質譜儀介紹

第一章序論

第六節、質譜儀介紹

質譜儀結構，基本元件分為離子源 (ion source)、質量分析器 (mass analyzer)、以及偵測器 (detector) 三部分，基本原理為利用分析物於離子源中產生電離，形成不同質荷比的帶電離子，透過電位差，將離子引入質

(matrix-assisted laser desorptionIonization, MALDI)，由於此類游離技術突破發展，使得液相層析串聯式質譜儀在蛋白質體學研究上扮演重要角色。

1. 電噴灑游離法 (electrospray ionization, ESI)

1984 年 Fenn et al.^22,23 首先將電噴灑游離法連結質譜，利用 poly (ethylene glycol) (PEG) 所產生的多價電荷質譜訊號，證明分析物經電噴灑後，會產生多價電荷形式。基本原理是利用施加電場的毛細管，當分析 ionization, MALDI)

1988 年德國 Hillenkamp²⁵及日本 Tanaka²⁶分別提出基質輔助雷射脫附游離法，此游離法可使高分子量大分子游離化。基本原理利用分析物與有機小分子基質 (matrix) 加以混合，將樣品與基質混合液點於金屬盤上，

靜置金屬盤待溶劑揮發，形成分析物樣品與基質共結晶，經過進樣系統送

13 灑游離法又因具有 concentration-dependent 特性，故使用微量進樣系統，

不僅可分析微量樣品，也可增加質譜偵測的靈敏度。本研究中，我們改良應用 Goodlet et al 提出²⁷的 nanoLC 分流進樣系統，其系統如下所述。

1. 系統原理

系統組成利用 lab-made 的兩管柱組成。RP-LC column (100 mm, 75

m I.D., 3 m, 100 Å ) 本身即為噴灑進樣器，可縮短傳統上由層析管柱到

達噴灑進樣器時間，減少樣品產生擴散現象。Pre-column (20 mm, 100 m I.D., 5

m, 200 Å )，兩管柱利用 microtee 連接。於 microtee 下方利用一

段毛細管 (30 mm, 100

m I.D.) 連接提供高電壓的 metal union，藉由

liquid junction 作用使得 RP-LC column 帶電進行電噴灑游離。搭配毛細管分流系統，使 binary pump 提供約 200 nL/min 流速，可達到微量進樣提高靈敏度的效果^28,29。

2. 系統架設

實驗架設的毛細管分流進樣系統如圖四所示，其中包括 Agilent 1100 series HPLC、AB Sciex QSTAR XL mass spectrometer 上的六向閥、兩

個 peek microtee (IDEX Health & Science, US)、連接高電壓的 metal union、pre-column (20 mm, 100 m I.D., 5 m, 200 Å )、RP-LC column (100 mm, 75

m I.D., 3 m, 100 Å )、提供背壓 (backpressure) 毛細管

(50 m I.D.) (IDEX Health & Science, US)。

系統於 load mode 時，如圖五所示，連接於質譜上六向閥是在打開的位置，由於 RP-LC column 提供高背壓，所以分析樣品以及溶劑均通過 pre-column 直接進入廢液桶，分析樣品會先被 pre-column 抓住，並經過溶劑沖洗一段時間，達到 on-line 去鹽效果。系統於 inject mode 時，如圖六所示，此時連接質譜六向閥是在關閉的位置，分流通往廢液桶的管路打開，溶劑將通過 RP-LC column，由於在 metal union 上提供高電壓，經由 liquid junction，使通過 RP-LC column 的樣品及溶劑進行電噴灑游離。

此系統是利用 50 m I.D.毛細管進行分流，分流管路長度決定提供背壓以及進樣流速。

三、四極桿-飛行時間串聯式質譜儀 (quadrupole time-of-flight mass spectrometer, Q-TOF)

四極桿-飛行時間串聯式質譜儀廣泛應用於蛋白質體學研究中，現今主

Q-TOF 最前端構造為三段四極桿 Q₀連結 Q1、Q2，之後進入飛行時間質量分析器。Q₀四極桿主要具有 ion guide 功能，為一段維持 RF-only mode 的四極桿。Q1 四極桿，運行時可選擇 RF-only mode 或 DC mode，於 RF-only mode，主要功能是使離子通過；於 DC mode，可篩選特定質荷比範圍的離子通過。Q2四極桿主要作為碰撞室，維持 RF-only mode，腔

四、四極桿-靜電場軌道阱串聯式質譜儀 (high-performance benchtop quadrupole orbitrap mass spectrometer, Q-Exactive)

四極桿-靜電場軌道阱串聯式質譜儀其主要結構包括一段四極桿質量

分析器、C 型離子阱 (C-trap)、高能量碰撞反應室 (high energy collisional dissociation cell, HCD cell) 以及靜電場軌道阱質量分析器 (orbitrap mass spectrometer)，如圖八所示³²。

一般藉由四極桿改變電壓決定電場大小，使離子通過四極桿，接著經

在文檔中利用雙甲基化標記搭配質譜儀技術自動化鑑定蛋白質雙硫鍵鍵結 (頁 26-31)

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