Ionic
IonSpray离子喷雾
Analyte Polarity
APCI大气压化学电离
GC/MS
Neutral 101 102
Molecular Weight
103
104
105
现代有机和生物质谱进展
在20世纪80及90年代，质谱法经历了两次飞跃。
在此之前，质谱法通常只能测定分子量500Da以 下的小分子化合物。20世纪70年代，出现了场解 吸（FD）离子化技术，能够测定分子量高达 1500~2000Da的非挥发性化合物，但重复性差。 20世纪80年代初发明了快原子质谱法（FABMS），能够分析分子量达数千的多肽。 随着生命科学的发展，欲分析的样品更加复杂， 分子量范围也更大，因此，电喷雾离子化质谱法 （ESI-MS）和基质辅助激光解吸离子化质谱法 （MALDI-MS）应运而生。
为什么LC需要MS-MS联用而 GC不需要？
液质联用与气质联用的区别:
气质联用仪(GC-MS)是最早商品化的联用仪器，
适宜分析小分子、易挥发、热稳定、能气化的 化合物；用电子轰击方式（EI）得到的谱图， 可与标准谱库对比。 液质联用(LC-MS)主要可解决如下几方面的问 题：不挥发性化合物分析测定；极性化合物的 分析测定；热不稳定化合物的分析测定；大分 子量化合物（包括蛋白、多肽、多聚物等）的 分析测定；没有商品化的谱库可对比查询，只 能自己建库或自己解析谱图。
同位素离子
由元素的重同位素构成的离子称为同位素离子. 各种元素的同位素,基本上按照其在自然界的
丰度比出现在质谱中,这对于利用质谱确定化 合物及碎片的元素组成有很大方便, 还可利用 稳定同位素合成标记化合物,如:氘等标记化合 物,再用质谱法检出这些化合物,在质谱图外貌 上无变化,只是质量数的位移,从而说明化合物 结构,反应历程等
目前的有机质谱和生物质谱仪，除了GC-MS的EI和
CI源，离子化方式有大气压电离（API）（包括大气 压电喷雾电离ESI、大气压化学电离APCI、大气压 光电离APPI）与基质辅助激光解吸电离。前者常采 用四极杆或离子阱质量分析器，统称API-MS。后者 常用飞行时间作为质量分析器，所构成的仪器称为 基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪（MALDITOF-MS）。API-MS的特点是可以和液相色谱、毛 细管电泳等分离手段联用，扩展了应用范围，包括 药物代谢、临床和法医学、环境分析、食品检验、 组合化学、有机化学的应用等；MALDI-TOF-MS的 特点是对盐和添加物的耐受能力高，且测样速度快， 操作简单。
两台质谱仪串联组装而成。即前面列出的串 列式多级质谱仪。 第二类利用了一个质谱仪时间顺序上的离子 储存能力，由具有存储离子的分析器组成， 如离子回旋共振仪（ICR）和离子阱质谱仪。 但不能进行母离子扫描或中性丢失。
实验室现有的质量分析器类型：
串联四极质谱仪(MS/MS)
：
三重四极（QqQ）
有机质谱的特点
优点:
(1)定分子量准确，其它技术无法比。 (2) 灵敏度高，常规 10 -7 — 10 -8 g, 单离子检测可
达10-12g。 (3)快速，几分甚至几秒。 (4) 便于混合物分析， LC/MS ， MS/MS 对于难 分离的混合物特别有效, 其它技术无法胜任。 (5)多功能，广泛适用于各类化合物。
高压放电发生了质子转移而生成[M＋H]+或[M-H]离子。 样品流速：APCI源可从0.2到2 ml／min；而电喷 雾源允许流量相对较小,一般为0.2-1 ml／min. 断裂程度；APCI源的探头处于高温，对热不稳定 的化合物就足以使其分解. 灵敏度：通常认为电喷雾有利于分析极性大的小 分子和生物大分子及其它分子量大的化合物，而 APCI更适合于分析极性较小的化合物。 多电荷：APCI源不能生成一系列多电荷离子
其中ESI，APCI，APPI统称大气压电离(API)
实验室现有的离子源:
ESI电喷雾电离源 APCI大气压化学电离源
电喷雾（ESI）的特点
通常小分子得到[M+H]+ ]+,[M+Na]+ 或[M-H]-单电荷
离子，生物大分子产生多电荷离子，由于质谱仪测 定质 / 荷比，因此质量范围只有几千质量数的质谱 仪可测定质量数十几万的生物大分子。 电喷雾电离是最软的电离技术，通常只产生分子离 子峰，因此可直接测定混合物，并可测定热不稳定 的极性化合物；其易形成多电荷离子的特性可分析 蛋白质和DNA等生物大分子；通过调节离子源电压 控制离子的碎裂（源内CID）测定化合物结构。
(高真空泵)组成真空机组，抽取离子源和分析器 部分的真空。 只有在足够高的真空下，离子才能从离子源到 达接收器，真空度不够则灵敏度低。
进样系统
把分析样品导入离子源的装置，包括：直接进
样，GC，LC及接口，加热进样，参考物进样 等。
离子源
使被分析样品的原子或分子离化为带电粒子(离
子)的装置，并对离子进行加速使其进入分析器， 根据离子化方式的不同，有机质谱中常用的有 如下几种，其中EI，ESI最常用。
正负离子模式:
一般的商品仪器中,ESI和APCI接口都有正负
离子测定模式可供选择。 根据样品的性质选择，也可两种模式同时进 行
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：
双聚焦扇形磁场-电场串联仪器(sector).
碰撞的形式输送给分子离子，这个能量足以使 得处在能量亚稳态分子中的某些化学键断裂并 使一些特定的分子发生结构重排。
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。
LC-MS分析条件的选择和优化
四极质谱仪(Q). 飞行时间质谱仪(TOF). 离子阱质谱仪（TRAP） 付利叶变换-离子回旋共振质谱仪(FT-ICRMS).
┏四极+TOF（Q-TOF） 串列式多级质谱仪┫三重四极（QqQ） (MS/MS) ┗TOF+TOF

