WATERS公司的UPLC-TQD培训资料MS-4-Qp-HW-Oper.ppt

四极杆质谱硬件技术及操作原理 本章概要 真空系统Z 喷雾离子源源内碰撞诱导解离 in souceCID 及MS MS质量分析器检测器 质谱真空系统 质谱仪之所以在低压下工作是为了 尽量减少离子 分子之间的碰撞 即 得到最大平均自由程 碰撞可能导致离子偏离所期望的轨迹 由离子源到四极杆检测器 碰撞可能导致产生意外的离子或带来副反应1atm 10 6m 10 4torr 0 5m防止在高电压 用于某些离子聚焦 下生成电弧减少污染 化学噪音 真空系统 涡轮分子泵 2 前级泵 分析器 大气压 1torr 10 4torr 10 5torr 760torr PressureUnitConversions 1torr 1 333mbar1torr 3 23x1016molecules cm3760torr 1atm1atm 1013 25mbar1mbar 0 750torr1mbar 100Pa 真空度示意图 大气压 760torr 1torr 10 4torr 10 5torr 前级真空泵 前级泵的外观 涡轮分子泵 Z 喷雾离子源 两级正交取样 电喷雾毛细管 将HPLC洗脱液导入MS离子源75 m内径不锈钢管高电压给液滴提供过量电荷对于正离子方式通常在2 4kV之间优化对于负离子方式通常在2 3kV之间优化 APCI电晕 冠状 放电针 高电压促使溶剂分子发生化学电离对于正离子方式通常在3 5kV之间优化对于负离子方式通常在2 4kV之间优化 取样锥孔 将离子抽取至一级真空区调节锥孔电压以获取最大灵敏度通常在25 70V之间优化锥孔电压低分子量化合物宜选用低电压高分子量化合物宜选用高电压电压增高会引起分子破裂 产生源内CID在扫描期间电压可以斜线上升 梯度扫描电压也可以在选定的扫描方式之间切换 例如 从低到高再到低 等 萃取锥孔 将离子聚焦导向射频透镜电压通常在3 10V之间优化增加电压将导致碎裂发生若想导致碎裂发生 源内CID 推荐采用调节取样锥孔电压的方法 RF 离子透镜 聚焦离子进入四极杆的中心典型的优化电压为固定的直流偏置电压 0 5V其射频电压随加在四极杆上的射频电压而同步扫描可以传送很宽范围质量数的离子 不起质量过滤作用 操作电压 电离电压 电喷雾TunePage设置 电喷雾TunePage设置 锥孔电压 10 100 电喷雾TunePage设置 萃取锥孔和RF透镜电压 1 5 0 5 电喷雾TunePage设置 离子源温度 Infusion 5 40 l min Sourcetemp 80 Desolvationtemp 120 HPLC 100 300 l min Sourcetemp Desolvationtemp 120 300 电喷雾TunePage设置 气流 锥孔气 去溶剂气 300 1000 100 探头位置 APcI电离源 APcITunePage设置 PositiveAPcI NegativeAPcI 电晕针电流 APcITunePage设置 锥孔电压 锥孔电压 10 100 APcITunePage设置 萃取锥孔电压和RF透镜电压 萃取锥孔电压 0 5 RFLensvoltage 0 5 APcITunePage设置 离子源和探头温度 HPLC 0 2 2ml min 离子源温度 APcI探头温度 APcITunePage设置 气流 锥孔气 去溶剂气 ESCi复合源 完全未知的化合物分析 可使用ESCi复合源功能 同时获得ESI和APcI的数据 ESCi的调用 ESCi的调用 续 碰撞诱导解离 源内 CID Apotentialdifferencebetweenthecapillaryandthesampleconecausesionstoaccelerate Theyundergoion molecularreactionsduetotheshortmeanfreepathinthisarea Thesecollisionsimpartenergyintotheionstherebycausingfragmentation 碰撞诱导解离CollisionInducedDissociation CID ExtractionCone 100 150 200 250 300 0 2 000 4 000 6 000 8 000 10 000 12 000 m z Intensity CollisionInducedDissociation CIDAnalysisofSulfamethazinebyElectrospray SampleCone30V Hexapoleion bridge ExtractionCone SampleCone70V 