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液质联用仪基本介绍及其应用技术
•分析样品类型不同 •ESI –极性化合物和生物大分子 •APcI–弱极性化合物、小分子化合物(相对于 ESI方式而言) ,并有一定的挥发性
•要求的流动相流速不同 •ESI -0.001 to 0.3 mL/min •APcI-0.2 to 2 mL/min
其他事项 1.扫描模式的选择 2.流动相的选择 3.流量和色谱柱的选择 4.辅助气体流量和温度的选择
EI: 电子轰击电离—硬电离。
CI: 化学电离—核心是质子转移。
FD: 场解吸—目前基本被FAB取代。
FAB: 快原子轰击—适合难挥发、极性大的样品。
ESI: 电喷雾电离—属最软的电离方式,通常只产生分子离
子峰。适宜热不稳定的极性分子,能分析小分子及大
分子(如蛋白质分子多肽等)。
APCI:大气压化学电离—适宜做弱极性小分子。
R 表示,实验室内的TSQ Quantum 分别率为0.7。
2.质量范围mass range
四极质谱:
4000以内
离子阱质谱: ~ 6000
飞行时间质谱: 无上限
3.质量测量精度 离子质量测定的精度,一般对质量几百的离子, 测量误差应<0.003 质量单位。
四、液质联用技术
高效液相液质联用(HPLC/MS)是指高效液相液相色谱与质 谱串联的技术。HPLC-MS主要由HPLC仪、接口离子源(HPLC与MS 之间的连接装置)、质量分析器、真空系统和计算机数据处理 系统组成。
o液相(HPLC)
o 质谱分析仪(MS)
v高效分离混合物
P需要高真空条件
v流动相挥发后产生大量气体 P质量分析系统
v出口压力为大气压
P最好使用挥发性缓冲液
v无质量限制
v可以使用缓冲盐溶液
Interface
HPLC
(Key to
MS
Success!)
目前最常用的接口类型:
大气压电离源 (API)
1.电喷雾(ESI) 2.大气压化学电离(APCI) 3.大气压光喷雾电离源
+ 溶剂离子束 + 分析物离子
液质联用的电喷雾(ESI)接口
液相的入口 雾化气入口
雾化器
Neutral Molecules Analyte Ions
Clusters Salts
锥孔
透镜
高能打拿极/ 电子倍增器
毛细管 八极杆 四极杆
+ +
+ +
+ +
+
+
+ + + + + + + ++
+
加热 N2
碎片碰撞电压 (CID)
1.扫描模式的选择
(1)正负离子模式:
正离子模式:适合于碱性样品,可用乙酸或甲酸对样品加以酸化。 负离子模式:适合于酸性样品,可用氨水或三乙胺对样品进行碱化。
(2) 全扫描方式(Q1 扫描)
可以得到准分子离子,从而判断出其分子量,用于鉴别是否有未知 物,并确认一些判断不清的化合物。
(3)母离子扫描
4.辅助气体流量和温度的选择
操作中温度一般选择高于分析物的沸点 20℃ 左右即可。对 热不稳定性化合物,要选用更低的温度以避免显著的分解。
五、质谱仪基本操作
以安捷伦6400系列质谱仪为例:
• 1. 分别打开计算机、网络交换机(LAN Switch)电源、液相电源
• 2. 打开质谱前面左下角的电源开关,等待大约两分钟,听到第
及LC各模块、PC的电源.
