用户:SeanWu1001/快速原子轰击

快速原子轰击

快速原子轰击( FAB ) 是质谱分析中使用的一种电离技术，其中高能原子束撞击表面以产生离子。[1] [2] [3]FAB是由曼彻斯特大学的Michael Barber于1980年开发的。 [4]当使用高能离子束代替高能原子时（如在二次离子质谱中），该方法即为液体二次离子质谱（LSIMS）。[5] [6] [7]在 FAB 和 LSIMS 中，带测物与基质(包覆带测物的非挥发性化学物质)，并在真空下用高能（4000 至 10,000电子伏特）原子束轰击。原子通常来自惰性气体，例如氩气或氙气。而常见基质包括甘油、硫代甘油、3-硝基苯甲醇(3-NBA)、18-crown-6醚、2-硝基苯辛基醚、环丁砜、二乙醇胺和三乙醇胺。该技术类似于二次离子质谱和等离子脱付质谱。

游离机制

FAB 是一种软电离技术，可以产生相对完整的裂片。此技术主要产生完整的质子化分子，以[M + H] +表示，也产生去质子化分子，例如 [M - H] -。在极少数情况下，FAB 谱相可以观察到自由基阳离子。FAB 为 SIMS 的改良技术，高能原子束不会破坏样品。这两种技术的最大区别在于，使用的能量束不同(离子束或原子束)。[8]对于 LSIMS，铯+离子为主要离子束，而 FAB，主要使用由Xe 或 Ar 原子束。[8]使用氙原子是因为它们质量更大与动量更大，所以比氩原子更敏感。

在FAB，第一步是慢速移动的原子（Xe 或 Ar）会透过碰撞电子而游离。这些缓慢移动的原子游离化后，受到电位影响，变成快速移动的离子，这些离子在密集的过量天然气原子云中变为中性，从而形成流动的高平移能量原子流。[8]尽管样品游离化的详细机制仍不明，但其游离机制类似于基质辅助激光解吸/电离(MALDI) [9] [10]和化学电离。[11]

基质与样品导入方式

在 FAB 中，带测物会与基质(带测物周围的非挥发性化学物质)混合以进行后续分析。FAB用的液态基质，可以提供持续的离子电流给样本，基质可以吸收原子束冲击减少对样品的破坏，并让样品分子聚集。[8]液体基质主要是作为促进带测物游离的介质。FAB最常用的基质是甘油。选择合适的基质十分重要，因为基质也会影响样品（带测物）离子的碎裂程度。样品导入一般是透过探针导入，将样品-基质混合物加载到探针上的不锈钢样品靶上，然后通过真空锁将其放置在离子源中。另外一个样品导入方法是使用连续流动快速原子轰击 (CF)-FAB 的设备。

连续流动快速原子轰击

在连续流动快速原子轰击( CF - FAB ) 中，样品通过毛细管引入质谱仪探针。[12] 基质过多的话，基质与样品的比率就会提高，而这会产生灵敏度差的问题，研发(CF)-FAB 主要目的为它可以减少这类问题。 [13] [14]样品可以通过流动注射、微透析或与液相层谱接合进行导入。[15]流速通常在 1 到 20 μL/min 之间。[13] CF-FAB 比静态 FAB具有更高的灵敏度[16]

应用

FAB第一个实际应用是分析寡胜肽efrapeptin D 的氨基酸序列，该胜肽包含数种少见的氨基酸，并且可以抑制线粒体ATP酶的活性。[17]该序列显示为：N-acetyl-L-pip-AIB-L-pip-AIB-AIB-L-leu-beta-ala-gly-AIB-AIB-L-pip-AIB-gly-L-leu-L-iva-AIB-X. PIP = pipecolic acid, AIB = alpha-amino-isobutyric acid, leu = leucine, iva = isovaline, gly = glycine。FAB 的另一个应用包括其最初用于分析凝聚相样品。FAB 可用于测量 5000 Da 以下样品的分子量及其结构特征。FAB 可以与各种质谱仪接合使用进行数据分析，例如四极杆质量分析仪、液相层析-质谱仪等。

参考

1.Morris HR, Panico M, Barber M, Bordoli RS, Sedgwick RD, Tyler A (1981). "Fast atom bombardment: a new mass spectrometric method for peptide sequence analysis". Biochem. Biophys. Res. Commun. 101 (2): 623–31. doi:10.1016/0006-291X(81)91304-8. PMID 7306100.

