
【化】 Fourier transform mass spectrometer; FTMS
【計】 Fourier transform
【醫】 mass spectrometer
傅裡葉變換質譜計(Fourier Transform Mass Spectrometer,FT-MS)是一種基于傅裡葉變換原理的高分辨率質譜分析儀器。其核心原理是通過測量離子在磁場中的回旋頻率,利用傅裡葉變換将時域信號轉換為頻域信號,進而計算離子的質荷比(m/z)。該技術最早由Marshall和Comisarow于1974年提出,現已成為蛋白質組學和代謝組學研究的關鍵工具。
從漢英詞典角度解析:
傅裡葉變換(Fourier Transform)
數學上将複雜時域信號分解為頻域分量的積分變換,滿足公式:
$$ X(omega) = int_{-infty}^{infty} x(t)e^{-jomega t} dt $$
該算法大幅提升了質譜的分辨率(可達1,000,000以上)[來源:Encyclopaedia Britannica]。
質譜計(Mass Spectrometer)
由離子源、質量分析器和檢測器組成,通過電磁場分離帶電粒子。傅裡葉變換質譜計特指采用傅裡葉變換離子回旋共振(FT-ICR)或軌道離子阱(Orbitrap)技術的設備[來源:Analytical Chemistry期刊]。
技術優勢
當前主流設備如Thermo Scientific的Orbitrap系列,已廣泛應用于藥物代謝産物鑒定和生物标志物發現領域。其工作原理符合國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)對質譜計的定義标準[來源:IUPAC官網]。
傅裡葉變換質譜計(Fourier Transform Mass Spectrometer, FTMS)是一種基于離子回旋共振(ICR)原理的高性能質譜儀器,結合了傅裡葉變換技術與計算機數據處理,主要用于高精度分析化合物的分子量和結構信息。以下從原理、特點和應用三方面進行詳細解釋:
離子回旋共振
離子在均勻磁場中作回旋運動,其頻率與質荷比(m/z)成反比。當施加特定頻率的射頻電場時,離子發生共振,運動半徑增大并産生可檢測的電流信號。
數學關系為:
$$
omega = frac{qB}{m}
$$
其中,(omega) 為回旋頻率,(q) 為電荷量,(B) 為磁場強度,(m) 為離子質量。
信號檢測與傅裡葉變換
所有離子同時被激發後,通過檢測其産生的時域電流信號,利用傅裡葉變換将信號轉換為頻域譜圖,再進一步轉換為質譜圖。
高分辨率與靈敏度
分辨率可達百萬級别,能精确區分質量差異極小的離子,檢測限低至皮克(pg)級。
多級質譜能力(MSⁿ)
支持5-6級子離子譜分析,適用于複雜結構的解析。
廣泛兼容性
可與多種離子化技術聯用,如電噴霧離子化(ESI)和基質輔助激光解吸離子化(MALDI),適用于生物大分子分析。
生物大分子研究
用于蛋白質組學、代謝組學中的分子量測定、翻譯後修飾分析等。
有機化學與藥物開發
分析小分子化合物結構、反應中間體及藥物代謝産物。
環境與材料科學
檢測複雜混合物中的痕量成分,如污染物或高分子材料組成。
傅裡葉變換質譜計通過時域信號轉換實現高分辨率,而傳統質譜(如四極杆、TOF)依賴空間或時間分離離子,分辨率較低。
如需更詳細的儀器參數或應用案例,、中的技術說明。
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