Ion Mobility Spectrometry, Second Edition pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:CRC

作者:G.A. Eiceman

出品人:

页数:370

译者:

出版时间:2004-07-26

价格:USD 185.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780849322471

丛书系列:

图书标签:

Ion Mobility Spectrometry
Mass Spectrometry
Analytical Chemistry
Separation Science
Instrumentation
Chemical Analysis
Proteomics
Metabolomics
Gas Chromatography
Environmental Monitoring

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具体描述

Driven by the demand for the rapid and advanced detection of explosives, chemical and biological warfare agents, and narcotics, ion mobility spectrometry (IMS) undergone significant refinements in technology, computational capabilities, and understanding of the principles of gas phase ion chemistry and mobility. Beginning with a thorough discussion of the fundamental theories and physics of ion mobility, "Ion Mobility Spectrometry, Second Edition" describes the recent advances in instrumentation and newly pioneered applications. Divided into three sections, the first presents a history of technological developments, basic principles, theories, and other factors that govern the response in IMS.The second section describes aspects of IMS technology including sample introduction methods, draft tubes, modern methods for data analysis and display, the combination of mobility spectrometers with chromatographic methods, miniaturized IMS sensors, alternative ionization sources, and advances in computational capabilities that improved the acquisition and treatment of data. The final section emphasizes rapidly developing and exciting applications of IMS. The section is subdivided into existing, proven and potential applications encompassing the traditional forensic, military, and counter-terrorism applications and the now well-developed methods for detect biological agents and characterizing bio-molecules.It also highlights other applications found in clinical and environmental venues and await further development. This new edition of "Ion Mobility Spectrometry" offers a lucid and complete analysis of the technological and contextual developments surrounding the chemistry, instrumentation and growing number of applications of IMS that incorporate and depend upon the latest innovations in the field.

