十大质谱仪PK，各种质谱仪优缺点大起底！

空白派

1913年J.J.Thomson制成第一台质谱仪，历经百年发展，现在成为实验室最要的检测设备之一，现阶段，市面上有很种类型的质谱仪，每种类型各有优缺点，所以，小伙伴们在选择的时候，还是要根据自身的需求，进行合理选择。早期的质谱仪主要是用来进行同位素测定和无机元素分析，二十世纪四十年代以后开始用于有机物分析，六十年代出现了气相色谱-质谱联用仪，使质谱仪的应用领域大大扩展，开始成为有机物分析的重要仪器。计算机的应用又使质谱分析法发生了巨大变化，使其技术更加成熟，使用更加方便。八十年代以后又出现了一些新的质谱技术，如快原子轰击电离子源，基质辅助激光解吸电离源，电喷雾电离源，大气压化学电离源，以及随之而来的比较成熟的液相色谱-质谱联用仪，感应耦合等离子体质谱仪，富立叶变换质谱仪等。这些新的电离技术和新的质谱仪使质谱分析又取得了长足进展。今天，咱们就对这些质谱仪的优/缺点进行一下比较，让你更了解每一种质谱仪的特点，以便你在日后的工作中可以选择最佳的质谱仪。四极杆质谱仪，QMS


QMS是最常见的质谱仪器，定量能力突出，在GC-MS中QMS占绝大多数。优点：结构简单、成本低；维护简单；SIM功能的定量能力强；是多数检测标准中采用的仪器设备。缺点：无串极能力，定性能力不足；分辨力较低（单位分辨），存在同位素和其他m/z近似的离子干扰；速度慢；质量上限低（小于1200u）。典型产品：沃特世Xevo TQ-S系列：革命性StepWave技术，想在难以想象的低浓度下更准确、更稳定、重复性更高地分析化合物？没问题！舜宇恒平MSQ8100型台式GC/MS：高精度温度控制和快速升降温，最高30000u/s的扫描采集速度，即使是尖锐的色谱峰也能稳定采集。飞行时间质谱仪，TOFMS


TOFMS是速度最快的质谱仪，适合于LC-MS方面的应用。优点：分辨能力好，有助于定性和m/z近似离子的区别，能够很好的检测ESI电喷雾离子源产生多电荷离子；速度快，每秒2～100张高分辨全扫描（如50～2000u）谱图，适合于快速LC系统（如UPLC）；质量上限高（6000～10000u）。缺点：无串极功能，限制了进一步的定性能力；售价高于QMS；较精密，需要认真维护。典型产品：天瑞iTOFMS-1G：是中国首款具有完全自主产权的商品化小型台式电子轰击离子源-飞行时间质谱联用仪。具有高分辨、高灵敏度和高采集速度的优异功能，实现了与快速气相色谱的完美对接。珀金埃尔默的AxION 2 TOF MS：精确的质量分析性能和超宽的动态线形范围，采集速率高，能进行快速色谱分析。
三重四极杆质谱仪，QqQ


QqQ质谱给四极杆质谱仪在保留QMS原有定量能力强的特点上，提供了串级功能，加强了质谱的定性能力，检测标准中常作为QMS的确认检测手段。优点：有串极功能，定性能力强；定量能力非常好，MRM信噪比高于QMS的SIM；是常用的QMS结果确认仪器；除一般子离子扫描功能外，QQQ还具有SRM、MRM、母离子扫描、中性丢失（Neutral loss）等功能（离子阱不行）对特征基团的结构研究有很大帮助。缺点：分辨力不足，容易受m/z近似的离子干扰；售价较高；需要认真维护。典型产品：SCIEX Triple Quad™ 5500 LC/MS/MS 系统：据说是市场上灵敏度最高的三重四极杆质谱？在复杂基质的混合物分析中，仍具有高灵敏度和极强的耐用性。四极离子阱，QTrap技术上而言，在传统QQQ的四极杆中加入了辅助射频，可以做选择性激发；或者就功能而言，为QQQ提供了多级串级的功能。优势：同时具备MRM、SRM、中性丢失和多级串级功能，非常适合于未知样品的结构解析缺点：
分辨力还是低了点典型产品：ABI/Sciex， QTrap5500系列质谱：世界上最灵敏的离子阱系统。线性离子阱，Linear Ion Trap


