+lc-ms-ms液相色谱质谱质谱联用仪

+LC-MS-MS 液相色谱质谱质谱联用仪 LC-MS-MS 液质联用(LC-MS)性能选择和价格 比较 液相色谱质谱联用的原理及应用 简介 液色迷人 “ 1977 年， LC/MS 开始投放市场 1978 年， LC/MS 首次用于生物样品分析 1989 年， LC/MS/MS 取患上成功 1991 年， API LC/MS 用于药物开发 1997 年， LC/MS/MS 用于药物动力学高通量筛选 2002 年西方强国质谱协会统计的药物色谱分析各种不同方法所占的比例。1990 年， HPLC 高达 85%，而 2000 年下降到 15%，相反，LC/MS 所占的份额从 3%提高到约莫 80%。我们国家目前在这方面可能相当于西方强国 1990 年的水平。为此我们还有很长的 一段路要走色谱质谱的在线联用将色谱的分离能力与质谱的定性功能结合起来，使成为事 实对庞大混合物更准确的定量和定性分析。并且也简化了样品的前处理过程，使样品分析 更简便。 色谱质谱联用包括气相色谱质谱联用(GC-MS)和液相色谱质谱联用 (LC-MS)，液质联 用与气质联用互为增补，分析不同性质的化合物。 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）获患上的谱图，可与标准谱库对比。 液质联用(LC-MS)首要可解决如下几方面的需要解答的题目：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。 常见的色质联用仪首要有气相质谱联用仪和液相质谱联用仪。随着我国财政能力 的日益增强和理化分析仪器的飞速发展，许多单元处于一个设备迅速增长的高峰期，提出 买质谱的单元也不少，下面针对疾控系统中色质联用仪的采办与应用需要解答的题目谈下 个人看法。 从技术层面来说，采办色质联用仪的目的首要有两方面：定性，灵敏度。 谈到色质联用仪在定性方面的作用，就要先谈一下从色谱定见的逻辑缺陷。 色谱定性和色谱定量都涉及到一个基本逻辑：“在两个流程的绝大多数因素都完全一致， 则独一不不异的那一个因素，最终引起了成果的不同”。 色谱定量是依据这个逻辑（在各个条件都一致时，决议峰面积不同的独一因素就是浓 度的不同），色谱定性也是这样（在各个条件都一致时，决议保留时间不同的独一因素就 是组分的不同）。 色谱定性最重要的依据就是色谱峰的保留时间（在绝大多数情况，这甚或是独一的依 据）。我们在定性时的色谱定见就是：“ 组分峰与标准峰保留时间不异，则判断该组分 标准物质”。注意，我们使用的是“不异”，而上边逻辑中的重点却是“不同”。 要使这样的色谱定见合乎逻辑，必需加上至少一个限制：过程中的每个因素都能对成 果产生特别优异性的作用。对于色谱来说，就是“在定性时，每种不同的组份必需对应不同 的保留时间”。 然而，大量的测试成果告诉我们，不同的组份，往往会有不异或极为相近的保留时间。 以上就是我们常说的“色谱定性可靠度不高”的由来，在色谱测试中，不同的保留时间 对应不同的组份是成立的，但是反过来，不异的保留时间象征着不异的组份却是靠不住的。 所以在测试中，排除是相当有决议信念的，而确认则在相当程度上是“靠天吃饭”，有 一部分是凭撞大运。 人们很早就意想到了这一点儿，也在想办法提高定性的准确性，所以有了加标确定法， 双柱法，二极管阵列检测器等的运用，在这几种方法中，加标确认法在概念上就不正确， 双柱法也近于隔靴搔痒，二极管阵列法能起有些作用，惋惜特别优异性不高，也容易造成 冤案。 