近十幾年質譜領域有什麼比較大的發展？

01-05

1. 敞開式質譜；

國內學者是這麼叫的，英文叫Ambient Mass Spectrometry;

這類質譜主要是在LCMS中使用了Ambient Ionization Source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行解吸、電離，這類技術的特點就是一個字，快！！！。因此，它至少在以下領域大大拓展了質譜的應用範圍：

a. 便攜質譜和車載質譜用於現場分析（不便於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（比如腫瘤細胞在組織內的分布研究，古董的鑒定，藥物靶向治療和代謝研究，等）；

d. 還有化學反應機理的研究，及其他。

比較有名且應用較廣的Ambient Ionization Source有諸如，DART，DESI，LDI, DBDI，其餘的各式各樣的離子源多是基於這幾種離子源的一些變體，有很多也很有特點。

2. 小型質譜；

其實質譜儀的小型化老早也開始了，只不過限於市場的需求，沒引起足夠多的關注。

隨著最近這些年，食品安全，環境污染，公共安全，軍事等領域極大需求。

越來越多的人開始研究各式各樣的小型化質譜儀器，目前除了難以小型化的幾種質譜類型，像是磁扇形質譜，傅里葉變換-離子迴旋共振質譜（FT-ICR MS）和軌道阱質譜（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在已經有不少商業化的儀器了。印象比較深的是2013年參加ASMS時，看到美國一家叫908 device的公司出了一款手持式的小型離子阱質譜，大小和打標機相仿，界面極友好，給消防員用，方便及時了解火災現場易爆易燃，有毒有害氣體的快速檢測。另外，它的離子阱質量分析器做成了非常易於裝卸和維護的模塊，已經非常接近易耗品的標準了。而且它的離子阱是用MEMS工藝製作的，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，聽說現在在美國的醫院有了試點，可以快速鑒定血樣，而儀器的使用界面相比傳統的質譜又變得非常平易近人。因此，業界近幾年不少人對質譜未來發展的看法是，1 往大型的多功能高通量高靈敏度的儀器發展（總之三個字，高大上！）；2 往小型化發展。而後者的意義正如上面提到的不僅僅是在於把質譜變得更小，更深層的意義應該是向大眾普及，降低質譜儀的使用門檻，進而擴大使用範圍。當然，現在小型質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。

3. 高端質譜；

這些年發展起來的一些高端儀器，要麼是有了新的突破，要麼是和其他技術聯用。

新的突破比如軌道阱，這個是俄羅斯的makarov博士基於kindon trap發展的一種靜電質量分析器，其特點是有極高的質量解析度，遠超除FT-ICR以外所有類型的質譜儀器。目前，軌道阱是Thermo的獨有技術，算是一枝獨秀。

和其他技術的聯用技術，典型的例子是各式的遷移譜和質譜的聯用。遷移譜一直被業內通俗的稱為大氣壓下的質譜，其特點是可以依據離子的遷移率（主要反映離子的碰撞截面積，間接反映離子的尺寸和結構）把離子在空間或者時間上分開。當然，也有根據遷移率在高電場和低電場下的差別進行分離的，稱之為差分遷移譜或高場不對稱離子遷移譜。一旦遷移譜和質譜聯用，主要可以實現兩個用途，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，好處在於可以便於離子結構的解析，在蛋白組學領域應用極廣。遷移譜和質譜的聯用可以用色譜和質譜的聯用類比，色譜一樣也可以對樣品組分進行初步分離，同時可以得到色譜圖。不過，離子遷移譜優於色譜的地方在於，分析速度遠快於色譜的速度，至少是一個數量級的差別。另外，離子的結構信息，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譜用戶的直接交流中感覺，國內很多做質譜的工作者，對於離子遷移譜了解的非常少。目前，各大質譜廠商都已經有了自己遷移譜技術，並且多已商業化。像是waters的synapt 系列產品，agilent的6560， Sciex的SelexIon等。相信未來離子遷移譜會是高端質譜的一個標配。當然獨立的離子遷移譜儀器本身也一定會有不錯的發展。

今天就說這麼多了，個人感覺質譜的發展相對來說還是比較慢，研究新的機理的人更是少。可能本身這個行業就不是很大吧。說句題外話，本人一直以來都覺得這個行業實在是冷清，這對於搞研究的人來說是壞事也是好事。唉，一切都源於熱愛。

天天和質譜打交道

隨便上個圖吧，這個是protein cage的圖，就是一種病毒的衣殼蛋白，未來醫學的明星，靶細胞醫療術種一種是納米機器人一種就是這種用病毒蛋白去入侵細胞然後釋放藥物的idea。

