5位院士集聚全国质谱分析大会 共享学术盛宴

南京大学陈洪渊

来自南京大学的陈洪渊院士带来了题为《质谱发展的机遇与挑战》的报告。

陈洪渊介绍到1870年科学家发现了阴极射线管，在此基础上质谱在1912年诞生，随着技术的发展，四极杆、离子肼、飞行时间等新技术陆续推动着质谱技术的前进。

质谱仪由样品分离、离子源、质量分析器、探测器和仪器控制数据记录和分析5部分组成。其中离子源有ESI、MALDI、EI、CI、APCI等，质量分析器有TOF、IT、Ouad、FTICR等，不同的样品前处理、离子源、分析器和检测器组成了不同种类的质谱仪。

质谱的重要应用

质谱的重要应用主要有精密测量（原子、电子质量），如Penning离子肼中，通过测量电子的回旋运动频率和拉莫尔频率比，实现电子质量的精确测量；生命科学（蛋白、脂质、代谢物），如利用大分子质谱技术获得了ATPases与脂及核苷酸作用本质，利用高分辨质谱技术研究病毒结构；质谱成像（2D、3D成像、生物标志物），质谱成像适用于小分子代谢物、药物、脂类和蛋白的分析，在生物标志物的发现以及临床研究中具有极大优势，通过质谱成像可对肿瘤组织与正常组织区域进行区分，二次离子质谱成像探究干细胞分裂及代谢；其他重要应用（化学反应监测、气溶胶质谱），如利用质谱对气溶胶形貌、成分及形成机理进行探究，COSAC质谱检测彗星67P/Churyumov-Gerasimenko上的有机物。

质谱最新进展

在质谱的最新进展中，陈洪渊介绍了敞开式离子源，如DESI-MS和DART-MS；在MALDI质谱中引入源后光电离技术，获得更多分子信息；轨道离子阱，只需静电场，无磁场和高频电场，采用新型的电极结构实现了高分辨质谱，分辨率达到100万；FT-ICR质谱仪囚禁室通过叶片状的电极结构，优化了电场结构，极大地提高了分辨率。

国内的质谱情况

质谱理论

陈洪渊表示目前国内质谱理论主要有裂解规律的构建，建立了有机化合物在电喷雾质谱中的裂解规律，如解离的质子化位点模型，苄基迁移反应模型、离子/中性复合物介导的裂解模型；有机反应中间体捕获和鉴定，利用电喷雾质谱快速鉴定有机反应中的活泼中间体，为反应机理研究提供依据；气相合成，利用电喷雾离子肼质谱在离子化、例子储存和离子反应方面的优势，在气相中合成一些其他方法难以得到的化合物，并研究其反应活性。

质谱仪器

陈洪渊介绍到国内自主研发的质谱仪器目前有中科院化学所的颗粒质谱、清华大学/计量院/北京理工大学的便携式质谱、厦门大学的高功率激光电离飞行时间质谱、复旦大学的数字离子肼质量分析器、清华大学的介质阻挡放电离子源、东华理工大学的萃取电喷雾离子源、四川大学的微波辅助等离子体电离源、大连化物所的新型光电子电离复合离子源、清华大学的DBDI质谱成像、北京大学的PAMLDI质谱成像和中国医学科学院的整体动物质谱成像等。

质谱的未来走向

PAMLDI质谱成像表示未来质谱质量分析器将朝着高分辨、小型化发展；材料制备合成需要“软”着陆的新技术；临床诊断需要离子化新技术。