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标题:[未解决]QQQ与Q-TOF的区别

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zhufangwei[使用道具]
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QQQ与Q-TOF的区别

QQQ与Q-TOF的区别在哪里呢,是不是最后的Q被TOF代替了,其他都一样,那么Q-TOF能够像QQQ一样在使用选择性离子监测(MRM)定性定量药物么。

我看了一篇文献,使用的Q-TOF(waters)分析药物,在质谱条件那一块提到“使用正离子模式,质谱扫描范围为100-500,起始时间0.5分钟,结束时间10分钟,碰撞能量为15eV,锥电压为35V,源温度设为120度。M药物定量总离子为402.17、384.16和264.1,d5-M总离子为m/z 407.2、389.19和267.12”。

对这个质谱条件不是很理解,它好像使用的是SIM模式,对药物分析为什么没有说明是离子对,难道不能做MRM么,不太理解,高手赐教啊,谢谢!!!
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fsciq[使用道具]
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正如LZ所说,QqQ与Q-TOF的区别在于第三级分析器,前者为Q,后者为TOF。
四极质谱分析器与飞行时间质谱分析器的工作原理请参见有关专业书籍。

第三级为Q,就具有四极分析器的功能,可以做选择离子检测,
再配合上第一级的四极分析器,就可以做多反应离子监测(MRM)检测。

第三级为TOF,具有飞行时间质谱分析器的功能,无法做选择离子检测,因此也就无法做MRM。

你所看文献的Q-TOF参数,有几个是液质通用的参数,
如:碰撞能量为15eV,锥电压为35V,源温度设为120度等。
TOF定性多用精确质量数检测,文献中离子质量精确到了小数点后第二位。
所选的几个离子应该是该药物的几个特征碎片离子,并采用内标物质量校准后最终定性。
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  • miracle   2008-12-14 21:51  专家分  +3   非常感谢你建议分享。
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zhufangwei[使用道具]
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回复 #2 fsciq 的帖子

确实没有这方面相关的资料,TOF和Q的地位是等同的话应该可以理解为Q-TOF和QQQ地位是一样的吧,既然QQQ能做MRM,Q-TOF为什么不能,上面资料里它究竟用的是什么,SIM么,为什么前面还有“质谱扫描范围为100-500”,请您帮忙解答。
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  • miracle   2008-12-14 21:51  可用分  +2   及时回应,鼓励一下。
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fsciq[使用道具]
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四极质谱分析器是直流电压+射频电压形成四极场,将不同质量的离子分离、排列、检测。
因此,可以设定参数,对特定离子进行扫描、检测。

飞行时间质谱分析器是脉冲电场推斥所有离子,靠离子质量大小、跑的快慢将离子分离、排列、检测。
所以,无法选择离子检测,只能选择扫描范围。
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  • miracle   2008-12-14 21:52  专家分  +3   thank you.great advice!
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aa_tang[使用道具]
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回复 #3 zhufangwei 的帖子

楼主的问题,实质上是涉及到几种质量分析器的原理及功能。

四极杆分析器(由四根平行的棒状电极组成而得名),将4楼 fsciq 老师说言具体起来就是——离子束在与棒状电极平行的轴上聚焦,一个直流固定电压(DC)和一个射频电压(RF)作用在棒状电极上,两对电极之间的电位相反。对于给定的直流和射频电压,特定质荷比的离子在轴向稳定运动,其他质荷比的离子则与电极碰撞湮灭。将DC和RF以固定的斜率变化,可以实现质谱扫描功能。可以参照下面这个链接:
复旦大学创新科学仪器工程中心生物质谱小组 » 质谱课件 » 四极场分析器原理
cuturl('http://biomass.fudan.edu.cn/QTheory.ashx')

