01 小型質(zhì)譜

　　其實(shí)質(zhì)譜儀的小型化老早也開(kāi)始了，只不過(guò)限于市場(chǎng)的需求，沒(méi)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(lái)越多的人開(kāi)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(lèi)型，像是磁扇形質(zhì)譜，傅里葉變換-離子回旋共振質(zhì)譜(FT-ICR MS)和軌道阱質(zhì)譜(orbitrap)之外，其他像四級(jí)桿，離子阱，飛行時(shí)間都有很多實(shí)驗(yàn)室和公司在做。尤其是四級(jí)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(shí)，看到美國(guó)一家叫908 device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(shí)了解火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)易爆易燃，有毒有害氣體的快速檢測(cè)。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(huì)非常低。相比目前市場(chǎng)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(yáng)證教授實(shí)驗(yàn)室最近一兩年出的mini12也改變了過(guò)去單純把儀器做小的思路，聽(tīng)說(shuō)現(xiàn)在在美國(guó)的醫(yī)院有了試點(diǎn)，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(duì)質(zhì)譜未來(lái)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(gè)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(mén)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(guò)這都只是暫時(shí)的，相信將來(lái)會(huì)是一片很光明的前景。

　　02高端質(zhì)譜

　　這些年發(fā)展起來(lái)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(gè)是俄羅斯的makarov博士基于kindon trap發(fā)展的一種靜電質(zhì)量分析器，其特點(diǎn)是有極高的質(zhì)量分辨率，遠(yuǎn)超除FT-ICR以外所有類(lèi)型的質(zhì)譜儀器。目前，軌道阱是Thermo的獨(dú)有技術(shù)，算是一枝獨(dú)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(chēng)為大氣壓下的質(zhì)譜，其特點(diǎn)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(shí)間上分開(kāi)。當(dāng)然，也有根據(jù)遷移率在高電場(chǎng)和低電場(chǎng)下的差別進(jìn)行分離的，稱(chēng)之為差分遷移譜或高場(chǎng)不對(duì)稱(chēng)離子遷移譜。一旦遷移譜和質(zhì)譜聯(lián)用，主要可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)用途，一是離子的初步分離，二是離子的遷移率測(cè)量或者碰撞截面的測(cè)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(lèi)比，色譜一樣也可以對(duì)樣品組分進(jìn)行初步分離，同時(shí)可以得到色譜圖。不過(guò)，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(gè)數(shù)量級(jí)的差別。另外，離子的結(jié)構(gòu)信息，目前各類(lèi)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(lèi)會(huì)議以及和質(zhì)譜用戶(hù)的直接交流中感覺(jué)，國(guó)內(nèi)很多做質(zhì)譜的工作者，對(duì)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(lái)離子遷移譜會(huì)是高端質(zhì)譜的一個(gè)標(biāo)配。當(dāng)然獨(dú)立的離子遷移譜儀器本身也一定會(huì)有不錯(cuò)的發(fā)展。

　　03敞開(kāi)式質(zhì)譜

　　國(guó)內(nèi)學(xué)者是這么叫的，英文叫Ambient Mass Spectrometry;

　　這類(lèi)質(zhì)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(duì)未處理或者半處理的樣品進(jìn)行解吸、電離，這類(lèi)技術(shù)的特點(diǎn)就是一個(gè)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(chē)載質(zhì)譜用于現(xiàn)場(chǎng)分析(不便于把樣品帶到實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的場(chǎng)合);

　　b. 樣品快速篩查(藥品，違禁品，刑偵檢測(cè)，公共安全，等);

　　c. 實(shí)際樣品中待測(cè)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Ambient Ionization Source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(diǎn)。

　　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(jué)發(fā)展相對(duì)還是比較緩慢。但隨著國(guó)家不斷建設(shè)發(fā)展，質(zhì)譜在科研領(lǐng)域的地位也會(huì)越來(lái)越高，人們會(huì)靜下心來(lái)研究新機(jī)理，未來(lái)十幾二十年的質(zhì)譜領(lǐng)域一定會(huì)有更新更快更強(qiáng)的發(fā)展!