在色谱中引入质谱技术法后，大大增强了定性的可靠性。 质谱法针对的是分子结构，信息特性且富厚，甚或在绝对是程度上可以开脱标准物质 的限制。 下面谈下灵敏度。 通用型检测器（如 FID 和 TCD）一般灵敏度有限，特别优异性检测器灵敏度较好但 是检测范围有较大限制，而质谱检测器是一种既通用灵敏度又高的检测器。 灵敏度取决于信号与背景，我们凡是理解的增加灵敏度需要通过尽量提高待测物的信 号值，作为一种通用型检测器，质谱仪的信号方面没有特别过人之处；但是它的长处却在 于它能大大的减低检测背景从而数量级地提高检测灵敏度。 检测背景，是检测器对样品基础成分相应的反应，作为通用检测器，产生相应在因素 很多，所以背景会比较高，灵敏度遭到限制；而质谱检测器通过对限制结构信息的检测， 可以过滤掉大多数不需要的背景信息，例如气质联用的 SIM 方式和液质联用的 MRM 方式。 二 疾控系统中经常使用色质联用仪的类型 出于不同的使用目的，决议采办不同类型的色质联用仪。 气质联用仪的分类有很多方法，按仪器尺寸可以分为大型、中型、小型；按仪器性能， 可能分为研究级和检测级两类；按质谱技术，可以分为 GCMS（气相色谱四级杆或磁 质谱），GCITMS（气相色谱离子阱质谱），GCTOFMS（气相色谱航行时间质 谱）；按分辩率，可以分为高分辩（分辩率高于 5000），中分辩（分辩率在 1000 至 5000 之间），低分辩（分辩率低于 1000）。 对于一般的用户，最需要关注的在于离子化源，如 EI 源，CI 源，NCI 源。 EI 源，是我们用的最多的一种，属于最中庸的一种选择。70 电子伏的标准谱库可以 提供一个检索未知有机物的可能（如 NIST Chemical Structures, Wiley Library, Standard pestcide Library , Pflger Drug Library），这里要注意，我们说的用质谱检 测未知物，指的仅只就是 EI 源的质谱，其它象 CI 源的或 MSMS 的或者所有的液质， 都不能检测未知物。EI 源的上风在于官能团的分析。 选择 EI 源质谱首重要的条目的是进行未知物的检测及常规己知物的检测确认，也适 合新手入门学习，只是灵敏度有限，不适合进行甚低含量的检测。 CI 源，NCI 源，如同一页纸的两面。前者的上风在于获患上分子量的准确信息，特别 是长链分子，如脂肪酸等，但是这时结构的信息就比较少。后者的上风在于使用时可能对 电负性组份达到接近于 ECD 的水平，比较适合进行有机氯农药的检测与确证，但是它的 检测局限性也就比较大。 除离子源外，还有四级杆方面的区别，首要是单四级杆和串联四级杆的区别，配备 MSMS 的气质在国内较少。 在真空系统方面，有分子涡轮泵和扩散泵的区别。 常见液质联用仪的分类更庞大一些。离子源就有多种，比较经常使用的有电喷雾电离 （ESI）和大气压化学电离（APCI）等，但是最首要的区别在于检测方式，如离子阱，单 极四极杆，串联四极杆和航行时间等。 离子阱的上风在于比较容易获患上富厚的结构信息，对于生化和药物结构方面的测试 比较适合，它的缺点在于基本不能定量且 TRAP 容易污染等，常不适合进行食物分析。 单极质谱可以进行简单的结构分析，也可以进行定量分析，且价格不太高，属于经济 合用型液质，对于检测物没有紫外吸收或简单结构判断的常量分析比较合适，但是灵敏度 不太高，也容易遭到杂质干扰。 串联四级杆液质可以做到多级的结构分析，且因为扣除背景较好，能够进行超低含量 的分析。适合进行低含量的检测。 