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什么是质谱？ 当抛出这个问题后，大部分的质谱应用者也许会觉得这是个很easy且无需再浪费时间进行探讨的问题，又或者觉得这是一个很难浅显阐述的概念，或者干脆百度百科一下，给出一个看似严谨却又过冗长似懂非懂的解释…不管属于以上哪一种现象，都从一定程度上说明了我们并没有真正将质谱应用相关的概念融会贯通，而是仅仅停留在了“模仿操作”的层面上，因此大大限制了质谱应用者真正的成长与发展。 ☞说起基础概念, 本着浅显易懂的传播理念，我们会以初学者的视角给出类比式的形象化解释。一方面可以帮助刚入门或者想要入门的童鞋；另一方面，可以在飞速发展的时代，减少大家阅读的时间成本，并且帮助大家更好地运用质谱。当然类比这件事本身是会有优缺点的，优点就是我们可以基于身边早已熟知的事物或概念上快速理解生涩的事物或概念；缺点就是我们很难找到两个具有极其对等条件的事物，因此有时候会有失严谨；但是本着能够帮助各位从另一个方向更好地去认知质谱，所以希望各位读者海量。 质谱分析其实是仪器分析的一种，仪器分析是研发的眼睛。我们研发的目的是为了在某种条件下追踪某种变化，从而发现变化的规律，进而可以运用这种规律诱导其向我们期望的方向变化。 ➩但是仅仅对仪器分析而言，是为了达到对物质的绝对的认知吗？ 也许你会回答：当然是了. 那么多科学家穷其一生不就是为了这个世界运行的真相吗？ 其实不然。因为从一定程度上讲，我们是很难对一个具体的物质进行绝对全面的认知，我们仅能通过一个标准的代称去方便表示，从而对其进行区分，测定。 让我们先举两个例子。↓↓↓ 第一个例子：牛顿 大家都知道牛顿是用来表示力的大小的，是力的单位。自从有了”牛顿“之后，我们才对力这个概念有一个很好的认识。但是牛顿和力是两回事，牛顿这个单位没有发明之前，力也好好存在着，发明之后也没有发生什么改变。但是牛顿这个单位很好的表示了力的大小，从而让我们有办法对力这个很抽象的东西有一个量化的概念，能够区分两个不同大小的力。 第二个例子：克 第二个例子跟我们的质谱就很近了，克是一个质量单位，是用来表示物质的质量的。但是它也只是我们人类的一个表示方式。针对物质的质量，我们人类用克来表示，外星人也许是用”×ד来表示，表示方式不一样，但是不影响地球人和外星人来认识和区分物质的质量。 ➥看到这里大家应该明白了吧，其实很多时候，我们的目的不是追求对研究对象的绝对认识，而且是寻求一个用来区分彼此的标记，从而来方便研究。 那么这个标记是不是随便找的呢？（当然不是）,那到底有什么要求吗？ 我们分析的最终目的是要区分两个不一样的物质，从而来发现变化。要看到处理前和处理后的变化，从而来引导我找到合适的处理方式。所以我们寻找用来对物质的表示方式的时候的要求也就只有一个： ☝对这个原则的实现越好，那么这种分析手段就越被应用的广泛，接受度就更高 ➥针对我们质谱分析而言也是这样，我们的质谱信号要满足这个基本的原则，一旦出现了违背这个原则的现象，就要想办法来改善这个方法，来满足这个原则，我们后面涉及到的色谱-质谱联用，二级质谱，高分辨质谱，多级质谱都是修正了其他质谱的信号，使其满足这个原则。根据这个原则，我们可以很好的理解为什么会出现那么多类型的质谱仪，以及这些质谱仪是否是我们实验中必须的，或者说针对我们的实验，我们到底需要什么类型的质谱仪。 ↑↑↑我们先把这个原则放在这里，后面会有具体的例子来对应这个原则。  质谱顾名思义就是测量微观物质（分子）质量的谱图，其实应该是一种非常直观，简明的谱图，应该非常容易解析。类似与我们用天平称量物体的样品质量一样，一眼看到显示屏上显示的质量数即可。但是现实却告诉我们真的不是这样的，质谱的谱图还是非常难于解析的。提起质谱，想到的都是大学时仪器分析或者波谱分析的教材里面的一张张看似有规律其实完全不知道什么规律的棒状图。老师说这个是非常典型的10个碳以上的烷烃图，那个是典型的麦氏重排。我只能说：好吧，您说什么就是什么吧，开心就好。 