质谱技术与应用：现代分析化学的基石本书旨在全面深入地探讨现代分析化学中的核心技术——质谱分析（Mass Spectrometry, MS）的原理、仪器设计、应用及其前沿发展。本书面向化学、生物化学、环境科学、食品科学以及药物研发等领域的科研人员、技术人员和高年级学生，提供一个严谨且实用的知识框架。质谱法作为一种强大的分子鉴定和定量分析工具，在过去几十年中经历了爆炸性的发展，成为理解物质组成和结构不可或缺的手段。本书将结构性地分解质谱技术，确保读者不仅了解“如何操作”，更能深刻理解“为何有效”。 --- 第一部分：质谱分析的基础原理本部分为理解质谱技术打下坚实的理论基础，重点解析了离子化、质量分析和检测这三大核心步骤的物理化学过程。第一章：质谱学的历史与基本概念本章首先回顾了质谱分析的发展历程，从早期的磁偏转分析仪到现代高分辨率仪器。随后，详细定义了质谱学中的基本术语，如质量数（m/z）、同位素丰度、分辨度（Resolution）、准确度（Accuracy）以及定性和定量的基本区别。我们着重讨论了质荷比作为物质唯一“指纹”的意义，并引入了理想的质谱分析流程图。第二章：离子化技术——从气相到电离离子化是将待测物分子转化为可被质谱仪捕获的离子的关键步骤。本章将深入剖析各类离子化技术的工作机制、适用范围及其优缺点。硬电离技术（Hard Ionization）：详细阐述电子轰击电离（Electron Ionization, EI）的原理，包括能量调控、碎片化模式的预测，以及它在结构解析中的决定性作用。重点讨论了EI如何产生特征性的碎片离子，这对传统气相色谱-质谱联用（GC-MS）的数据解读至关重要。软电离技术（Soft Ionization）：聚焦于保留分子完整性的技术。化学电离（Chemical Ionization, CI）通过缓冲气体与分析物之间的离子-分子反应来实现温和的电离。本章详细对比了酸性CI（如异丁烷CI）和碱性CI（如氨气CI）在目标分子离子峰获取上的差异。大气压下电离（Atmospheric Pressure Ionization, API）： API技术是现代液相色谱-质谱联用（LC-MS）的支柱。我们将细致讲解电喷雾电离（Electrospray Ionization, ESI）的液滴破碎机制（如Taylor锥形成、涟漪机制），探讨其对溶液pH值、流动相组成和锥电压的敏感性。同时，对大气压化学电离（APCI）的工作原理，特别是其对非极性化合物的适用性，进行了详尽的分析。第三章：质量分析器：精确分离质荷比质量分析器是质谱仪的核心部件，其功能在于根据质荷比对离子进行分离。本章详细描述了不同类型分析器的物理原理和性能指标。动能和电势分离器：深入分析了飞行时间质量分析器（Time-of-Flight, TOF）的工作原理，探讨了如何通过改进设计（如反射镜/反射器）来提高分辨率和质量准确度。电磁和电场分离器：详细阐述了四极杆（Quadrupole, Q）的工作原理，包括其射频（RF）和直流（DC）电压的组合如何实现离子过滤。讨论了离子阱（Ion Trap, IT）的工作模式，包括扫描模式和储能模式。高分辨率分析器：重点介绍磁聚焦（Sector Instruments）和傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）和Orbitrap技术的原理，强调它们如何提供极高的质量分辨率和质量准确度，实现元素组成分析。 --- 第二部分：仪器配置与联用技术现代质谱分析很少孤立进行，而是与分离技术紧密结合，以应对复杂基质的挑战。本部分着重于将离子化与分离技术集成的实践。第四章：色谱分离与质谱联用（GC-MS与LC-MS）本章探讨了色谱分离技术如何与质谱分析集成，以实现对复杂混合物的分离和识别。气相色谱-质谱（GC-MS）：聚焦于如何使气相色谱的恒定流速与质谱的真空要求相匹配。重点分析了全扫描（Full Scan）和选择离子监测（Selected Ion Monitoring, SIM）模式在痕量分析中的应用和数据处理方法。液相色谱-质谱（LC-MS）：讨论了API源如何适应液相色谱的高流速。对比了串联质谱（Tandem MS, MS/MS）在LC-MS中的必要性，特别是使用三重四极杆（Triple Quadrupole, TQ）仪器进行高灵敏度定量分析（如MRM模式）的流程。第五章：串联质谱（MS/MS）与碎片化策略串联质谱是现代结构确证和定量的核心。本章讲解了如何通过选择性地隔离、激发和碎片化离子来获取结构信息。中间离子隔离：详细描述了离子在碰撞室（Collision Cell）中如何通过碰撞诱导解离（Collision-Induced Dissociation, CID）或更温和的能量传递方式进行活化。碎片图谱的解析：讨论了如何通过分析母离子到子离子的转变，来推导分子骨架结构、官能团位置和连接方式。引入了与特定化合物类别（如肽段、脂质）相关的典型碎片通路。 --- 第三部分：质谱法的关键应用领域本部分将理论知识应用于实际的科研与工业挑战中，展示质谱法在不同前沿领域的强大能力。第六章：生物分子分析——蛋白质组学与代谢组学质谱法是生命科学研究的“主力枪”。本章侧重于生物大分子的复杂性及其应对策略。蛋白质组学基础：详细介绍“自上而下”（Top-Down）和“自下而上”（Bottom-Up）的工作流程。重点解析“Bottom-Up”策略中酶解（如胰酶）后肽段的LC-MS/MS分析、肽图绘制、以及如何通过数据库搜索（如SEQUEST, MASCOT）进行蛋白质鉴定和定量（如TMT, iTRAQ标记）。代谢物分析：探讨代谢组学中对小分子化合物的全面分析需求。比较了非靶向（Untargeted）和靶向（Targeted）代谢物分析的质谱策略，包括如何利用高分辨率仪器和精确质量信息进行从头解析（De Novo Elucidation）。第七章：药物研发与毒理学应用在药物研发阶段，质谱法是药物筛选、药代动力学（PK/PD）研究以及杂质分析的关键工具。药物代谢与药代动力学（DMPK）：阐述如何利用高灵敏度的LC-MS/MS技术监测生物样本中低浓度药物及其代谢产物。讨论了生物等效性研究中对绝对定量的要求。杂质剖析与结构确认：重点讨论了新药生产中对工艺相关杂质、降解产物和基因毒性杂质的识别和结构确证。介绍如何利用高分辨质谱（HRMS）和高阶串联质谱（MSn）来推断未知杂质的化学结构。第八章：环境与食品安全中的痕量分析本章关注质谱法在监测环境中微量污染物和食品中添加剂或残留物方面的应用。持久性有机污染物（POPs）分析：讨论对痕量多氯联苯（PCBs）、二噁英等化合物的分析挑战。强调高选择性检测技术（如Selected Reaction Monitoring, SRM）在复杂环境基质中的重要性。食品污染监测：分析了农用化学品（如农药）、兽药残留以及食品加工污染物（如丙烯酰胺）的快速、高通量质谱检测方法，并涉及对食品真伪鉴定的同位素比率质谱（IRMS）的初步介绍。 --- 结语：未来展望本书在最后展望了质谱技术的发展方向，包括更快的离子迁移时间分辨技术、新型高灵敏度检测器、以及将人工智能和机器学习引入质谱数据解析流程的前景。本书力求为读者提供一个扎实、全面且具有前瞻性的质谱学知识体系。