三 举例说明怎样用好色质联用仪。 气质联用仪相对简单，可以看作是气相色谱仪加一个质谱检测器，在安装、布局和使 用上不会有过多特殊要求，庞大的是液质联用仪。 从某仪器销售那里听到有一句话：“国内的色质联用仪，50%在睡大觉，其余 25%在 乱用，15%很少用，只有 10%才是正经常使用” ，这样的说法很刺耳，但却不可否定他 的真实性。 要想使用好色质联用仪，应该从正确选型开始。 首先谈下气质联用仪。 疾控系统中的气质联用仪，至少有三分之二是以做未知农药为理由采办的，一般在采 办后不久就会发现其灵敏度其实底子达不到所需要的检测要求。利用常规气质联用仪进行 实际事情中的痕量农药尤其是未知农药是不现实的。但是，无心插柳柳成荫，它却很适合 劳动卫生方面的检测，气质联用法很是适合于劳动卫生的检测，在测试室已有一台普通气 相色谱仪的情况下，可以作为一个极好的增补手段。如果认识没有差错区并应用患上当， 完全可以达到取长补短，彼此支持的成效。使其成为卫生检测中独一最适合推广气质联用 法的领域。 为什么说，车间空气的检测比较适合应用气质联用呢？首先，车间空气中的大 多数待测成份易挥发，很容易在一个温度不需太高的进样口中汽化，并在毛细管柱中良好 分离； 其次，车间空气中的大多数待测成份的分子量范围落在气质联用仪最适合检测的范 围内，30 400 之间；最后，车间空气中的大多数待测成份一般浓度相对较高，不需要一 个苛刻的质谱参数即可获患上良好的信号反应。（尤其对于溶剂分析更是如此）。 考虑到疾控系统中理化检测的现状，气质联用仪的配置首选是 EI 电离源，四级杆类 型。资金充裕时可以配上 CI 源，但是前题是与 EI 源要转换利便且互不影响（毕竟在绝大 多数情况下是以 EI 源为主），至于 DI 方式，因为疾控系统中检测纯品很少，不推荐使用。 同时，不推荐离子阱，MS MS 也不能作为首选。 下面谈谈液质联用仪。 在疾控系统中应用液质联用仪，应该把目的放在“微量的已知化学品的定量分析”上， 不是药物，也不是生化，同时绝对是要做好定量。 按这样的要求，三重四极杆的液质联用仪差不多是独一的选择。配置的可选项也不多， 首要是 ESI 和 APCI，前面用患上最多，后者要在和前者切换利便的前题下才可采办。同 样，不建议买离子阱的和单极四级杆的，前者是因为定量需要解答的题目，后者是定性与 灵敏度的需要解答的题目。 三重四极杆液质的产品在国内首要以 MICROMASS、ABI 、FINNIGAN 为主，采办 时要综合考虑到具体指标、在当地的服务能力和在当地用户的数量及口碑。在价格方面， 建议能砍地越多越好，因为液质联用仪价格的水分很大，并且，千万不要以为成交价高就 象征着以后的售后服务会好些，原因很简单，这些公司的销售和售后两个部门是独立运行 的，销售挣再多的钱也不会转移到售后部门去。 国内色质联用仪（尤其是液质联用仪）使用患上不太好的首要原因，除了造型与定位 外，还有一个常被忽视的原因就是测试室的设计。 气质联用仪可以看作是气相色谱仪加上质量检测器的组合，使用时重点和难点还是在 气相方面，对于仪器室环境的要求也不算太高。而液质联用仪（以三重四极杆质谱为例） 的重点就在于质谱，液相色谱仪只是一个定量和进样的工具。但是液质联用仪要求长期开 机（一次开机的周期至少是几个月），因此，仪器室的建设是否专业就比一般仪器要重要 患上多，这是决议液质仪可否做好、可否做久的基础。 液质仪器室除墙地桌椅外，容易出需要解答的题目的有“电、气、水、声”四方面。 “电” 良好的供电，是液质联用仪正常事情的最起码需要。