基本名词
Orbitrap Fusion质谱仪的结构及介绍 Orbitrap Fusion质谱仪的扫描模式
基本名词
质荷比（m/z）：以原子质量单位表示的离子质量与其电荷数的比值。
基峰（base peak）：在质谱图中，指定质荷比范围内强度最大的离子峰称作基峰。 原子质量单位（u）：用来衡量原子或分子质量的单位，它被定义为碳12原子质量的
1/12。 同位素（Isotopes）：具有相同质子数，不同中子数的同一元素的不同核素。 总离子流谱图（TIC，Total Ion Chromatogram）：对一定质荷比范围内的离子流总和
进行连续检测与记录的色谱图。 提取离子流谱图（EIC，Extracted Ion Chromatogram）：对某一质荷比的离子流进行连
续检测与记录的色谱图。 分辨率：质谱图上两个相邻离子峰分离的程度 （如下图）
Orbitrap Fusion质谱仪的结构及介绍
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Orbitrap Fusion的基本结构基本结构
基本组成部分
（1） 离子源（Ion Source）
（2） 离子透镜系统（Ion Optics）：离子传输毛细管（Capillary），S-Lens，注入四
极杆，弯曲四极杆MP0，传输八极杆，透镜L0、Split Gate Lens
（3） 质量分析器：四极杆Q1， Orbitrap，双压线性离子阱（Linear Ion Trap） （4） 多离子通道：HCD 碰撞池 （5） 检测器（Detector）：电子倍增器，打拿极，Orbitrap
以下分别介绍各部分的作用及特点
离子源
作用：（1）将中性的待测物电离为带电荷的离子； （2）真空过渡；
（3）去除多余的溶剂；
（4）去除干扰。
与LC相连接的电离源主要为大气压电离源（API，Atmospheric Pressure Ionization），包括：电喷雾电离源、大气压化学电离源、大气压光学电离源
电喷雾电离源（ESI，Electrospray Ionization）
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主要特点：
离子在液相状态形成 对热不稳定化合物首选 对中高极性化合物首选 可形成多电荷离子，可形成多电荷离子，分析蛋白质、分析蛋白质、多肽等大分子物质 最佳使用流速: 200 - 400ul/min 一般来说,流速越高流速越高，越高，需要越需要越高的毛细管温度和气体流速。高的毛细管温度和气体流速。
在离子源中，设计了两路气体帮助样品电离，分别为内层的鞘气（Sheath Gas）和外层可加热的辅助气（Auxiliary Gas），如下图：
鞘气和辅助气示意图
两路气体均为氮气，其作用分别为： 鞘气：帮助液滴挥发，产生离子；
辅助气：帮助液滴挥发，产生离子；离子导向作用，聚焦离子
此外还有一路反吹气（Sweep Gas），平时可以不开，当液相流动相中添加有难挥发性盐时，可打开该气体（通常设为2-5），其作用是避免难挥发性盐进入毛细管，残留导致毛细管堵塞，如下图
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反吹气示意图反吹气示意图
HESI-II源的操作条件参考值
大气压化学电离源（APCI，Atmospheric Pressure Chemical Ionization） 主要特点：
离子在气相状态形成 对易挥发、对易挥发、热稳定的化合物首选 对中低极性化合物首选 只可形成单电荷离子，只可形成单电荷离子，可分析小分子化合物 最佳使用流速: 500 µL/min 一般来说， 一般来说，高流速需要更高的鞘气和辅助气流量，高流速需要更高的鞘气和辅助气流量，但不需要提高毛细管温度。但不需要提高毛细管温度。
APCI源的操作条件参考值
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大气压光学电离源（APPI，Atmospheric Pressure Photo Ionization）