进行பைடு நூலகம்S/MS的仪器从原理上可分为两类
第一类仪器利用质谱在空间中的顺序，是由
局限性:
(1)异构体，立体化学方面区分能力差。 (2)重复性稍差，要严格控制操作条件。 (3) 有离子源产生的记忆效应，污染等问题。 (4)价格稍显昂贵，操作有点复杂。
质谱仪器：
质谱仪由以下几部分组成
数据及供电系统 ┏━━━━┳━━━━━╋━━━━━━┓ 进样系统 离子源 质量分析器 检测接收器 ┗━━━━━╋━━━━━━┛ 真空系统
总离子流图:
在选定的质量范围内，所有离子强度的
总和对时间或扫描次数所作的图,也称 TIC图.
质量色谱图
指定某一质量(或质荷比)的离子其强度对时间所
作的图. 利用质量色谱图来确定特征离子，在复杂混合 物分析及痕量分析时是LC/MS测定中最有用的 方式。当样品浓度很低时LC/MS的TIC上往往看 不到峰，此时，根据得到的分子量信息，输入 M+1或M+23等数值，观察提取离子的质量色谱 图，检验直接进样得到的信息是否在LC/MS上 都能反映出来，确定LC条件是否合适，以后进 行MRM等其他扫描方式的测定时可作为参考。
质谱原理简介：
质谱分析是先将物质离子化，按离子的质荷比
分离，然后测量各种离子谱峰的强度而实现分 析目的的一种分析方法。以检测器检测到的离 子信号强度为纵坐标，离子质荷比为横坐标所 作的条状图就是我们常见的质谱图。
常见术语:
质荷比: 离子质量(以相对原子量单位计)与它所带电
荷(以电子电量为单位计)的比值,写作m/Z. 峰: 质谱图中的离子信号通常称为离子峰或简称峰. 离子丰度: 检测器检测到的离子信号强度. 基峰: 在质谱图中，指定质荷比范围内强度最大的 离子峰称作基峰. 总离子流图；质量色谱图；准分子离子；碎片离子； 多电荷离子；同位素离子

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。利用这个特点，我们用液 质联用的软电离方式可以得到化合物的准分子 离子，从而得到分子量。
由机械真空泵(前极低真空泵)，扩散泵或分子泵
大气压化学电离（APCI）特点
大气压化学电离也是软电离技术，只产生单电
荷峰，适合测定质量数小于 2000Da 的弱极性 的小分子化合物；适应高流量的梯度洗脱/高低 水溶液变化的流动相；通过调节离子源电压控 制离子的碎裂。
电喷雾与大气压化学电离的比较
电离机理：电喷雾采用离子蒸发，而APCI电离是
离子源→第一分析器→碰撞室→第二分析器→接收器
MS1 Q1
q2
MS2 Q3
QqQ仪器可以方便的改变离子的动能，因此
扫描速度快，体积小，常作为台式进入常规 实验室，缺点是质量范围及分辨率有限，不 能进行高分辨测定，只能做到单位质量分辨。 （通过高分辨能得到化合物的分子式）
在液质联机中使用的碎片化手段，能量都是以



EI(Electron Impact Ionization):电子轰击电离—硬电离。 CI(Chemical Ionization):化学电离—核心是质子转移。 FD(Field Desorption):场解吸—目前基本被FAB取代。 FAB(Fast Atom Bombardment):快原子轰击—或者铯离子 (LSIMS,液体二次离子质谱 ) 。 ESI(Electrospray Ionization):电喷雾电离—属最软的电离 方式。适宜极性分子的分析，能分析小分子及大分子(如蛋 白质分子多肽等) APCI(Atmospheric Pressure Chemical Ionization):大气压 化学电离—同上，更适宜做弱极性小分子。 APPI(Atmospheric Pressure PhotoSpray Ionization):大气 压光喷雾电离—同上，更适宜做非极性分子。 MALDI(Matrix Assisted Laser Desorption):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．