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微型质谱分析系统

 

背景和应用领域:

人类对物质结构的兴趣由来已久。我们想知道物质的结构及其组成部分的特征。因此,我们一直在不断努力,发明和创造能够检测和观察物质结构并分析物质结构的仪器。质谱是一种非常重要的分析技术。它可以对样品中的有机和无机化合物进行定性和定量分析。同时,它也是唯一能直接得到分子量和分子式的分光方法。

质谱技术近年来发展迅速,得益于其灵敏度高、样品消耗少、分析速度快、同时分离鉴定、准确定性定量分析等优点。随着质谱技术的发展,质谱技术的应用领域越来越广泛,涉及有机化学、生物化学、药物代谢、临床、毒理学、农药测定、环境保护、石油化学、地球化学、食品化学、植物化学、宇宙化学、生命科学、材料科学和国防化学。它已成为最有前途的分析仪器之一。近年来,全球市场需求增速超过10%,中国市场需求增速远远大于这一比例。

质谱包括分子离子、同位素离子、碎片离子、重排离子、多电荷离子、亚稳态离子、负离子和离子-分子相互作用产生的离子。对这些离子进行综合分析,可以获得化合物的分子量、化学结构、裂解规律以及单分子分解形成的某些离子之间的某些相互关系等信息。

 

以下是质谱的典型应用:

1.食品安全检查

2.药品质量检测

3.
4.原位体内分析

5.代谢组学分析 (血药浓度分析)

6.直接质谱成像

7.药物分析与鉴定

 

 

药物分析鉴定仪器

 

仪器已通过公安部刑事技术产品质量检验中心认证

 

药物场鉴别器

 

药物现场识别仪由注射、电离、离子传输和质量分析四部分组成。样品注入部分由试剂添加装置和热分析采样器组成,以产生样品蒸汽; 电离源部分由vuv灯和电离室组成,样品蒸汽在该部分通过光化学电离转化为样品离子; 离子传输部分由脉冲阀和金属毛细管组成,作为连接大气压环境电离源和质谱真空系统的桥梁,传输样品离子; 质量分析部分包括离子阱质量分析仪、探测器和真空系统,根据不同药物的质荷比分离,并产生质谱。

 

产品:

1,仪器无辐射污染,软电离直接获得分子离子峰: 采用真空紫外灯试剂辅助电离源,功耗小,灵敏度高,选择性强。这项技术在世界上处于领先地位;
2.非接触光闪光热分析技术无残留: 可直接引入固体和液体样品进行分析,分析时间3s,可一次检测复杂基质中的目标药物;
3,仪器内置可扩展样品自动模式识别谱库,具有多峰识别功能,可自动识别目标物质并报警。频谱库是开放的,用户可以根据样本特征峰值进行扩展。

 

药物混合物:

 

九种药物混合物离子监测质谱 (左) 和甲基苯丙胺标准曲线 (右)

 

仪器可以在3s内监测、识别和报警27种常见药物。仪器的质量分辨率是400的。以甲基苯丙胺为例,该仪器的检出限为80pg,动态范围为三个数量级。

 

1.技术进步

1) 该团队研制的微型质谱仪在国际上首次在微型质谱仪中实现了连续注入模式,开发出了第一台具有连续大气压界面的微型质谱仪。该仪器突破了连续气体注入微型质谱仪只能分析挥发性样品和离散离子注入微型质谱仪在便携性和分析性能方面的局限性,并有效解决了目前小型化质谱仪分析性能与便携性之间的矛盾,扩大了小型化质谱仪的应用范围。

2) 与目前的其他质谱设备相比,该团队的微型质谱仪在高便携性的基础上具有更高的检测灵敏度和分析速度,可以实现样品的快速 (小于1秒) 和高灵敏度 (检测限小于1ng/mL),准确的定量检测。

 

2.技术团队及平台介绍

技术团队长期致力于小型质谱仪器的研发和应用,具有固体质谱理论和丰富的仪器开发经验。自2005年以来,该团队一直致力于基于离子阱的质谱技术。开发完善了一套离子阱质谱研究开发方法,包括理论建模、数值模拟、离子阱设计、系统集成等。该方法用于研究大量离子阱的离子运动特性,并设计和构建了多个质谱仪系统。在便携式质谱仪的研发方面,该团队研制出了具有自主知识产权的世界首台连续大气压界面微型质谱仪,并集成了真空高灵敏度离子源、小型离子漏斗、离子阱正弦波频率扫描驱动,其中,三代样机具有体积小 (38厘米 × 23厘米 × 34厘米) 、低功耗 (< 200W) 等便携性,并且其分析性能接近同类型的商用大型质谱仪。相关成果荣获 “2017中国分析测试科学技术奖一等奖”。