
【化】 Fourier transform mass spectrometer; FTMS
【计】 Fourier transform
【医】 mass spectrometer
傅里叶变换质谱计(Fourier Transform Mass Spectrometer,FT-MS)是一种基于傅里叶变换原理的高分辨率质谱分析仪器。其核心原理是通过测量离子在磁场中的回旋频率,利用傅里叶变换将时域信号转换为频域信号,进而计算离子的质荷比(m/z)。该技术最早由Marshall和Comisarow于1974年提出,现已成为蛋白质组学和代谢组学研究的关键工具。
从汉英词典角度解析:
傅里叶变换(Fourier Transform)
数学上将复杂时域信号分解为频域分量的积分变换,满足公式:
$$ X(omega) = int_{-infty}^{infty} x(t)e^{-jomega t} dt $$
该算法大幅提升了质谱的分辨率(可达1,000,000以上)[来源:Encyclopaedia Britannica]。
质谱计(Mass Spectrometer)
由离子源、质量分析器和检测器组成,通过电磁场分离带电粒子。傅里叶变换质谱计特指采用傅里叶变换离子回旋共振(FT-ICR)或轨道离子阱(Orbitrap)技术的设备[来源:Analytical Chemistry期刊]。
技术优势
当前主流设备如Thermo Scientific的Orbitrap系列,已广泛应用于药物代谢产物鉴定和生物标志物发现领域。其工作原理符合国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)对质谱计的定义标准[来源:IUPAC官网]。
傅里叶变换质谱计(Fourier Transform Mass Spectrometer, FTMS)是一种基于离子回旋共振(ICR)原理的高性能质谱仪器,结合了傅里叶变换技术与计算机数据处理,主要用于高精度分析化合物的分子量和结构信息。以下从原理、特点和应用三方面进行详细解释:
离子回旋共振
离子在均匀磁场中作回旋运动,其频率与质荷比(m/z)成反比。当施加特定频率的射频电场时,离子发生共振,运动半径增大并产生可检测的电流信号。
数学关系为:
$$
omega = frac{qB}{m}
$$
其中,(omega) 为回旋频率,(q) 为电荷量,(B) 为磁场强度,(m) 为离子质量。
信号检测与傅里叶变换
所有离子同时被激发后,通过检测其产生的时域电流信号,利用傅里叶变换将信号转换为频域谱图,再进一步转换为质谱图。
高分辨率与灵敏度
分辨率可达百万级别,能精确区分质量差异极小的离子,检测限低至皮克(pg)级。
多级质谱能力(MSⁿ)
支持5-6级子离子谱分析,适用于复杂结构的解析。
广泛兼容性
可与多种离子化技术联用,如电喷雾离子化(ESI)和基质辅助激光解吸离子化(MALDI),适用于生物大分子分析。
生物大分子研究
用于蛋白质组学、代谢组学中的分子量测定、翻译后修饰分析等。
有机化学与药物开发
分析小分子化合物结构、反应中间体及药物代谢产物。
环境与材料科学
检测复杂混合物中的痕量成分,如污染物或高分子材料组成。
傅里叶变换质谱计通过时域信号转换实现高分辨率,而传统质谱(如四极杆、TOF)依赖空间或时间分离离子,分辨率较低。
如需更详细的仪器参数或应用案例,、中的技术说明。
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