三重四极杆 triple quadrupole ,规范的简称应该是QqQ,而不是QQQ,因为中间q的作用是聚焦和碰撞。

飞行时间分析器time-of-flight,其原理是具有相同动能,不同质量的离子,因其飞行速度不同而分离。如果固定离子飞行距离,则不同质量离子的飞行时间不同,质量小的离子飞行时间短而首先到达检测器。各种离子的飞行时间与质荷比的平方根成正比。离子以离散包的形式引入质谱仪,这样可以统一飞行的起点,依次测量飞行时间。离子包通过一个脉冲或者一个栅系统连续产生,但只在一特定的时间引入飞行管。

Qq-TOF,四极杆质量分析器-高性能碰撞室-飞行时间分析器串联质谱,就是将 四极杆 飞行时间分析器串起来,确切地讲,简称应该是Qq-TOF才对,如楼主所言,QqQ与Qq-TOF的区别在于第三级分析器,前者为Q,后者为TOF。


Qq-TOF,所具有的高分辨性能,主要通过TOF来实现,而此时的Qq 则用作Precursor ion selection。

An introduction to quadrupole–time-of-flight mass spectrometry
cuturl('http://www.spectroscopynow.com/FCKeditor/UserFiles/File/specNOW/JMS36849.pdf')



走题了,有些咬文嚼字。。。。

[ 本帖最后由 aa_tang 于 2008-12-14 20:12 编辑 ]
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简单的说,MRM只是一种扫描的方式,它是针对四极杆的特性而出来的名词儿,其实就是双SIM,即第一个四极杆也是SIM方式,第三个四极杆也是SIM方式(中间的那个是碰撞池)。

为什么要这么做,是因为四极杆扫一段质量范围(比如扫100~500 amu)的性能不是很好(灵敏度比较低)。但四极杆的SIM特别好,三重四极杆充分利用了这个性能,用了双SIM,即MRM,就可以获得很好的灵敏度。比如,你举的这个例子,在三重四极杆中做MRM(只扫一个质量数),比子离子扫描100~500 amu的范围,灵敏度要高400倍(500-100=400)。

TOF和离子阱就跟四极杆不同了,他们扫一段质量范围的性能很好(灵敏度很高),而在TOF和离子阱中,用SIM和用扫一段质量范围,其实性能都是一样的(即根本不存在上述400倍的关系,而是灵敏度基本相等),所以,就没有特别地强调SIM或双SIM(MRM)。


你看的那个实验,用的条件类似于三重四极杆中观测药物M的子离子扫描条件,但做的是定量。定量的数据处理中(比如做子离子的提取离子色谱图),可以用单独的一个离子的峰面积定量,也可以用三个离子的总面积定量(一般,考虑三个离子的比只考虑一个离子的精密度好一些)。

如果是三重四极杆做100~500 amu的扫描,灵敏度就比较差。所以,同样做定量,三重四极杆不会这么做,而是用MRM做,比如选三个通道,M-402.17,M-384.16,M-264.1


这个实验,证明了用Q-TOF(其实用离子阱也是这么做的)也可以定量。只不过因为不是四极杆,所以选择的模式不一样,具体来说,如果纯粹从定量来考虑,不管是精密度、动态范围还是速度,都会比三重四极杆差一些。

Q-TOF、离子阱的强项在于定性,比如检测药物的代谢物。你并不知道M会产生什么代谢物的时候,用三重四极杆是不合适的(比如你用三重四极杆做100~500 amu的子离子扫描,打个比方,比较弱的信号264.1根本就检测不到),这时,用Q-TOF、离子阱就好很多。

[ 本帖最后由 Helen123 于 2008-12-15 00:32 编辑 ]
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原理其实前面有专家讲过了,我只是尽量再说得形象些。

(1)四极杆做质量选择,任何时候,都是精确地设定RF电场,让不同质量的离子一个一个依次通过。比如做扫描100~500 amu,就是,第一个时间99.5~100.5 的离子通过,第二个时间100.5~101.5通过,第三个时间101.5~102.5通过......,如果选择402做SIM时,就是其它的全不做了,一直只让通过401.5~402.5通过。