2.Barber, Michael; Bordoli, Robert S.; Elliott, Gerard J.; Sedgwick, R. Donald; Tyler, Andrew N. (1982). "Fast Atom Bombardment Mass Spectrometry". Analytical Chemistry. 54 (4): 645A–657A. doi:10.1021/ac00241a817. ISSN 0003-2700.

3.Barber M, Bordoli RS, Sedgewick RD, Tyler AN (1981). "Fast atom bombardment of solids (F.A.B.): a new ion source for mass spectrometry". Journal of the Chemical Society, Chemical Communications (7): 325–7. doi:10.1039/C39810000325.

4.Barber, M.; Bordoli, R. S.; Sedgwick, R. D.; Tyler, A. N. (September 1981). "Fast atom bombardment of solids as an ion source in mass spectrometry". Nature. 293 (5830): 270–275. doi:10.1038/293270a0. ISSN 0028-0836.

5.Stoll, R.G.; Harvan, D.J.; Hass, J.R. (1984). "Liquid secondary ion mass spectrometry with a focussed primary ion source". International Journal of Mass Spectrometry and Ion Processes. 61 (1): 71–79. Bibcode:1984IJMSI..61...71S. doi:10.1016/0168-1176(84)85118-6. ISSN 0168-1176.

6.Dominic M. Desiderio (14 November 1990). Mass Spectrometry of Peptides. CRC Press. pp. 174–. ISBN 978-0-8493-6293-4.

7.De Pauw, E.; Agnello, A.; Derwa, F. (1991). "Liquid matrices for liquid secondary ion mass spectrometry-fast atom bombardment: An update". Mass Spectrometry Reviews. 10 (4): 283–301. Bibcode:1991MSRv...10..283D. doi:10.1002/mas.1280100402. ISSN 0277-7037.

8.Chhabil., Dass (2007-01-01). Fundamentals of contemporary mass spectrometry. Wiley-Interscience. ISBN 9780471682295. OCLC 609942304.

9.Pachuta, Steven J.; Cooks, R. G. (1987). "Mechanisms in molecular SIMS". Chemical Reviews. 87 (3): 647–669. doi:10.1021/cr00079a009. ISSN 0009-2665.

10.Tomer KB (1989). "The development of fast atom bombardment combined with tandem mass spectrometry for the determination of biomolecules". Mass Spectrometry Reviews. 8 (6): 445–82. Bibcode:1989MSRv....8..445T. doi:10.1002/mas.1280080602.

11.Székely, Gabriella; Allison, John (1997). "If the ionization mechanism in fast-atom bombardment involves ion/molecule reactions, what are the reagent ions? The time dependence of fast-atom bombardment mass spectra and parallels to chemical ionization". Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 8 (4): 337–351. doi:10.1016/S1044-0305(97)00003-2. ISSN 1044-0305.

12.Caprioli, Richard M. (1990). "Continuous-flow fast atom bombardment mass spectrometry". Analytical Chemistry. 62 (8): 477A–485A. doi:10.1021/ac00207a715. ISSN 0003-2700. PMID 2190496.

13.Jürgen H Gross (14 February 2011). Mass Spectrometry: A Textbook. Physics Today. Vol. 58. Springer Science & Business Media. pp. 494–. Bibcode:2005PhT....58f..59G. doi:10.1063/1.1996478. ISBN 978-3-642-10709-2.

14.Caprioli, R. M. (1990). Continuous-flow fast atom bombardment mass spectrometry. New York: Wiley. ISBN 978-0-471-92863-8.

15.Abian, J. (1999). "The coupling of gas and liquid chromatography with mass spectrometry". Journal of Mass Spectrometry. 34 (3): 157–168. Bibcode:1999JMSp...34..157A. doi:10.1002/(SICI)1096-9888(199903)34:3<157::AID-JMS804>3.0.CO;2-4. ISSN 1076-5174.

16.Tomer, K. B.; Perkins, J. R.; Parker, C. E.; Deterding, L. J. (1991-12-01). "Coaxial continuous flow fast atom bombardment for higher-molecular-weight peptides: comparison with static fast atom bombardment and electrospray ionization". Biological Mass Spectrometry. 20 (12): 783–788. doi:10.1002/bms.1200201207. ISSN 1052-9306. PMID 1812988.