质谱仪怎么就不能做得小些吗?
过去对质谱的外型要求的并不多,所以市场上这种迷你型质谱难得一见,但随着近些年食品安全,环境污染,公共安全等领域需求的不断增加,已经有许多厂商介入迷你型(小型)质谱仪的研究。
现在在四级杆和离子阱领域已经有一些迷你型产品问世,美国一家叫908device的公司在展会上展出了手持式小型离子阱质谱,只有打标机大小,界面友好,实用性强,专门为消防队员设计,可快速检测火灾现场易爆易燃和有毒有害气体。而且它的离子阱质量分析器做成模块,体积小,方便拆卸,易于维护。这样的产品如果广泛应用,会极大地提高工作效率的。
当然有些质谱类技术现阶段还不宜于做成迷你型质谱仪,如磁扇形质谱,傅里叶变换-离子回旋共振质谱(FT-ICRMS)和轨道阱质谱(orbitrap)。所以业界对质谱未来发展的预言之一,向小型化方向发展,其真正含义并不是简单地把质谱做得更小,其更重要的意义在于通过迷你化,降低成本,易于操作,有利于向大众普及,更好为公众服务。所以降低质谱仪的使用门槛,使其在更大的范围内使用,才是质谱发展的坦途所在。
三、敞开式质谱
敞开式质谱,英文叫AmbientMassSpectrometry。它主要是在LCMS中使用了AmbientIonizationSource取代了原本的ESI和APCI,从而去掉了LC这一部分,可以在大气压下直接对未处理或者半处理的样品进行解吸、电离。它在以下领域有广阔的应用空间: 1.便携质谱和车载质谱用于现场检测与分析(在不方便不适宜把样品带到实验检测的场合);
2.样品快速筛查(如药品、违禁品、刑侦检测、公共安全等);
3.实际样品中待测成分的成像研究(比如肿瘤细胞在组织内的分布研究,古董的鉴定,药物靶向治疗和代谢研究等);
4.还有化学反应机理的研究及其他。
这项技术的最大特点就是快。因此,它普遍为业界看好。
在仪器大家族里,质谱行业相对规模较小,与整体发展相比还是有些滞后,但近几年的市场已快速扩张,进入了高速发展期,相信随着质谱产品在各个领域的应用越来越广,质谱技术将得到进一步发展,并为我们的生产与生活提供更大的帮助。(高屹/文)