Войти
Тройной квадрупольный масс-спектрометр Waters Quattro II (в центре). Эта фотография была сделана в старом помещении для масс-спектрометрии в лаборатории Уитмора при Университете штата Пенсильвания. 
Квадрупольный трехквадрупольный масс-спектрометр Waters TQ-S A трехквадрупольный масс-спектрометр (TQMS ), представляет собой тандемный масс-спектрометр, состоящий из двух последовательно соединенных квадрупольных масс-анализаторов с (без разрешения по массе) радиочастотой (RF) - только квадрупольным между ними, чтобы действовать как ячейка для диссоциации, вызванной столкновением. Эта конфигурация часто обозначается аббревиатурой QqQ, здесь Q 1q2Q3.
Расположение трех квадруполи были впервые разработаны Дж. Д. Моррисоном из Университета ЛаТроб, Австралия, с целью изучения фотодиссоциации ионов газовой фазы. После контакта с профессором Кристи Г. Энке и его тогдашним аспирантом Ричардом Йостом, линейное расположение трех квадруполей Моррисоном позволило исследовать конструкцию первого трехквадрупольного масс-спектрометра. В последующие годы первый коммерческий трехквадрупольный масс-спектрометр был разработан в Университете штата Мичиган Энке и Йостом в конце 1970-х годов. Позже было обнаружено, что трехквадрупольный масс-спектрометр можно использовать для изучения органических ионов и молекул, что расширяет его возможности в качестве метода тандемной МС / МС.
Патент Пола 2939952 Рис. 125>По сути, тройной квадрупольный масс-спектрометр работает по тому же принципу, что и одноквадрупольный масс-анализатор . Каждый из двух массовых фильтров (Q1 и Q3) содержит четыре параллельных цилиндрических металлических стержня. И Q1, и Q3 управляются постоянным током (dc) и радиочастотным (RF) потенциалами, в то время как ячейка столкновения q подвергается воздействию только RF-потенциала. ВЧ-потенциал, связанный с ячейкой столкновений (q), позволяет всем выбранным ионам проходить через нее. В некоторых приборах обычная квадрупольная ячейка столкновения заменена гексапольной или октопольной ячейкой столкновения, что повышает эффективность.
В отличие от традиционных методов МС, методы МС / МС позволяют проводить массовый анализ последовательно в разных регионах. инструментов. TQMS следует схеме тандем-в-пространстве из-за ионизации, отбора первичной массы, диссоциации, вызванной столкновением (CID), анализа массы фрагментов, образовавшихся во время CID, и обнаружения, происходящего в отдельных сегментах прибора. Секторные инструменты имеют тенденцию превосходить TQMS по разрешающей способности и диапазону масс. Однако преимущество тройного квадруполя в том, что он дешевле, прост в эксплуатации и очень эффективен. Кроме того, при работе в выбранном режиме мониторинга реакции TQMS имеет превосходную чувствительность обнаружения, а также количественную оценку. Тройной квадруполь позволяет изучать низкоэнергетические низкомолекулярные реакции, что полезно при анализе небольших молекул.
Настройки, связанные с выбором значений m / z в обоих массовых фильтрах тройной квадрупольный масс-анализатор Устройство TQMS позволяет выполнять четыре различных типа сканирования: сканирование ионов-предшественников, сканирование нейтральных потерь, сканирование ионов продуктов и мониторинг выбранных реакций.
При сканировании продукта первый квадруполь Q 1 устанавливается для выбора иона известной массы, который фрагментируется в q 2. Затем третий квадруполь Q 3 настраивается на сканирование всего диапазона m / z, предоставляя информацию о размерах сделанных фрагментов. Структура исходного иона может быть выведена из информации о фрагментации иона. Этот метод обычно выполняется для идентификации переходов, используемых для количественной оценки тандемной МС.
При использовании сканирования прекурсора определенный ион продукта выбирается в Q 3, а массы прекурсора сканируются в Q 1. Этот метод является селективным для ионов, имеющих определенную функциональную группу (например, фенильную группу), высвобождаемых в результате фрагментации в q 2.
