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质谱分析真空解决方案

凭借深厚的质谱分析技术积累,我们开发的高品质真空解决方案专为复杂质谱分析系统量身定制,确保精确性、稳定性和可靠性。

质谱分析中真空的作用

在质谱分析中,真空环境对于确保离子传输不受空气分子干扰至关重要。质谱仪各组成部分——从离子源到质量分析器再到检测器——均需特定真空度,以实现精确电离、有效质量分离和最小化背景噪声。
需要特定真空度,以实现精确电离、有效质量分离和最小化背景噪声。


维持这些不同的压力级并非简单的开关功能,每个压力水平都需要精确控制。例如,电离阶段需精心调节压力以高效生成离子,而质量分析器则依赖超低压力来确保离子运动的连续性。

高真空泵通常集成于系统设计中,并由外部前级泵支持。真空计和智能控制器对确保整个操作过程中真空度的稳定性至关重要,从而提供用户期望的一致性能表现。

Pfeiffer 普发质谱分析应用真空解决方案

Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions 为各类质谱分析技术提供从研究实验室到工业环境的可靠高性能真空解决方案。无论是为多级真空环境定制的 SplitFlow 涡轮分子泵,还是适用于洁净实验室条件的无油静音前级泵,我们的解决方案均能确保最佳检测灵敏度、持续运行时间和可维护性。

凭借超 50 万台运行的涡轮分子泵以及 70 年技术积累,Pfeiffer 普发已成为保障分析流程各环节稳定、洁净真空性能的值得信赖的合作伙伴。

比较配套产品

Pfeiffer 普发为质谱分析的每个环节提供专业支持

涡轮泵(SplitFlow、HiPace):
  • 低振动、高真空性能、支持定制化配置

前级泵
  • 干式涡旋(HiScroll):清洁、安静、无油。
  • 隔膜泵(MVP):结构紧凑,维护便捷。
  • 旋片泵(SmartVane、DuoVane):坚固耐用,容量高。

操作提示:前级泵安装于仪器侧边,采用用户可更换设计,最大限度减少系统停机时间。

控制系统:
  • 配备真空计、阀门及智能控制器,实现精准的真空管理。

如需了解如何为您的具体应用选择理想的真空泵,敬请参阅我们的常见问题解答部分。

质谱分析应用

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无论样品制备的复杂程度如何(无论是分析挥发性化合物,还是处理复杂的生物基质),这些系统均依赖于精准的真空环境。

以下内容将概述不同质谱分析技术如何满足这些基本需求,及其各自面临的独特挑战。

气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)的工作原理是什么?

适用于挥发性和半挥发性化合物分析

GC-MS 是一种用于分析挥发性和半挥发性化合物的成熟技术。样品经气化后,由惰性载气(通常是氦气)带入气相色谱仪。在色谱仪内,各组分依据其挥发性及与固定相的相互作用实现分离。

随后,分离出的化合物进入质谱仪,通常通过电子轰击方式进行电离。该过程产生正离子,随后经由四极杆等质量分析器过滤,生成质谱图,进而实现对单个组分的定性和定量分析。

凭借其高灵敏度和稳定性,GC-MS 广泛应用于环境监测、法医学药物分析领域。

液相色谱-质谱联用技术(LC-MS)的工作原理是什么?

适用于复杂液相样本分析。

LC-MS 适用于分析生物样本或药物中更复杂且非挥发性的化合物。样本溶解于液相流动相后注入色谱柱,各化合物通过流动相和固定相的相互作用实现分离,随后进入质谱仪。

分离后的化合物通常在大气压条件下通过电喷雾电离(ESI)方式完成离子化。生成的离子随后进入质谱仪进行分析,常用系统包括三重四极杆离子阱或飞行时间(TOF)分析仪

LC-MS 因其高选择性、高灵敏度以及卓越的复杂样本基质处理能力而备受推崇,是临床研究、代谢组学药物开发的理想选择。

飞行时间质谱(TOF-MS)的工作原理是什么?

专为大分子生物物质高分辨率分析而设计。

TOF-MS 通过测量离子在电场加速后通过飞行管的时间进行分析。由于所有离子获得相同的动能,其飞行时间取决于质量——较轻的离子比较重的离子更快到达检测器。

现代 TOF 系统通常使用反射器,以提高分辨率,从而实现更精确的质荷比测量。该技术常与 MALDI、ESI 或色谱技术联用,为蛋白质组学代谢组学材料表征提供高分辨率数据。

电感耦合等离子体质谱分析(ICP-MS)的工作原理是什么?

ICP-MS 专门用于检测痕量元素和金属,即使在极低浓度下也能实现精准测定。样本(通常为液体)被引入温度高达 5,000°C 至 10,000°C 的氩等离子体中,实现完全离子化。离子通过采样锥和截取锥进入质谱仪的真空系统。

在高真空环境下,离子依据其质荷比进行聚焦与分离。

凭借其卓越的微量金属检测能力和同位素比值分析功能,ICP-MS 广泛应用于环境分析地质研究食品安全领域。该技术还支持激光剥蚀(适用于固体样本)和形态分析(用于区分化学形态)等先进方法。

基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI-MS)的工作原理是什么?

