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淺談飛行時間質譜的發(fā)展與現(xiàn)狀
2020年05月19日 13:47:51
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：6394
飛行時間質譜（Time of Flight Mass Spectrometer (TOFMS)）是一種常用的質譜儀，早由Stephensen在1946年提出。該質譜儀可以將樣品離子化，再利用靜電場加速離子，根據(jù)離子飛行速度差來分析離子質核比。比起其他質譜儀，飛行時間質譜具有測定對象質量不受限、靈敏度高、分辨率高、分析速度快等優(yōu)勢，是基因、蛋白質、生物化學、醫(yī)藥學、病毒學等領域中不可或缺的實用工具
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)動態(tài)】 飛行時間質譜(Time of Flight Mass Spectrometer (TOFMS))是一種常用的質譜儀，早由Stephensen在1946年提出。該質譜儀可以將樣品離子化，再利用靜電場加速離子，根據(jù)離子飛行速度差來分析離子質核比。比起其他質譜儀，飛行時間質譜具有測定對象質量不受限、靈敏度高、分辨率高、分析速度快等優(yōu)勢，是基因、蛋白質、生物化學、醫(yī)藥學、病毒學等領域中不可或缺的實用工具。
穿荊度棘 飛行時間質譜的發(fā)展歷程
1948年，國外科學家研制出了世界上第一臺飛行時間質譜儀的實驗樣機，飛行時間質譜技術正式從理論階段邁入了實踐中。
初的飛行時間質譜有著許多問題，其中讓科學家們頭疼的便是分辨率過低。由于離子在進入飛行區(qū)時，初始條件不可能完全一致。離子產(chǎn)生的時間、位置、初速動能和速度方向的差異，都會對飛行時間造成影響，導致質譜峰擴寬，分辨率下降。受制于分辨率與信號接收處理技術等因素，自1955年之后的20年里，飛行時間質譜的發(fā)展一直處于低谷。
1973年，蘇聯(lián)科學家B.A.Marmylin發(fā)明了質量反射器，該技術為飛行時間質譜的能量分布問題提供了解決方案，使其分辨率得到了大幅提升。此后隨著電子技術、計算機技術以及機械加工工藝的進步，飛行時間質譜儀的性能不斷提高。1998年首次出現(xiàn)了垂直引入反射式飛行時間質譜儀，其質量分辨率高達20000以上。這一技術的出現(xiàn)大大加速了飛行時間質譜的發(fā)展進程。
如今，飛行時間質譜儀日漸成熟，配合各類離子源，可以說是當今有發(fā)展前景的質譜儀。在大通量、要求分析速度快的生物大分子分析中，飛行時間質譜儀是現(xiàn)今可以實現(xiàn)的分析手段。
國內(nèi)設備依賴進口 科研人員力圖打破技術壟斷
目前，飛行時間質譜儀的主要生產(chǎn)商是美國應用生物系統(tǒng)公司和美國布魯克公司等，商品化的飛行時間質譜儀的制造幾乎完全由國外廠商壟斷。國內(nèi)高分辨率質譜依賴進口，價格較為昂貴，而國內(nèi)對質譜儀的需求量又在不斷上升。若是能自主研發(fā)出性能優(yōu)良、適合國內(nèi)企業(yè)單位使用的飛行時間質譜儀，就可以在很大程度上降低設備購買使用成本，并為研發(fā)單位帶來豐厚的回報，繼而提高我國質譜研制水平，形成良性循環(huán)。
上世紀80年代中期，國內(nèi)的科研人員邁出了我國飛行時間質譜儀研制的第一步，先后有近十家科研單位研究并制造出數(shù)種儀器樣機，填補了國內(nèi)自制飛行時間質譜儀的空白。但是儀器總體的性能還與國外產(chǎn)品有著一定差距，飛行時間質譜儀的研制工作仍處在起步階段。
從上世紀末到21世紀初，我國科研人員對飛行時間質譜的研制工作從未止步。2000年，周振博士設計研制的高分辨垂直引入式飛行時間質譜儀分辨率達到了20000，技術指標為當時同類儀器的水準。到2006年，復旦大學與上海精密科學儀器有限公司聯(lián)合研制的LC-TOFMS儀器便已經(jīng)通過驗收并開始出售。我國飛行時間質譜的研制經(jīng)過多年發(fā)展正逐漸走向成熟，個別技術已達到先進水平，在儀器市場中的競爭力不斷提高。
隨著科技水平的不斷進步，質譜儀的應用范圍也不斷擴展。想要參與瓜分質譜儀產(chǎn)業(yè)這塊大蛋糕，需要政府與各企業(yè)群策群力，積極交流經(jīng)驗成果，一同攻克難題，改變國內(nèi)質譜行業(yè)落后的局面。相信在不久的將來，我們可以沖破外國的技術封鎖，真正讓飛行時間質譜儀制造水平全面提升到世界一流水準。
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