100 150 200 250 300 0 2 000 4 000 6 000 8 000 10 000 m z Intensity Hexapoleion bridge 优异的CID技术 可编程 AnalysisofSulfamethazinebyElectrospray 源内CID 锥孔电压与质谱碎片的关系 高锥孔电压可促使样品在源内碎裂 如果母离子不稳定 通过监测碎片离子可提高检测灵敏度 用全扫描比用子离子扫描能提供更丰富的结构信息 可进行MS MS MS分析 但更重要的是确保改变锥孔电压能产生真实的结构碎片信息 锥孔电压对质谱碎片的影响 红霉素 CID与MS MS的比较 红霉素 QuattroPremierMS MS 低能量碰撞 简单的质谱裂解方式 碰撞气为氩气当用碰撞能量产生质谱碎片时 碰撞室压力一般为 4 6e 3mbar 使用低能量碰撞时 由于加钠和加钾离子非常稳定 一般不会产生碎片离子 多电荷离子的MS MS 一般都用丰度最强的质谱峰进行质谱质谱分析 即使它是多电荷离子 多电荷离子一般比单电荷离子需要更高的碰撞气电压碎片离子可能比多电荷离子的质荷比大 注意 进口和出口的电压以及分辨率可调整 MS MS推荐的设置 推荐分析器设置 MS扫描 MRM MS MS扫描 CID梯度扫描功能 锥孔扫描功能 CONE 30V CONERAMPED25 120V 静态与扫描锥孔电压的比较 质量分析器 四极杆示意图 四极杆分辨率 m z218 四极杆滤质器 负电极对 低端离子过滤通道 Mass Transmission Transmission Mass Negativerodscreatealowpassfilter Positiverodscreateahighpassfilter AdaptedfromWilloughby R Sheehan E Mitrovich S AGlobalViewofLC MS HowtoSolveYourMostChallengingAnalyticalProblems 1sted GlobalViewPublishing Pittsburgh PA 1998 p528 正电极对 高端离子过滤通道 四极杆滤质器 续 Mass Transmission 质量过滤器沿质量标尺的波段扫描实现质量数扫描AdaptedfromWilloughby R Sheehan E Mitrovich S AGlobalViewofLC MS HowtoSolveYourMostChallengingAnalyticalProblems 1sted GlobalViewPublishing Pittsburgh PA 1998 p529 质量分辨率的定义 分辨率通常以下式表达式中m是峰质心的m z m是5 峰高处的峰宽 或者 更常用的是半峰宽 FWHM FullWidthHalfMaximum 四极杆分辨率 续 影响四极杆分辨率的其它参数 四极杆的长度射频电压的最大振幅四极杆相对空间位置离子的动能四极杆的加工工艺和排列 单位质量分辨率 四极杆质量过滤器的特点是以单位质量分辨率运行 这可以通过将某个质量范围的半峰宽调谐到0 6amu来实现 1 四极杆质量分析器 单位质量分辨率2 反射式TOF6000分辨率TOF 双聚焦以及FT MS均可以提供分辨率极高的数据 但是它们不适合常规分析 两种类型质量分析器分辨率比较 分辨率的设置 LM HMresolution 15 Peakwidthat1 2height 0 6amu LM HMresolution 11 Peakwidthat1 2height 1 4amuUNDER RESOLVED 分辨率设置 分辨率设置 LM HMresolution 18 Peakwidthat1 2height 0 3amuOVER RESOLVED 更快的扫描速率 内置PC技术使单四极杆接口适应快速色谱优点更多 意味着可 检测 更多的峰 基线和共流出物意味着可 更好 地定量更多的信息可更快地得到正确答案 扫描速率和色谱 随着峰宽降低 例如 高通量 到小于3秒 半峰宽 快速扫描变得很重要大多数四极杆设计的扫描速率约1000amu 秒由于QuattroPremierXE能以高达5000amu 秒的速率采集全扫描数据 使得一个色谱峰包含有更多的数据点 对于鉴定未知物提供更优质的谱图 更快的扫描速率 快速峰所包含的数据点更多 扫描速率的影响 5000Da sec 500Da sec 数据格式 Centroid 棒状图 方式计算机对每个质谱峰储存的单点数据扫描速率2000amu sec饱和度2 1x106countsContinuum 轮廓图 方式计算机对每个质谱峰储存的多点数据 可选择 扫描速率随所选择的数