质谱法在测量科学中日益增长的影响

IF 4.6 Q1 CHEMISTRY, ANALYTICAL

ACS Measurement Science Au Pub Date : 2023-11-30 DOI:10.1021/acsmeasuresciau.3c00065

Abraham K. Badu-Tawiah*,

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摘要

质谱法(MS)可以说是科学史上应用最广泛的分析技术。质谱从物理学(起源于20世纪20年代)扩展到物理化学(30年代)、地表科学和地质学(50年代)、有机化学(60年代)、考古学(80年代)、环境科学(70年代)，最后在70年代扩展到分析化学。这最终为20世纪80年代质谱仪在生物科学中的应用铺平了道路。最初在生物科学中应用质谱的实验集中在蛋白质组学上，但它很快使代谢组学成为可能，从而使整个组学领域出现。质谱仪的发展使这些应用成为可能，质谱仪寻求实现不同的优点:质量分辨能力、质量精度、线性动态范围、灵敏度、精度、效率(离子传输和占空比)、速度、成本、尺寸和易用性。有趣的是，人们花了100年的时间才把易用性、可靠性、仪器尺寸和软件开发作为重要的分析指标。这些进步是重要的，因为它们使质谱仪从用于探索物理和化学基本方面的学术实验室转移到现实世界，并进入实时做出改变生活决定的人们手中，例如新生儿筛查，识别遗传疾病，法医应用和环境监测。虽然质谱技术已经发展，但该领域并没有放弃其根本根源。有一些实验仍然在高真空下进行，还有一些实验是在更现实的条件下，在原始状态下对样品进行无创分析。也有在高真空和大气压力之间的任何压力下进行的实验，如在离子迁移率光谱(IMS)实验中所见。包括基质辅助激光解吸/电离(MALDI)和电喷雾电离(ESI)在内的创新将质谱带入了更多的用户手中，也使质谱仪能够与其他分析技术相结合，包括电化学、光谱学、微流体和液相色谱(LC)。这个集合突出了在新的MS实验和技术中看到的一些不同的进步。质谱仪的基本步骤包括电离和随后的离子处理(即测量离子的质量电荷比和横截面)。本文集中的文章按照这些基本步骤以及研究在新概念、新方法和新应用方面取得的进展进行分组(表1和表2)。具体贡献(不是文章标题)以粗体文本总结，并置于研究的图形表示下。反应是质谱实验的一个组成部分。因此，大约三分之一的入选文章开发了新的方法、概念和仪器来推进各种类型的反应，包括等离子体诱导的环氧化反应、光电化学反应和光化学诱导的纳米颗粒合成，所有这些都提高了分析性能。研究分类在“连字符/集成”组合反应，化学计量工具，或分离与质谱，以实现新的能力在化学分析和成像。总之，这个集合展示了新的仪器，应用，概念和方法在质谱，这是接地在物理化学，表面科学，离子处理，离子反应和有机化学，以及数据处理。所展示的优点范围从易用性到多功能性、速度、灵敏度和复杂性。两个值得注意的主题突出在这个集合:化学反应和化学计量学。这些领域有望通过扩大现有质谱仪器的应用范围，而无需进行重大修改，对化学测量的未来产生重大影响。这样的机会很重要，因为通过降低化学仪器的障碍，质谱实验可以继续传播到非传统领域，例如正电子发射断层扫描(PET)测量中使用的辐射剂量的验证。我们希望您喜欢这本关于MS的杰出作品的合集，并期待在未来的几年里发表更多关于MS进展的杰出作品。这篇文章尚未被其他出版物引用。

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The Growing Influence of Mass Spectrometry in Measurement Science

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ACS Measurement Science Au 化学计量学-

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期刊介绍： ACS Measurement Science Au is an open access journal that publishes experimental computational or theoretical research in all areas of chemical measurement science. Short letters comprehensive articles reviews and perspectives are welcome on topics that report on any phase of analytical operations including sampling measurement and data analysis. This includes:Chemical Reactions and SelectivityChemometrics and Data ProcessingElectrochemistryElemental and Molecular CharacterizationImagingInstrumentationMass SpectrometryMicroscale and Nanoscale systemsOmics (Genomics Proteomics Metabonomics Metabolomics and Bioinformatics)Sensors and Sensing (Biosensors Chemical Sensors Gas Sensors Intracellular Sensors Single-Molecule Sensors Cell Chips Arrays Microfluidic Devices)SeparationsSpectroscopySurface analysisPapers dealing with established methods need to offer a significantly improved original application of the method.