推进直接质谱方法研究构建江西质谱创新高地——记“直接质谱分子电离原理与方法学研究”项目.pdf

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1、观奖台lObservation【2013年度江西省自然科学奖一等奖】推进直接质谱方法研究构建江西质谱创新高地记“直接质谱分子电离原理与方法学研究”项目质谱仪器是科学研究、工业生产、制备待测物离子是质谱响应，而对中性物质则“视而不见”。可日常生活领域中关键信息的提供者，分析的首要前提见，让待测物分子带电是进行质谱分是痕量物质定性和定量分析不可或缺析的前提。所以，国际上一直认为能够的精密工具，是人类认识物质世界的质谱(MassSpectrometry)，通制备待测物离子的部分，即离子源，是首要眼睛，

2、是提升国家原始创新力和常是指广泛应用于各个学科领域中通质谱仪器的“心脏”。离子化技术对质推动社会发展的有力工具。自质谱学过制备、分离、检测气相离子来鉴定化谱分析的灵敏度、分辨率等核心技术诞生以来，以约每20年获一次诺贝尔合物的一种专门技术。质谱仪器则泛指标起着重要作用。因此，使中性物质奖的频率，在百余年的历史中先后6次指各种应用于实施质谱分析的仪器。转变成带电粒子的基础理论、仪器装获得诺贝尔奖，极大地推动了化学、生一般而言，质谱仪器均包括4个必要的置和方法研究则成为质谱学本身的核物、医药、环境等

3、领域的发展。然而，组成部分，即离子源、质量分析器、检心研究内容之一。在实际样品分析时，一般需经繁复冗测器及真空系统。质谱仪器的基本工长的样品预处理过程，导致分析效率作原理是使试样分子在离子源中发生直接获取实际样品分子低下，严重限制了质谱技术的发展。电离，生成不同质荷比的离子，经加速的离子是困扰质谱分析的难题由东华理工大学完成的“直接质电场的作用，形成离子束，进入质量分谱分子电离原理与方法学研究”项析器。在质量分析器中，根据质量分在质谱技术发展的历史上，先后目，围绕如何提高含有复杂基体的实析器原理

4、的不同，可利用电场或磁场出现过多种经典的电离技术，包括电际样品电离过程的离子化效率及选择使不同质荷比的离子在空间上或时间子轰击电离(El】、化学电离(C1)等。性这一关键科学问题，着重研究了能上分离，将它们分别聚焦到检测器，转这些技术一般需要在较高的真空条件量与电荷在常压、多相、多维复杂基化为电信号，再经过计算机处理后输下才能够进行，对样品有不少限制。后体样品分子中传递的特殊性和规律出按照质荷比的大小顺序排列的质谱来虽然发展了常压化学电离(APCI)质性，突破了经典电离理论的限制，发图。在质谱图

5、中，谱峰的位置与物质分谱技术，但是仍然难以分析生命大分展出能够在无需处理复杂样品预的子的种类(含结构信息)有关，而谱峰子等具有重要生命科学意义的物质。前提下直接对实际样品中的痕量待测的强弱则与物质分子的浓度(或分压)20世纪80年代中后期发明的电喷雾物分子进行定性识别及定量检测的相关。因此，质谱方法相对于其他分析电离(ESI)与基质辅助激光解析电离直接质谱分析方法，解决了经典质谱方法具有更高的灵敏度与定性能力。所(MALDI)技术，将质谱技术成功应用分析技术无法对复杂基体样品快速、以，质谱技术一

6、直作为痕量分析科学到生命大分子的分析，使生命科学中实时、在线、原位、活体分析的瓶颈问家首选的分析手段而被广泛应用。最热门、最重要的蛋白质组学研究成题。该项目荣获2013年度江西省自然由质谱的工作原理可知，质谱仪为可能。这2项技术也于2002年一起获科学奖一等奖。器仅仅对带电的粒子具有高灵敏度的得了当年的诺贝尔化学奖。但是，不管54ll闻科技奖I动CHINAAWARDSFORSCIENCEANDTECHNOLOGY是EI还是ESI或其他经典技术，都只能车站的调控作用就可以更加有效地将多种，在直接质

7、谱分析方法研究领分析经过处理后的样品，而对尿液、血不同类型的货物从出发点运输到目的域做了大量的系统性研究工作。近年液、组织等含有复杂基体的实际样品地。类似地，一个调谐电路通过多个来，实验室发展了表面解吸常压化学无法进行直接质谱分析。可是，在实际调节点进行调节才能够获得理想的工电离源(DAPC1)、电喷雾萃取电离源应用中，越来越要求检测手段可以做到作效果，而三峡大坝通航时需要多级(EESI)等对固、液、胶、气等形态复实时、在线、原位甚至活体分析，这些船闸进行水位的分步调控，以实现货杂基体样品直接电

8、离的新装置，并创经典技术因需要繁杂的前处理过程，船上／下游通行。这些都是生活、生产新了复杂基体样品直接质谱分析方法无法满足对复杂基体样品进行直接质中分步调控以获得更加理想的效果的体系，解决了传统质谱分析技术无法谱分析的需要。实际例子。在直接质谱分析时，可以通对复杂基体样品快速、实时、在线、原过分步调控能量与电荷借助分子在能位、活体分析的瓶颈问题。直接质谱方分步调控能倚传递足A量源及待测物之间的传递，从而实现法具有灵敏度高、样品用量少、分析速接电离实际样-IfI的』-效途径待测物分子的直接电离。比