传统3D离子阱的增强版本优点：相对于传统3D离子阱，灵敏度高10倍以上；多级串级质谱。缺点：相对于QqQ，还是不能做MRM、中性丢失等特征基团筛选功能。典型产品：Thermo公司的LTQ XL线性离子阱质谱仪：增强型二维线性离子阱质谱仪，拥有无与伦比的灵敏度和超快的周期时间，可以保证在最短的时间内用最少的样品得到最多的质谱信息线型离子阱和三维离子阱的比较这个比较可能是很少有的一边倒的场面——线型离子阱的灵敏度、分辨力、速度、通量等指标均优于传统的3D离子阱。3D离子阱的市场被线型离子阱蚕食的非常严重，特别是在中国质谱市场，由于用户爱追新潮、求大求好，线型离子阱在中国卖的很好。但是实际上线型离子阱在国外并不是非常流行，特别是一些离子阱的老用户，由于已经习惯了离子阱的指标，对于价钱高很多的线型离子阱往往只叫好不出手，宁可买只要3/5价钱的LCQ这种老式3D离子阱。
四极杆飞行时间串联质谱，QTOF


QTOF以QMS作为质量过滤器，以TOFMS作为质量分析器。优点：能够提供高分辨谱图；定性能力好于QqQ；速度快，适合于生命科学的大分子量复杂样品分析。缺点：成本高；需要仔细维护。典型产品：Agilent 6545 Q-TOF LC/MS 系统：更高的分离能力和灵敏度，比前代的常规分析仪器高 5 倍，快速强大的自动调谐功能，在小分子化合物分析方面可获最佳结果。布鲁克impact II四极杆飞行时间质谱仪：50 GBit/sec 的采样速率，高分辨率下的稳定性数据采集也没问题，适合高通量定量方面的应用。这一点是德国布鲁克的Maxis超高分辨QTOF的卖点——在每秒20谱图的速度下保持6万分辨力。

离子阱-飞行时间质谱，Trap TOF
以3D离子阱作为质量选择器和反应器，结合了离子阱的多级质谱能力和飞行时间质谱的高分辨能力。优点：同时具有多级串级和高分辨能力，适合于未知样品的定性工作，如糖蛋白的定性。缺点：由于离子阱容量限制，对于混合样品的灵敏度欠佳；定量能力弱。典型产品：岛津LCMS-IT-TOF质谱仪：貌似200万以上？用过的同学表示这个仪器作精确分子量挺不错的，不用lock mass。但软件界面太多，有点挤，买个超大的显示器24寸以上比较好。这个仪器MSMS碎片不是太丰富，正负极可以高速切换。磁质谱，Sector MS


磁质谱的定量能力是各种质谱中最强的。现在已较少使用，仅用于地质元素和痕量二噁英的检测。优点：技术经典、成熟，NIST等MS库采用的仪器；分辨力非常好（100k，m/&Delta m FWHM），干扰少；灵敏度高，定量能力是各种质谱中最好的。缺点：体积、重量大；售价很高；速度慢；维护复杂，很费电。典型产品：英国MSI的AUTOCONCEPT GC-MS：Autoconcept比任何同类产品占用更少的场地面积，无需额外的分析实验室空间。在同类产品中Autoconcept以最小尺寸而著称。傅立叶变换质谱仪，FT-ICR-MS


质谱中的贵族，质量精度超级好，几个月都不需要校正。但是价格也是贵的让人心寒啊。傅立叶变换质谱仪的分辨能力最高，常作为高端科学研究的装备。优点：能够做多级串级，定性能力极好；分辨力极高；灵敏度很好。缺点：体积重量大；售价极高；速度也较慢；维护费用非常昂贵。典型产品：布鲁克solariX XR傅立叶变换质谱仪——超高分辨FT-ICR MS：提供罕见的全范围离子稳定性和高达千万级的研究极分辨率，对化合物同位素精细结构进行深入分析，获得确认元素组成的详细信息。静电场傅立叶变换质谱，Orbitrap优点：高分辨，60k～120kFWHM，质量精度高；相对FT-ICR而言，价格稍低（～450kUSD）。缺点：不能单独做串级；分辨力、灵敏度、质量稳定性等离FT-ICR还有距离。典型产品：Thermo Orbitrap系列质谱；Thermo Scientific Q Exactive GC Orbitrap GC-MS/MS系统：不仅具有三重四杆GC-MS的定量能力，还具备Orbitrap技术才能提供的高质量精度、全扫描高分辨率、准确质量数能力。Orbitrap和FT-ICR-MS的技术比较：Orbitrap与原有的“超导磁铁傅立叶变换离子回旋共振质谱”（SC FT-ICR-MS，常说的FTMS）有类似的地方也有许多不同。Orbitrap相当于一台轻量级FTMS，它的维护简单，相当于TOF；指标方面略逊于FTMS，但是比一般质谱要好。Orbitrap的分辨力比FTMS低。两种质谱的采样速度相当，但比TOF和四极杆、离子阱慢的多。Orbitrap和FTMS都可以通过减少采样时间来提高速度，但这是以牺牲分辨力为代价的。

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