技术科普 · 质谱成像

Q-TOF 四极杆-飞行时间质谱

Q-TOF(Quadrupole Time-of-Flight)由四极杆质量过滤器与飞行时间(TOF)分析器串联构成,可先筛选母离子再做高分辨检测或碎片分析,兼顾选择性、高分辨与快速采集,是成像质谱常用的高分辨平台之一。
本文目录
结构原理:过滤 + 飞行分离在质谱成像中的定位数据与应用衔接选型考量
技术原理示意:离子源对样品逐点电离 组织切片 样品 电离束 Q-TOF 四极杆-飞行时间质谱 离子 质谱 分析器
Q-TOF 四极杆-飞行时间质谱 示意图

结构原理:过滤 + 飞行分离

四极杆作为质量过滤器,可按 m/z 选择特定母离子进入碰撞室碎裂或直接放行;随后的 TOF 分析器在脉冲电场中按飞行时间分离离子,提供高分辨全谱。两级串联使 Q-TOF 兼具母离子筛选与高分辨检测能力。

因 TOF 在每个脉冲即可采集完整 m/z 范围,Q-TOF 在成像逐点采集中具备较高速度,适合需要大视野、多像素的质谱成像。

在质谱成像中的定位

Q-TOF 常与 MALDI、DESI、LDPI、DPI 等成像源搭配,作为高分辨检测端。其高分辨有助于分子归属,MS/MS 能力则可在感兴趣像素上做结构确证,符合“软电离成像 + 按需碎片验证”的工作流。

相比 Orbitrap,Q-TOF 在采集速度上通常更具优势;相比单 TOF,Q-TOF 多了母离子筛选与串联能力,适合需要碎片信息的复杂样品。

数据与应用衔接

Q-TOF 成像产生的高分辨谱图常以 imzML 等格式交换,并在 SCiLS Lab、MetaboScape 中可视化。对常压免基质成像,新策源 LDPI/DPI 可外接于具备常压接口的 Q-TOF,构成快速高分辨成像方案。

在药物分布、脂质与代谢物空间图谱研究中,Q-TOF 的高速度与高分辨组合尤为实用,能在合理时间内覆盖较大组织区域。

选型考量

Q-TOF 适合需要高分辨 + 快采集 + 可选 MS/MS 的成像项目;若极致质量精度优先可选 Orbitrap,若极致像素速度/分辨率优先可评估 TOF-SIMS。最终取决于待测物、视野与通量。

对新建免基质常压成像线,LDPI/DPI + Q-TOF 是快速高分辨路线之一,建议确认主机常压接口与数据格式兼容性。

常见问题(FAQ)

Q-TOF 由哪两部分组成?
四极杆质量过滤器与飞行时间(TOF)分析器串联:四极杆筛选母离子,TOF 做高分辨全谱检测,兼具选择性与高分辨。
Q-TOF 用于成像有什么特点?
TOF 每个脉冲可采全 m/z 范围,逐点成像速度较高,适合大视野多像素;同时具备 MS/MS 能力,可在感兴趣像素做结构确证。
Q-TOF 和 Orbitrap 怎么选?
Q-TOF 采集速度通常更优、带串联能力;Orbitrap 质量精度极高。按速度/精度/预算权衡,或两者皆可用于高分辨成像。
LDPI/DPI 能接 Q-TOF 吗?
可以。LDPI/DPI 可外接于具备常压接口的 Q-TOF 等主流质谱,构成免基质常压高分辨成像方案。

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