En el laboratorio de investigación y desarrollo de medicamentos, los investigadores están rastreando la trayectoria metabólica del medicamento en el cuerpo a través de un analizador de masa líquida; En la estación de monitoreo ambiental, los ingenieros la usan para detectar trazas de contaminantes en el agua; Los técnicos del Centro de pruebas de alimentos dependen de él para bloquear los aditivos ilegales en los alimentos...... Como una "combinación de oro" de la química analítica moderna,El analizador de unión líquido - masa (lc - ms) se ha convertido en una herramienta clave para descifrar los códigos moleculares de muestras complejas con su doble capacidad de "separación + identificación".

　　I. la "combinación de espadas dobles" de la cromatografía y la espectrometría de masas

El principio central del espectrómetro de masas líquidas es conectar perfectamente la capacidad de separación de la Cromatografía líquida (lc) con la capacidad de identificación de la espectrometría de masas (ms). A través de la acción física y química de la columna, el sistema de Cromatografía líquida separa los diferentes componentes de la muestra mixta uno por uno de acuerdo con las características de la polaridad y el peso molecular, formando una "columna de componentes" que sale en orden cronológico. Este proceso es como clasificar un plato de cuentas mixtas por color y tamaño, sentando las bases para el análisis posterior.

Los componentes separados entran inmediatamente en el sistema de espectrometría de masas y se ionizan en iones cargados en una fuente de iones. En el caso de la ionización por electrospray (esi), que se utiliza comúnmente, los campos eléctricos de alta tensión hacen que la densidad de carga en la superficie de las gotas aumente bruscamente. cuando se alcanza el límite, las gotas se dividen en partículas más pequeñas, lo que finalmente libera iones de carga única o múltiple. Estos iones son como si estuvieran etiquetados como "moleculares", llevando información sobre la relación masa - carga (m / z) de la sustancia.

　　II. la "balanza molecular" del espectrómetro de masas

Después de entrar en el espectrómetro de masas, los iones pasan primero por el analizador de masa. Tomemos como ejemplo la espectrometría de masas tripolar de cuatro polos, la primera clase de cuatro polos es como un "tamiz molecular", que solo permite el paso de iones específicos de M / z; La Cámara de colisión de segunda etapa rompe los iones a través de la disociación inducida por colisión (cid) para generar iones de fragmentos característicos; La barra de cuatro polos de la tercera etapa vuelve a seleccionar los fragmentos objetivo, y el detector final registra la intensidad de la señal iónica. Este proceso es como una "identificación" de la molécula: primero se pesa la masa general, luego se diseccionan las características estructurales y finalmente se confirma la identidad molecular.

　　III. los "tres motores principales" de los avances tecnológicos

La mejora del rendimiento del instrumento de combinación líquido - masa no puede separarse de tres avances tecnológicos básicos:

1. revolución de la eficiencia de la ionización: la tecnología esi hace posible la ionización macromolecular, y un solo análisis puede cubrir compuestos con un peso molecular de 20000 da, e incluso lograr la detección de iones de carga múltiple de proteínas.

2. iteración del analizador de masa: desde un solo cuadrupolo hasta la espectrometría de masas de tiempo de vuelo (tof), la precisión de la masa se mejora a ± 1,5 ppm, con una velocidad de escaneo de 5000 Amu / s, que puede capturar miles de señales compuestas al mismo tiempo.

3. optimización del diseño de la interfaz: la sonda de fuente de iones autopurientada y la estructura sellada confiable reducen el riesgo de contaminación cruzada en un 90% y admiten un funcionamiento estable durante 120 horas consecutivas.

Desde la investigación del metabolismo de los medicamentos hasta la detección de contaminantes ambientales, desde la detección de la seguridad alimentaria hasta el análisis toxicológico clínico, el analizador de masa líquida está impulsando el salto profundo de la química analítica de "cualitativa y cuantitativa" a "confirmación estructural" a la velocidad de analizar decenas de miles de grupos de datos moleculares por segundo. Este dispositivo de "agente molecular" está Reescribiendo continuamente las reglas del mundo material cognitivo humano.