为了更好的理解质谱的功能以及为什么现在的质谱仪器能够那么强大，在食品环境安全、生命科学、药物代谢、天然产物领域发挥了无可替代的作用，我们从最简单的概念一个一个的理解质谱。 我们先找一个跟质谱在功能上有点相近，但是又有明显区别的一个物质来做个对比。 天平 我以前的一个同事（非专业分析人士）问我，质谱到底是干什么的？不就是测质量的吗？天平不也是称取质量的吗？我觉得天平称质量就很简单明了啊，为什么质谱的结果就比较难理解呢？还要做谱图解析？可以告诉质谱到底好在哪儿吗？ 一个只有几千块钱，而另外一个却要上百万，或者几百万？ 听起来，质谱和天平的区别大了去了。也很少有人把他们俩扯在一起。但是我的这位前同事的疑问还是有点道理的，毕竟两个都是做质量分析的嘛。 那是不是说天平称的比较粗？而质谱可以非常精细的称量呢？可以实现10-6，10-9，甚至10-12克呢？ 区别当然不是这个，这个是天平和超精细天平的区别。 质谱和天平的区别是—质谱可以实现任何天平都完全无法实现的目的。   我们有两个样品，均有A、B、C三种物质组成。具体构成见下表☟  如果放置在天平上称，结果是什么呢？ ▼ 很显然,物质甲重6g, 物质乙重6g, 完全没有区别。 但是事实呢？两个样品的组成是肯定不一样的，但是天平称出来却是一样的，说明了什么? 针对天平而言，出现了不一样的物质，一样的信号。而且这种信号不是难以区分的，而是根本不可能区分的。 ➤说明了天平对样品的表征是非常粗的，是没有特异性的，只是一个宏观的表征，却没有定性与区分能力。那我们看看放在质谱上是什么样子呢？  可以看到，完全不一样。 在质谱图中，每个样品有三个信号，每个信号代表了三种物质，而不是像天平那样子，只有一个总质量。 质谱可以对样品中的每个物质进行分别测定，横坐标显示的是每个物质的质量信号，纵坐标显示的是这个物质的含量信号。完美的阐述了'不一样的物质，不一样的信号'。 当然没有人会真正的拿天平和质谱进行比较，而且两者的区别也不仅仅表现在此。应用范畴也截然不同。但是这里做这个比较，是为了更加直观的明白质谱工作的两个非常重要的概念 ▶质谱的测定对象是单个化合物 ▶质谱的结果包含两个信息，横坐标是物质的质量信号，用来定性，纵坐标是物质的含量信号，用来定量。（质量信号不是质量数，含量信号不是具体的含量。这两个信号都是经过修饰的）  既然质谱可以对每个物质有分别的信号。那么它就无敌了吗？ 当然不是。 我们再来看另外一个例子。如果我们有两个对象要分析，“曾志伟”还有“李易峰”。   我们要对他们两个区分，放在质谱上面一看，两个人是一模一样的，都是70公斤。由于体重是一样的，在质谱上无法进行区分的。但是这是多么明显的两个完全不同的物质啊！！！又出现了'不一样的物质，一样的信号'，这违背了我们做分析的那个根本原则。 但是是不是就没有办法了呢？ 当然有办法。 其实现在在我们的日常分析中，已经很难见到单独的质谱分析，都是色谱质谱联用分析，那么什么是色谱质谱联用分析呢？又为什么需要色谱质谱联用分析呢？一般情况下，目前的分析仪器都是为了解决实际的问题而存在，那么我们就从哪些问题需要用这个技术来解决这个角度来理解这个技术存在的意义。 前面加一个色谱就是为了解决李易峰和曾志伟的问题的。两个那么明显的不一样的东西，出来的是一样的信号。 我们在质谱前面加上一个色谱，比如说是液相色谱或者是气相色谱，进行色谱质谱联用。色谱具备跟质谱完全不一样的区分物质的能力，是比如说具备区分身高的能力，这样我们采用色谱质谱联用技术对二人进行分析后，会出现一个结果，类似下图： 那我们就知道了在4.05分钟出来的体重为70公斤的是身高矮的曾志伟，4.19分钟出来的体重为70公斤的是身高高的李易峰。这样虽然两位的体重是一样的，但是采用了另外一个维度的特征进行分离后再进行质量测试，就达到了单纯质谱达不到的目的。 简单而言，就是色谱提供了另外一个与质谱正交不相关的维度的信息，并且结合质谱的质量信息来达到对物质进行准确表征，区分彼此的目的。这也验证了我们之前说过的分析的目的。 |
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