我们需要良好的电压，良好的接 地，良好的供电保证。这时，大功率的 UPS 是最底子的要求。功率可以选择 6KVA 或 10KVA，时间至少要能保证 2 小时。 另外因为液质是属于日常平凡不能轻易关机的仪器，所以一般都运行很长时间，对于 仪器室内的其它设施如空和谐排电扇，也要考虑怎样保证安全。我的建议就是事情人员长 时间离开时关排电扇和照明灯，空调则至少要安装两台，防止一台故障后温度突然升高对 仪器的影响，同时两台空调也可以缓解长期运转造成的压力。 “气” 不同公司的液质联用仪需要么同的气源方案，如菲尼根公司的需要氮气和氦气， MICROMASS 公司的需要氮气和氩气，而 ABI 公司的则只需要氮气。 如果不想一天换一瓶气的话，使用杜瓦罐差不多是独一的选择。因为杜瓦罐笨拙沉重， 所以我们要在空间上给予换气事情以便利，如尽量使杜瓦罐能放在门口附近，杜瓦罐颠末 地方不能有什么易碰坏的物品。 杜瓦罐在第一次启用时有一个准备过程，这时要注意升压阀是否开患上太大，经常有 人因为一开始总没有气出来就把气阀开患上大大的，等气压上升时就会泄压，浪费严重。 气的概念中还有一个“废气”的内部实质意义。 废气包括挥发的流动相，机械泵事情时的油气，但最首要需要解答的题目的是在接上 液相时产生的。 一般的液相会造成废液，只要有个瓶子收集起来就行，而液质则不同，液体全部气化， 以每分钟几十升的废气形式存在，如此惊人的体积必需及时排出室外。 “水” 液质联用仪在流动相中会使用绝对是的水，但这并不会造成什么需要解答的题目。真 正的需要解答的题目是在使用杜瓦罐时造成的。 杜瓦罐里装的是液氮，在气化时罐外会上冻，有时上冻的数量还相当多。当冰融化时， 水会在地面流淌，对于有单独的气瓶室或者离仪器比较远则没有什么影响，但是如果杜瓦 罐放在仪器边上，则流淌的水可能会造成很大的贫苦。 另一个概念就是液质用的水，不是有了纯水机就可以，还必需是保养患上当的纯水机。 最后一个有关“水”的概念是因为长期开空调造成的冷冻水，这时，一台抽湿机就成为 必备的设施。 “声” 一般的色谱仪都是比较安静的，即使是气质联用仪，真空到了绝对是程度后噪音也不 明显。但是液质联用仪的噪音已经属于“无法忍受”之列。这时比较好的办法就是造一个软 墙，将仪器和操作者隔离开。如果仪器室过于狭窄，可以采办带排风机的密封箱(有商品卖)， 也能减低不少。 仪器可否用好，事情人员的因素至关重要。如果事情环境使人难于忍受或不肯长呆， 仪器可否用好也是可想而知的。 四 使用好色谱联用仪的一些细节。 1 开机与关机 不论是气质联用仪还是液质联用仪，在开机方面，都强调机械泵开启后，一级真空到 达绝对是程度方可开始工作分子涡轮泵。在关机时，绝对是要等离子源的温度降下来为止， 再停分子涡轮泵，待其转速减低至近乎全停时才气关机械泵。 一般的气质联用仪都有固定的开关机步伐，由事情站操作控制开关机过程原则是有些 液质联用仪则需要手工操作，这时要特别警惕。 3 干净的需要解答的题目 气质联用仪对于样品的试剂的干净程度与普通气相测试没什么区别，只要能上 ECD 的样品，气质就肯定没需要解答的题目。 最要注意“干净”的是液质联用仪，首要表现在（1）流动相要干净。国产的试剂就想 也不要想了，入口的都不能保证绝对是好用，特别是流动相用的水，绝对是要干净。 （2）样品前处理要尽量干净。( 当然干净与效率和收受接管是成反比的，要综合考虑)。最 好能配上十通阀，将非出峰时间的流动相排除于质谱之外。（3）在餍足灵敏度的前提下， 流动相的用量也要尽量少(摸索条件时尽量考虑普通液相)，进样量尽量小，