主要特点：
离子在气相状态形成
适合化学结构中有发色团的化合物
流动相的注意事项
常用试剂： （1）水相
（2）有机相（甲醇，乙腈） 常用添加剂及其量： （1） 酸：甲酸或冰醋酸，加入量小于1%（V/V）； （2） 碱：氨水，加入量小于1%（V/V）；胺类试剂（如甲酸胺、乙酸胺），加入量
小于10mM；
（注：三氟醋酸，三乙胺都不推荐使用）
离子透镜系统各部分的作用
（1） 离子传输毛细管：传输离子，去除中性干扰 （2） 注入四极杆（Inter-flatapole）：聚焦并传输离子 （3） 弯曲四极杆（弯曲flatapole）：传输离子，去除中性干扰，减少仪器尺寸 （4） S-Lens：在聚焦并传输离子过程中实现溶剂蒸汽脱除，降低质量歧视效应 （5） 透镜：真空隔离；聚焦并传输离子
（6） Splite Lens：控制进入C-trap的离子数量，避免因离子数过多而造成空间电
荷效应
（7） 传输八极杆：聚焦并传输离子
质量分析器
Orbitrap Fusion质谱仪的质量分析器为四极杆Q1， Orbitrap和双压线性离子阱
四极杆可以对离子进行预筛选，其基本工作原理为：在四根电极杆上施加电压形成电场，使待测离子成为谐振离子顺利地通过四极杆被检测（而其他非待测离子变得不稳定，成为非谐振离子，不能顺利地通过四极杆被检测），如下图：
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Orbitrap（静电场轨道离子阱）：通过不同m/z离子在z方向运动频率的差别将不同m/z的离子分开（如下图），可实现高分辨功能。
Orbitrap的基本工作原理
C形阱（C-Trap）：C形阱内充有高纯氮气，主要作用是降低从前端飞来的离子的动能，对离子进行聚焦。
HCD碰撞池（High collision dissociation Cell）：高能碰撞池，主要作用是使待测母离子与碰撞气（高纯氮气）分子发生碰撞，产生碎片离子。在Orbitrap Fusion中，HCD碰撞池也作为一个离子通道，离子到达HCD碰撞池后可以选择进入离子阱或Orbitrap中检测
双压线性离子阱：离子捕获及碰撞活化在高压阱中完成，而离子的扫描排出在低压阱中完成，从而使捕获效率、碰撞活化效率及扫描速度都进一步提升。
离子阱的基本工作过程： 离子捕获（Trapping）： 将待检测的离子捕获在阱内 离子提取（Isolation）：做SIM或MSn时，施加特定的电压将待测母离子提取
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留在阱内，而其他离子在特定电场力的作用下振幅太大，不能稳定地留在阱内 碰撞活化（Excitation）：做MSn时，具有动能的待测母离子与碰撞气氦气分子
发生碰撞，产生碎片离子 离子排出（Ejection）：施加特定的电压使待测离子振幅增大，最终排出离子阱
而被检测
检测器
打拿极和电子倍增器作为检测器的工作过程：待测离子打到打拿极上产生更多的粒子，这些粒子再打击电子倍增器，使后者溅射出电子，电子通过电子倍增器的放大，转换为电信号被检测。
如果用离子阱扫描，将以打拿极和电子倍增器作为检测器。如果用Orbitrap扫描，Orbitrap本身作为检测器
Orbitrap Fusion质谱仪的扫描模式
全扫描（Full Scan）： 对设定扫描范围的离子扫描，获取一级质谱图。全扫描
分为IT扫描和FT扫描。IT扫描即用离子阱扫描，提供低分辨质谱数据；FT扫描即用Orbitrap扫描，提供高分辨质谱数据 单离子监测（SIM，Selected Ion Monitoring）：对特定m/z的离子扫描，获取一
级质谱图。SIM也可以分为IT扫描和FT扫描。IT扫描即用离子阱扫描，提供低分辨质谱数据；FT扫描即用Orbitrap扫描，提供高分辨质谱数据 多级质谱（MSn）：对特定的母离子进行碰撞活化，产生多级碎片离子谱。
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