我現在做的叫Native Mass spectrometry。實際應用少，大多數人更希望的是質譜技術能夠在環境學上做藥物殘留，在醫學上做可以取代MRI的質譜成像，或者服務於生物學的peptide sequencing，就是蛋白序列測序，最大的成功案列就是SARS流行時，大家都不知道SARS是什麼病毒科的，然後加拿大的質譜組用質譜打出序列對比蛋白庫發現SARS是冠狀病毒，從此質譜學可以和電子顯微鏡組一較高下。當然，術也有專攻，EM組不要打擊我。

而最新的進步當然是有Obitrap

但是真正的進步是2002年Nobel化學獎給了發明electrospray ionization的Johnu.Fenn和Koichi Tanaka。第一次在1984年，我們可以用質譜去分析生物大分子，這也是Native質譜技術的核心與鼻祖，再之後我們又了HDX質譜技術，氫氘交換質譜技術，我們可以用該技術研究蛋白構象的變化。同時有人提出的的obitrap使得和HDX的連用更加有效率

再然後我們在2005年見識都ion mobility mass spectrometey。我們可以通過測算大分子的形狀和計算機模擬來了解蛋白的構象變化，這些技術都能做到dynamic，雖然結晶學和電子顯微鏡能到到達原子水平的清晰度resolution 但是無法研究動態。當然，如今的cryoEM更加強大，大家再也不會為了一個蛋白結晶而苦等十年了。

再回到MS image，質譜學也在和醫學相聯繫，我們可以做到質譜的細胞成像，你的細胞的圖片可以通過質譜的intensity離子強度來表示，病人和健康者的細胞可以做對比，直觀清晰。

介紹electro spray ionization 就必須介紹齊名的MALDI。這個是matrix assisted Laser desption/ionization。這兩種進樣方式已經成了當今質譜的主流。當然，還有更多的改進，但這就是當今的主流。先到此吧，有關注在細細的補

這些介紹都是風毛一角的皮毛，如果你想了解更多質譜學的研究，歡迎關注我即將展開的專欄。評審中，通過了來補名字：

專欄名字：微觀世界的天平和壓力儀。歡迎大家交流討論和投稿。質譜技術很寬廣，一個人學不全。

Orbitrap以及各種衍生的串聯儀器

The Orbitrap: a new mass spectrometer

Orbitrap的過去、現在和未來 Q Exactive/plus台式FT軌道阱質譜儀

Orbitrap確實算是大進步。至此高解析度質譜檢測器有三種：FT-ICR-MS，TOF，Orbitrap。

其他方面有明顯發展的則是離子源。出現各種各樣品種繁多的離子化方式。比如

二次離子質譜法
DART(實時直接分析)
ELDI(激光解析電噴霧)
DESI(解吸電噴霧離子化)
DBDI(介質阻擋放電離子化)
ASAP(大氣壓固體分析探針)
DAPCI(表面解吸化學電離)
LAESI(激光燒蝕電噴霧)
EESI
DCBI

Orbitrap Fusion。剛聽說有這個玩意的時候簡直驚了個呆。然而。。。。並沒有票子

利益相關，我們生產質譜的，匿名！

我還記得orbitrap第一篇文章（鐵離子）的那天，感覺不錯，還行吧→_→。但是orbi的問題主要是儀器比較新，整個開發流程比較現代，所以用戶感覺很方便，在ltq的幫助下一下佔據了組學的頭牌。有一段時間orbi的數據還不如ltq，但是挺過來了，特別是qe的出現。

市場老二待遇就差多了，類似5973 vs dsq或者通俗一點apple vs htc。

實際上ETD的貢獻可能更厲害一些，他解決了一些問題，有新的數據產生。

再次說明用戶體驗的重要性和老大吃餅，老二喝粥的道理。

151010補：

悄悄告訴你，分辨力在組學研究中竟然是非相關量。。。。

幾個主流的分析系統，都是直接棒狀化後分析的，根本沒有分辨力的信息。質量精度和靈敏度更重要一些，最重要的碎片信息。

此外，作為一個領域的進展，獨特的創新研究還是很難得的。比如QE技術上是炸藥獎級別的。而dart什麼的，都可追溯到apci，是改進。而QE之所以成功在於軟體，流程上的微創新。

當然還有許多yet another的東西，就是學生練習吧。

我很想知道，怎麼給分子渦輪泵上油