質(zhì)譜領(lǐng)域有何發(fā)展 未來我們有期待

　01小型質(zhì)譜其實質(zhì)譜儀的小型化老早也開始了，只不過限于市場的需求，沒引起足夠多的關(guān)注。隨著最近這些年，食品安全，環(huán)境污染，公共安全，軍事等領(lǐng)域極大需求。越來越多的人開始研究各式各樣的小型化質(zhì)譜儀器，目前除了難以小型化的幾種質(zhì)譜類型，像是磁扇形質(zhì)譜，傅里葉變換-離子回旋共振質(zhì)譜(FT-ICRMS)和軌道阱質(zhì)譜(orbitrap)之外，其他像四級桿，離子阱，飛行時間都有很多實驗室和公司在做。
　　
　　01小型質(zhì)譜
　　
　　其實質(zhì)譜儀的小型化老早也開始了，只不過限于市場的需求，沒引起足夠多的關(guān)注。
　　
　　隨著最近這些年，食品安全，環(huán)境污染，公共安全，軍事等領(lǐng)域極大需求。
　　
　　越來越多的人開始研究各式各樣的小型化質(zhì)譜儀器，目前除了難以小型化的幾種質(zhì)譜類型，像是磁扇形質(zhì)譜，傅里葉變換-離子回旋共振質(zhì)譜(FT-ICRMS)和軌道阱質(zhì)譜(orbitrap)之外，其他像四級桿，離子阱，飛行時間都有很多實驗室和公司在做。尤其是四級桿和離子阱現(xiàn)在已經(jīng)有不少商業(yè)化的儀器了。印象比較深的是2013年參加ASMS時，看到美國一家叫908device的公司出了一款手持式的小型離子阱質(zhì)譜，大小和打標(biāo)機(jī)相仿，界面極友好，給消防員用，方便及時了解火災(zāi)現(xiàn)場易爆易燃，有毒有害氣體的快速檢測。另外，它的離子阱質(zhì)量分析器做成了非常易于裝卸和維護(hù)的模塊，已經(jīng)非常接近易耗品的標(biāo)準(zhǔn)了。而且它的離子阱是用MEMS工藝制作的，如果能上量的話，成本會非常低。相比目前市場上較為人所知的Torion，Inficon，聚光(Mars400)等，908device算是往前又多走了一大截。另外，purdue大學(xué)歐陽證教授實驗室最近一兩年出的mini12也改變了過去單純把儀器做小的思路，聽說現(xiàn)在在美國的醫(yī)院有了試點，可以快速鑒定血樣，而儀器的使用界面想必傳統(tǒng)的質(zhì)譜又變得非常平易近人。因此，業(yè)界近幾年不少人對質(zhì)譜未來發(fā)展的看法是，1往大型的多功能高通量高靈敏度的儀器發(fā)展(總之三個字，高大上!);2往小型化發(fā)展。而后者的意義正如上面提到的不僅僅是在于把質(zhì)譜變得更小，更深層的意義應(yīng)該是向大眾普及，降低質(zhì)譜儀的使用門檻，進(jìn)而擴(kuò)大使用范圍。當(dāng)然，現(xiàn)在小型質(zhì)譜還有一些瓶頸要克服，像是定量能力，不過這都只是暫時的，相信將來會是一片很光明的前景。
　　
　　02高端質(zhì)譜
　　
　　這些年發(fā)展起來的一些高端儀器，要么是有了新的突破，要么是和其他技術(shù)聯(lián)用。
　　
　　新的突破比如軌道阱，這個是俄羅斯的makarov博士基于kindontrap發(fā)展的一種靜電質(zhì)量分析器，其特點是有極高的質(zhì)量分辨率，遠(yuǎn)超除FT-ICR以外所有類型的質(zhì)譜儀器。目前，軌道阱是Thermo的獨有技術(shù)，算是一枝獨秀。
　　
　　和其他技術(shù)的聯(lián)用技術(shù)，典型的例子是各式的遷移譜和質(zhì)譜的聯(lián)用。遷移譜一直被業(yè)內(nèi)通俗的稱為大氣壓下的質(zhì)譜，其特點是可以依據(jù)離子的遷移率(主要反映離子的碰撞截面積，間接反映離子的尺寸和結(jié)構(gòu))把離子在空間或者時間上分開。當(dāng)然，也有根據(jù)遷移率在高電場和低電場下的差別進(jìn)行分離的，稱之為差分遷移譜或高場不對稱離子遷移譜。一旦遷移譜和質(zhì)譜聯(lián)用，主要可以實現(xiàn)兩個用途，一是離子的初步分離，二是離子的遷移率測量或者碰撞截面的測量，好處在于可以便于離子結(jié)構(gòu)的解析，在蛋白組學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用極廣。遷移譜和質(zhì)譜的聯(lián)用可以用色譜和質(zhì)譜的聯(lián)用類比，色譜一樣也可以對樣品組分進(jìn)行初步分離，同時可以得到色譜圖。不過，離子遷移譜優(yōu)于色譜的地方在于，分析速度遠(yuǎn)快于色譜的速度，至少是一個數(shù)量級的差別。另外，離子的結(jié)構(gòu)信息，目前各類分析儀器中，除了色譜之外，很少有能提供直接，且通用性比較好的方法。從我參加的各類會議以及和質(zhì)譜用戶的直接交流中感覺，國內(nèi)很多做質(zhì)譜的工作者，對于離子遷移譜了解的非常少。目前，各大質(zhì)譜廠商都已經(jīng)有了自己遷移譜技術(shù)，并且多已商業(yè)化。像是waters的synapt系列產(chǎn)品，agilent的6560，Sciex的SelexIon等。相信未來離子遷移譜會是高端質(zhì)譜的一個標(biāo)配。當(dāng)然獨立的離子遷移譜儀器本身也一定會有不錯的發(fā)展。
　　
　　03敞開式質(zhì)譜
　　
　　國內(nèi)學(xué)者是這么叫的，英文叫AmbientMassSpectrometry;
　　
　　這類質(zhì)譜主要是在LCMS中使用了AmbientIonizationSource取代了原本的ESI和APCI，從而去掉了LC這一部分，可以在大氣壓下直接對未處理或者半處理的樣品進(jìn)行解吸、電離，這類技術(shù)的特點就是一個字，快!!!。因此，它至少在以下領(lǐng)域大大拓展了質(zhì)譜的應(yīng)用范圍：
　　
　　a.便攜質(zhì)譜和車載質(zhì)譜用于現(xiàn)場分析(不便于把樣品帶到實驗檢測的場合);
　　
　　b.樣品快速篩查(藥品，違禁品，刑偵檢測，公共安全，等);
　　
　　c.實際樣品中待測成分的成像研究(比如腫瘤細(xì)胞在組織內(nèi)的分布研究，古董的鑒定，藥物靶向治療和代謝研究，等);
　　
　　d.還有化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的研究，及其他。
　　
　　比較有名且應(yīng)用較廣的AmbientIonizationSource有諸如，DART，DESI，LDI,DBDI，其余的各式各樣的離子源多是基于這幾種離子源的一些變體，有很多也很有特點。
　　
　　基于質(zhì)譜行業(yè)相較于其他行業(yè)較為狹小，因此學(xué)者感覺發(fā)展相對還是比較緩慢。但隨著國家不斷建設(shè)發(fā)展，質(zhì)譜在科研領(lǐng)域的地位也會越來越高，人們會靜下心來研究新機(jī)理，未來十幾二十年的質(zhì)譜領(lǐng)域一定會有更新更快更強(qiáng)的發(fā)展!