(2)TOF做质量选择像跑步比赛,就是把所有离子拉到一条起跑线上,先把能量都降到0,再给他们同样一个能量E(这个E跟离子带的电荷有关,我们暂且把E认为是电势差V×电荷数z),根据E=1/2 mv2的公式(v是初始速度),不同m/z的离子获得的速度v就不一样,这样,一声令下,所有离子一起跑一样的距离,到达的时间就有差别,而根据公式完全就可以换算成不同的m/z。

所以,TOF是很难设定SIM的(我印象中TOF-TOF的第一级,选母离子就选得不准,大概选400,399~401就都被选上了,而Q-TOF用Q来选母离子,就准很多),因为总是一批离子站好队一起跑的。当然,跑的时候,下一批离子就不能再跑了,所以,TOF是脉冲式的,而不是连续离子流的。


(3)离子阱还稍复杂一些,前面有个门,先放进来一批离子,然后关上门,离子在里面稳定下来,然后,把后门打开,把不要的离子放出去,就选择了一个离子(跟SIM有点像),如果只要做SIM,等其它离子都放完了,就再把这个选择的离子放出去检测。如果还要做MS/MS,就把这个被选的离子打碎,再把所有碎片一个一个放出离子阱检测。

所以,离子阱做MRM,其实没有性能的提高,因为反正都是这个母离子产生的子离子放出去的,你是选一个检测,还是选几个检测,灵敏度都一样。

因为离子阱存储了离子,所以,扫描的灵敏度就强很多,不管是一级的全扫描,还是MS/MS全扫描,灵敏度都比四极杆的全扫描好得多。当然,前面的离子进口门关闭后,才能做后面的事情,因此它也不是连续流动的,而是脉冲式的。
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上面大家给我解释的确实很到位,非常感谢。说的都很好,只是结合到我具体的实例我如何去理解。是不是可以这样理解,其中的“质谱扫描范围为100-500”是给最后的TOF设定的,“M药物定量总离子为402.17(母离子)、384.16(子离子)和264.1(子离子),d5-M总离子为m/z 407.2(母离子)、、389.19(子离子)和267.12(子离子)”是给前面Q设置的,可以这样理解吗,不过好像又不对,经过前面Q的离子还没有被碰撞,应该全部是母离子啊,就现在给的条件,如何具体对应上Q-TOF,还请在详细一点,确实是没有接触过,所以既然不确定就想问个究竟,而且大家都是高手,呵呵。



看了一篇文献,使用的Q-TOF(waters)分析药物,在质谱条件那一块提到“使用正离子模式,质谱扫描范围为100-500,起始时间0.5分钟,结束时间10分钟,碰撞能量为15eV,锥电压为35V,源温度设为120度。M药物定量总离子为402.17、384.16和264.1,d5-M总离子为m/z 407.2、389.19和267.12”。
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我个人觉得,402.17是子离子扫描时得到的,母离子就算是402.17,也是到MS/MS时看到了还没碎裂的402.17,以及其它碎片384.16和264.1。


这就是类似做子离子扫描,比如选定了母离子M(假定就是402.17),然后Q-TOF中,四极杆选择了M,到碰撞池,然后到TOF(100~500 amu扫描范围),得到100~500 amu的全扫描MS/MS图,看到三个强的峰402.17、384.16、264.1。这三个峰得到的条件都是一样的,所以可以加合考虑来定量。

离子阱的全扫描MS/MS定量,也是这样做的。
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  • miracle   2008-12-15 15:16  专家分  +3   谢谢你的解答。
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上面的各位说的都非常好,非常感谢。具体将我上面提到的条件用仪器上的软件编成方法如何实现,如何操作还没有一个清晰的概念,因为我没真的用过Q-TOF,有没有用Q-TOF的板油啊,具体使用软件操作编质谱方法是怎么搞的能不能详细的说一下,以好有一个直观的认识。
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