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浅谈飞行时间质谱的发展与现状 2020-05-2017:46:30 来源:化工仪器网 飞行时间质谱(TimeofFlightMassSpectrometer (TOFMS))是一种常用的质 谱仪，最早由Stephensen 在1946 年提出。该质谱仪可以将样品离子化，再利用 静电场加速离子，根据离子飞行速度差来分析离子质核比。比起其他质谱仪，飞 行时间质谱具有测定对象质量不受限、灵敏度高、分辨率高、分析速度快等优势， 是基因、蛋白质、生物化学、医药学、病毒学等领域中不可或缺的实用工具。 穿荆度棘飞行时间质谱的发展历程 1948 年，国外科学家研制出了世界上第一台飞行时间质谱仪的实验样机， 飞行时间质谱技术正式从理论阶段迈入了实践中。 最初的飞行时间质谱有着许多问题，其中最让科学家们头疼的便是分辨率 过低。由于离子在进入飞行区时，初始条件不可能完全一致。离子产生的时间、 位置、初速动能和速度方向的差异，都会对飞行时间造成影响，导致质谱峰扩宽， 分辨率下降。受制于分辨率与信号接收处理技术等因素，自1955 年之后的20 年 里，飞行时间质谱的发展一直处于低谷。 1973 年，苏联科学家B.A.Marmylin 发明了质量反射器，该技术为飞行时间 质谱的能量分布问题提供了解决方案，使其分辨率得到了大幅提升。此后随着电 子技术、计算机技术以及机械加工工艺的进步，飞行时间质谱仪的性能不断提高。 1998 年首次出现了垂直引入反射式飞行时间质谱仪，其质量分辨率高达 20000 以上。这一技术的出现大大加速了飞行时间质谱的发展进程。 如今，飞行时间质谱仪日渐成熟，配合各类离子源，可以说是当今最有发展 前景的质谱仪。在大通量、要求分析速度快的生物大分子分析中，飞行时间质谱 仪是现今唯一可以实现的分析手段。 1 / 2 国内设备依赖进口科研人员力图打破技术垄断 目前，飞行时间质谱仪的主要生产商是美国应用生物系统公司和美国布鲁 克公司等，商品化的飞行时间质谱仪的制造几乎完全由国外厂商垄断。国内高分 辨率质谱依赖进口，价格较为昂贵，而国内对质谱仪的需求量又在不断上升。若 是能自主研发出性能优良、适合国内企业单位使用的飞行时间质谱仪，就可以在 很大程度上降低设备购买使用成本，并为研发单位带来丰厚的回报，继而提高我 国质谱研制水平，形成良性循环。 上世纪80 年代中期，国内的科研人员迈出了我国飞行时间质谱仪研制的第 一步，先后有近十家科研单位研究并制造出数种仪器样机，填补了国内自制飞行 时间质谱仪的空白。但是仪器总体的性能还与国外产品有着一定差距，飞行时间 质谱仪的研制工作仍处在起步阶段。 从上世纪末到21 世纪初，我国科研人员对飞行时间质谱的研制工作从未止 步。2000 年，周振博士设计研制的高分辨垂直引入式飞行时间质谱仪分辨率达 到了20000，技术指标为当时国际同类仪器的顶尖水准。到2006 年，复旦大学 与上海精密科学仪器有限公司联合研制的LC-TOFMS 仪器便已经通过验收并开始 出售。我国飞行时间质谱的研制经过多年发展正逐渐走向成熟，个别技术已达到 先进水平，在仪器市场中的竞争力不断提高。 随着科技水平的不断进步，质谱仪的应用范围也不断扩展。想要参与瓜分质 谱仪产业这块大蛋糕，需要政府与各企业群策群力，积极交流经验成果，一同攻 克难题，改变国内质谱行业落后的局面。相信在不久的将来，我们可以冲破外国 的技术封锁，真正让飞行时间质谱仪制造水平全面提升到世界一流水准。 2 / 2