数据采集软件功能区、状态区介绍:
方法建立
打开MassHunter采集软件界面
点击Method Editor,如下图。
或通过菜单File>New>Method创建一个新的方法。
定性分析
打开定性分析软件
,主要功能区常用快捷键介绍如下:
六、仪器维护及注意事项
1.每天实验完成之后,使用1:1异丙醇-水溶液清洗或擦洗离子源,注意勿将溶液喷入 毛细管入口。
APPI:大气压光喷雾电离—适宜做非极性分子。
MALDI:基体辅助激光解吸电离。通常用于飞行时间质谱和
FT-MS,特别适合蛋白质,多肽等大分子。
其中ESI,APCI,APPI统称大气压电离(API)
3.质量分析器
是质谱仪中将离子按质荷比分开的部分,离子通过分析器 后,按不同质荷比(M/Z)分开,将相同的M/Z离子聚焦在一起,组 成质谱。 质量分析器的分类:
2.大气压化学电离离子源技术
大气压化学电离源(APCI)的电离过程:
含有气溶胶的分析物
溶剂在蒸发 器中蒸发
溶剂--------->[溶剂+H]+
[溶剂+H]++M--------->溶剂
+[M]+
+
++ ++
+
+
+
+
+ +
+
+ +
++
++
+ +
++
+
电荷转移至 分 析物分子
蒸汽
通过电晕针放电形 成带电荷的反应剂 离子
四极杆质量分析器的示意 图
4.检测接收器
接收离子束流的装置有: 电子倍增器、光电倍增器、微通道板
5.数据及供电系统 将接收来的电信号放大、处理并给出分析 结果及控制质谱仪个部分工作。 从几伏低压到几千伏高压。
质谱仪的主要性能指标
1.分辨率resolution power 即表示仪器分开两个相邻质量离子的能力,通常用
2.每周开启前级泵上的气振阀两次,每次半小时。开启时可以将气振阀开到最大后, 向回转半圈。
3.每天清洗雾化器组件,在清洗前应留出足够的时间让它冷却下来,防止烫伤。 4. 氮气发生器过滤装置必须定期更换,应每半年到一年更换干燥气的气体净化管。
1.电喷雾离子源技术
电喷雾(ESI)的电离过程:
带电液滴
+ +
+ -
+ -+
-+
+
--
+ +
+
溶剂蒸发
分析物离子
溶剂离子束
盐/离子对 中性化和物
+
Rayleigh Limit
Reached
++
++
+-+--+-- +++
++--
+
+ +
+
++-- ++
+
库仑爆炸 (Coulomb Explosions)
流动相
分析物
++ + ++
分析物离子
液质联用的大气压化学电离源(APCI)接口
锥孔
透镜
高能打拿极/ 电子倍增器
毛细管 八极杆 四极杆
+
+ +
+
++
+ + + + + + + ++
+
Corona needle
热氮气
碎片碰撞电压(CID)
ESI和APCI的区别
•离子化方式不同 •ESI –在溶液中进行离子化 •APcI–在气相中进行离子化
2.质谱分析过程
质谱分析过程可以分为四个基本环节:
1.通过合适的进样装置将样品引入并进行气化; 2.气化后的样品引入到离子源进行电离,即离子化
过程; 3.电离后的离子经过适当的加速后进入质量分析器,
按不同的质荷比进行分离; 4.经检测、记录,获得一张谱图.
3、质谱法的特点和用途
1. 测定非常准确的分子量,确定分子式。 2.分析速度快,灵敏度高(5pg),所需的样品少。 3.分析范围广(气体、液体、固体)。 4.根据质谱裂解规律对质谱图中的碎片离子进行解
质谱仪 是一种测量带电粒子质合比的装置,利用带电粒子在电 场和磁场中运动(偏转、漂移、震荡)行为进行分离与测量。在 离子源中样品分子被电离和解离,得到分子离子和碎片离子,将 分子离子和碎片离子引入到一个强的电场中,使之加速,加速电 位通常用到6-8kV,此时所有带单位正电荷的离子获得的动能都一 样,即 eV = mv2/2 但是,不同质荷比的离子具有不同的速度,利用离子的不同质荷 比及其速度差异,质量分析器可将其分离,然后由检测器测量其 强度。记录后获得一张以质荷比(m/z)为横坐标,以相对强度 为纵坐标的质谱图。
四级杆质量分析器
四极杆分析器由四根棒状电极组成,它们距离相等而且互相平行, 这四个棒状电极形成一个四极电场。四极杆处于对角位置的两根杆被连 接在一起,其中一对杆之间施加电压 ,同时在另外一对杆上施加大小 相同、极性相反的直流电压和相位相反、振幅/频率相同的射频电压 。 Vdc为直流电压,Vrf为射频电压。直流电压与射频电压叠加在一起,且 两对电极的极性不停进行快速切换,使得带电离子震荡通过四极杆。
进样系统
离子源
质量分析器
检测器
1.气体扩散 2.直接进样 3.气相色谱 4.液相色谱
1.电子轰击 2.化学电离 3.场致电离 4.激光
1.单聚焦 2.双聚焦 3.飞行时间4.四极杆
5.离子阱 6.串列式多级
1.真空系统
质谱仪的离子源、质量分析器和检测器必须在 高真空状态下工作,以减少本底的干扰,避免发生 不必要的离子-分子反应,所以质谱反应属于单分子 分解反应。