В методе сканирования нейтральной потери как Q 1 и Q 3 сканируются вместе, но с постоянным смещением массы. Это позволяет избирательно распознавать все ионы, которые в результате фрагментации по q 2 приводят к потере данного нейтрального фрагмента (например, H 2 O, NH 3). Подобно сканированию ионов предшественников, этот метод полезен для селективной идентификации близкородственных соединений в смеси.
При использовании режима мониторинга выбранной реакции (SRM) или мониторинга множественных реакций (MRM), оба Q 1 и Q 3 установлены на определенную массу, что позволяет обнаруживать только отдельный ион-фрагмент от определенного иона-предшественника. Этот метод приводит к повышенной чувствительности. Если Q 1 и / или Q 3 настроены на более чем одну массу, такая конфигурация называется мониторингом множественных реакций.
Схема тройной квадрупольный масс-спектрометр В TQMS можно использовать несколько методов ионизации. Некоторые из них включают ионизацию электрораспылением, химическую ионизацию, электронную ионизацию, химическую ионизацию при атмосферном давлении и матричный лазер. десорбционная ионизация, все из которых производят непрерывную подачу ионов.
И первый масс-анализатор, и коллизионная ячейка непрерывно подвергаются воздействию ионов от источника независимо от времени. Как только ионы попадают в третий масс-анализатор, зависимость от времени становится важным фактором. Первый квадрупольный массовый фильтр, Q1, является основным селектором m / z после того, как образец покидает источник ионизации. Любые ионы с отношением массы к заряду, отличным от выбранного, не будут допущены к проникновению в Q1. Коллизионная ячейка, обозначенная как «q», расположена между Q1 и Q3, там, где фрагментация образца происходит в присутствии инертного газа, такого как Ar, He или N2. Характерный дочерний ион образуется в результате столкновений инертного газа с аналитом. После выхода из ячейки столкновений фрагментированные ионы затем перемещаются на второй квадрупольный фильтр масс, Q3, где снова может произойти выбор m / z.
Поскольку тройной квадруполь представляет собой сканирующий инструмент, тип системы обнаружения, которую он использует, должен быть способен обнаруживать ионы по одному m / z за раз. Один из наиболее распространенных детекторов, электронный умножитель , часто используется в паре с тройным квадруполем. Электронный умножитель обеспечивает более быстрое время отклика, повышенную чувствительность и более высокий коэффициент усиления. Однако у них ограниченный срок службы из-за перегрузки. Использование TQMS обеспечивает повышенную избирательность, лучшую точность и воспроизводимость; все это ограничено в одноквадрупольных масс-анализаторах.
Трехквадрупольный масс-спектрометр обеспечивает повышенную чувствительность и специфичность, что приводит к более низким пределам обнаружения и количественного определения. По этим причинам использование TQMS является жизненно важным преимуществом в области метаболизма лекарств, фармакокинетики, экологических исследований и биологических анализов. В большинстве исследований фармакокинетики и фармакокинетики животных, таких как крысы, принимают новое лекарство, чтобы выяснить, как это вещество метаболизируется в организме. Анализируя мочу или плазму крысы с помощью тройного квадруполя, соединенного с жидкостной хроматографией, можно определить концентрацию и характер фрагментации нового лекарства. В экологических и биологических исследованиях тройной квадруполь полезен для количественных исследований, которые включают определение того, присутствуют ли определенные вещества в образце. Одним из наиболее распространенных применений тройного квадрупольного масс-анализатора является структурное выяснение, которое предоставляет информацию о моделях фрагментации. Однако масс-спектр дает только информацию о фрагментации, а этого недостаточно для полного определения структуры молекулы или соединения. Таким образом, с целью выяснения структуры он сочетается с данными, полученными с помощью других аналитических методов, таких как спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и инфракрасная спектроскопия (ИК), для более точного анализа.
