User:SeanWu1001/快速原子轟擊

快速原子轟擊

快速原子轟擊( FAB ) 是質譜分析中使用的一種電離技術，其中高能原子束撞擊表面以產生離子。[1] [2] [3]FAB是由曼徹斯特大學的Michael Barber於1980年開發的。 [4]當使用高能離子束代替高能原子時（如在二次離子質譜中），該方法即為液體二次離子質譜（LSIMS）。[5] [6] [7]在 FAB 和 LSIMS 中，帶測物與基質(包覆帶測物的非揮發性化學物質)，並在真空下用高能（4000 至 10,000電子伏特）原子束轟擊。原子通常來自惰性氣體，例如氬氣或氙氣。而常見基質包括甘油、硫代甘油、3-硝基苯甲醇(3-NBA)、18-crown-6醚、2-硝基苯辛基醚、環丁砜、二乙醇胺和三乙醇胺。該技術類似於二次離子質譜和電漿脫付質譜。

游離機制

FAB 是一種軟電離技術，可以產生相對完整的裂片。此技術主要產生完整的質子化分子，以[M + H] +表示，也產生去質子化分子，例如 [M - H] -。在極少數情況下，FAB 譜相可以觀察到自由基陽離子。FAB 為 SIMS 的改良技術，高能原子束不會破壞樣品。這兩種技術的最大區別在於，使用的能量束不同(離子束或原子束)。[8]對於 LSIMS，銫+離子為主要離子束，而 FAB，主要使用由Xe 或 Ar 原子束。[8]使用氙原子是因為它們質量更大與動量更大，所以比氬原子更敏感。

在FAB，第一步是慢速移動的原子（Xe 或 Ar）會透過碰撞電子而游離。這些緩慢移動的原子游離化後，受到電位影響，變成快速移動的離子，這些離子在密集的過量天然氣原子雲中變為中性，從而形成流動的高平移能量原子流。[8]儘管樣品游離化的詳細機制仍不明，但其游離機制類似於基質輔助激光解吸/電離(MALDI) [9] [10]和化學電離。[11]

基質與樣品導入方式

在 FAB 中，帶測物會與基質(帶測物周圍的非揮發性化學物質)混合以進行後續分析。FAB用的液態基質，可以提供持續的離子電流給樣本，基質可以吸收原子束衝擊減少對樣品的破壞，並讓樣品分子聚集。[8]液體基質主要是作為促進帶測物游離的介質。FAB最常用的基質是甘油。選擇合適的基質十分重要，因為基質也會影響樣品（帶測物）離子的碎裂程度。樣品導入一般是透過探針導入，將樣品-基質混合物加載到探針上的不銹鋼樣品靶上，然後通過真空鎖將其放置在離子源中。另外一個樣品導入方法是使用連續流動快速原子轟擊 (CF)-FAB 的設備。

連續流動快速原子轟擊

在連續流動快速原子轟擊( CF - FAB ) 中，樣品通過毛細管引入質譜儀探針。[12] 基質過多的話，基質與樣品的比率就會提高，而這會產生靈敏度差的問題，研發(CF)-FAB 主要目的為它可以減少這類問題。 [13] [14]樣品可以通過流動注射、微透析或與液相層譜接合進行導入。[15]流速通常在 1 到 20 μL/min 之間。[13] CF-FAB 比靜態 FAB具有更高的靈敏度[16]

應用

FAB第一個實際應用是分析寡胜肽efrapeptin D 的胺基酸序列，該胜肽包含數種少見的胺基酸，並且可以抑制粒線體ATP酶的活性。[17]該序列顯示為：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 的另一個應用包括其最初用於分析凝聚相樣品。FAB 可用於測量 5000 Da 以下樣品的分子量及其結構特徵。FAB 可以與各種質譜儀接合使用進行數據分析，例如四極桿質量分析儀、液相層析-質譜儀等。

參考

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.