实现大分子生物物质的温和电离。

MALDI-MS 专为分析蛋白质和多肽等大分子生物物质而设计,能够在不破坏分子结构的前提下进行分析。样品与基质(一种可吸收激光能量的小分子有机化合物)混合并干燥形成固体。

当短激光脉冲照射样品时,基质辅助分析物实现温和的解吸和电离,最大限度减少碎片化。生成的离子通常通过飞行时间质谱仪(TOF)进行分析以确定其质量。

MALDI-MS 特别适用于蛋白质组学生物标志物发现临床应用等领域,这些领域对分子完整性有着极高的要求。

质谱仪真空要求

所有质谱分析技术对真空系统都有着严格的共同要求。这些系统不仅要确保正确的压力条件,还需兼顾提升实验室效率与运行稳定性。

质谱分析真空系统的关键要求包括:

精确测量

低振动特性,最小化信号漂移

连续运行

高效节能、低维护的真空泵,支持高强度工作流程

空间优化

紧凑智能系统,可轻松集成至仪器

实验室友好

静音无油运行,改善实验环境

了解更多质谱分析相关信息

什么是质谱分析?

质谱分析是一种精密分析技术通过测定分子的质荷比来实现鉴定、定量和分析。该技术流程包括:

  • 离子化:分子在离子源中转化为离子。
  • 分离:离子在高真空环境下的质量分析器中实现分离。
  • 检测:测量离子束并生成质谱图,提供分析物分子结构和组成的详细信息。

精准的质量分析依赖于质量分析器的可靠运行,即使对于质量相近的离子,也能有效分离并实现未知物的鉴定。

凭借其高灵敏度和复杂样本基质分析能力,质谱分析技术广泛应用于制药环境分析法医学材料科学临床研究领域。

真空对质谱分析为何至关重要?它又是如何影响质量分析器的?

质谱分析的精确性高度依赖于良好维护的真空系统,以保障离子生成、传输、分离和检测的精准度。真空的作用包括:

  • 营造低压环境,最大限度减少离子与残余气体分子的碰撞, 从而确保离子能够从离子源高效传输至检测器,避免离子散射或中和。
  • 维持稳定的离子运行轨迹,这对于保持信号强度、确保精确的质量分离以及实现高质量分辨率极为关键。
  • 保障质谱仪的关键部件(包括离子源、质量分析器和检测器)的可靠性能

一个精心设计的真空系统对于保持质谱仪的高灵敏度、高分辨率和可重复性极为关键。该系统对气相离子(如单电荷离子)尤为重要,因为即便微小的压力波动也会影响离子的稳定性和检测的准确性。

正离子模式(以及负离子模式)下,稳定的真空环境能够确保在宽广的质荷比(m/z)范围内实现精准检测。此外,稳定的真空环境对质量分析器质量过滤器(如四极杆、飞行时间或轨道阱)的精确运行至关重要,这些分析器依据离子的质荷比(m/z)值(包括已知和未知化合物)进行分离。

总体而言,真空系统能够最大限度减少离子损失、降低背景噪声并避免不必要的化学反应,从而显著优化质谱仪的性能。

为什么 Pfeiffer 普发涡轮分子真空泵解决方案是各类质谱分析应用的理想选择?

我们的涡轮分子泵产品(包括 SplitFlowHiPace 系列)专为以下需求而设计:

  • 稳定高真空:实现精确离子分离的必要条件
  • 低振动:对 TOF-MS 和 MALDI-MS 等技术至关重要。
  • 定制化设计:适配特定仪器的空间布局和性能需求。

无论是生物分子、环境样本还是复杂的临床诊断,Pfeiffer 涡轮分子真空泵解决方案都能提供可靠且灵活的支持,从而保障质谱分析高灵敏度、高重现性的检测结果。

如何为质谱分析选择合适的前级泵?

质谱分析中前级泵的选择主要取决于所需泵速和具体应用。

低气体负载(GC-MS、MALDI-MS):

高气体负载(LC-MS、ICP-MS、TOF-MS):

我们的前级泵解决方案:
  • 隔膜泵(MVP 系列):特别适合低气体负载系统,提供无油、安静的运行环境
  • 干式涡旋真空泵(HiScroll 系列):专为高流量需求设计,提供洁净无油的真空环境,具有低噪音(<47 dB[A])和极低振动的特点。
  • 旋片真空泵(SmartVane、DuoVane):适用于高容量应用,以坚固耐用和长保养周期为主要优势。

无论何种应用需求,Pfeiffer 普发均能提供与之匹配的前级泵解决方案,确保各类质谱分析技术实现可靠高效的性能表现。

Pfeiffer 普发是否提供质谱仪?

是的,Pfeiffer 普发提供紧凑型质谱分析解决方案,专门针对残余气体分析(RGA)和工艺监控而设计,但这些产品不同于全分析型质谱仪。

我们的产品组合包括:

  • PrismaPro:高灵敏度残余气体分析
  • OmniStar:大气压气体监测
  • ThermoStar:热工艺过程中的气体分析
  • OmniGrade:洁净室的精密气体分析
  • 定制化 RGA 系统:来自我们旗下品牌 Dreebit 的个性化解决方案


这些工具专注于特定的诊断与监测任务,并不适用于 LC-MS、GC-MS 或 TOF-MS 等高端分析应用。在更广泛的质谱分析市场中,Pfeiffer 主要为更大型、更复杂的仪器提供高性能的真空系统及关键组件。

了解真实见解和久经验证的解决方案

了解我们的真空技术如何改变世界各地的实验室和质谱分析系统。从实现无油环境到为您的特定需求选择最合适的真空泵,由我们的专家主导的网络研讨会和客户成功案例研究为您深度剖析如何优化您的系统的性能与可靠性。
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环境分析中的能效与舒适性

在 Eurofins Umweltanalytik GmbH,Pfeiffer 普发的 HiScroll 真空泵在通过质谱分析环境污染物方面发挥着关键作用。了解 HiScroll 真空泵如何帮助降低能耗和噪音,同时提供稳定真空以确保分析结果的准确性,从而提升实验室效率与工作环境的舒适性。