LCMS液质联用仪原理及基础知识介绍_图文

1、L C /M S 原 理 及 基 础 知 识 介 绍沃 特 斯 中 国 有 限 公 司 应 用 部 W a t e r s C h i n a L t d .M S 的 历史1910年 世 界 上 第 一 台 现 代 意 义 质 谱 仪 在 英 国 剑 桥 C a v e n d i s h 实 验 室 出现 1917年 电 喷 雾 (E l e c t r o s p r a y 物 理 现 象 被 发 现 (并 非 为 了 M S1918年世 界 上 第 一 台 实 际 意 义 质 谱 仪 在 美 国 芝 加 哥 大 学 实 验 室 出 现 (扇 型 磁 场 M S1943年 世 界 上

2、第 一 台 商 业 质 谱仪 1953年 四 极 杆 质 量 分 析 器 质 谱仪 1955年 飞 行 时 间 质 量 分 析 器 质 谱仪 1960 s 开 发 G C /MS 60 s -70 s 大 气 压 电 离 (A P c I 源 被 发 现 (但 并 未 被 广 泛 应 用70 s -80 s 开 始 广 泛 研 究 L C /MS 1979年 传 送 带 式 L C /M S 接 口 成 为 商 业 产品 1982年 离 子 束 L C /M S 接 口 出现 1984年 第 一 台 电 喷 雾 M S 仪 宣 告 诞生 1988年 电 喷 雾 离 子 源 M S 首 次 应

3、用 于 蛋 白 质 的 分析 . . . W a t e r s C h i n a L t d .L C /M S 中 的 液 相 色谱H i g h P e r f o r m a n c e L i q u i dC h r o m a t o g r a p h y -高 效 液 相 色谱液 质 联 用 的 前 提 和 基 础 =进 样 +分离 根 据 化 合 物 的 化 学 特 性 分 离 样 品 (比 如 极 性 化 合 物 , 非 极 性 化 合 物 , 酸 性 化 合 物 , 碱 性 化 合 物 等 等 分 离 技 术 分 离 效 率 高 流 动 相 参 与 分 离 连 续 流

4、 出 , 峰 宽 有 限 有 时 需 要 使 用 缓 冲 盐 提 高 分 离 度 高 压 环 境 工 作 ( 1000 p s i W a t e r s C h i n a L t d .L C /M S 中 的 质谱M a s s S p e c t r o m e t r y -质谱质 量 是 物 质 固 有 特 征 之 一 , 不 同 的 物 质 有 不 同 的 质 量谱 分 析 物 被 转 化 为 气 相 离 子 而 被 分析 这 些 离 子 按 其 质 荷 比 (m /z 被 分 离 而 被 检测 质 谱 图 即 是 相 关 的 离 子 流 对 m /z 的 图 灵 敏 度 高 定

5、 性 /定 量 本 领 高 脉 冲 扫 描 采 集 数 据 高 真 空 环 境 工 作 溶 剂 参 与 反应 W a t e r s C h i n a L t d . L C /M S 数 据 形 式G a m a b u f o t a l i n 保 留 时 间 W a t e r s C h i n a L t d .质 谱 的 种 类 及 相 关 联 用 技 术 液质联用系统的常见部件离子化质子过滤器离子检测器色 谱 分 离 样 品 引 入 数据采集及控制 W a t e r s C h i n a L t d .从 L C 到 M S 的 转变物 态 转 变 : 液 态 -气态带

6、电 状 态 : “ 中 性 ” -离子真 空 变 化 : 760 t o r r -10-5t o 10-8t o r r W a t e r s C h i n a L t d . L C /M S 系 统 构 成E I 电 离 源样 品 引 入A P I 电 离 源样 品 引 入 W a t e r s C h i n a L t d .传 统 的 样 品 电 离 方 式 :E I 源E I 源 :电 子 轰 击 电 离源 可 得 经 典 的 质 谱 谱图 可 查 询 质 谱 库 , 质 谱 结 果 可 用 工 业 标 准 谱 库 检 索 , 是 绝 对 的 化 合 物 鉴定 相 对 易

7、得 , 耐 受 性好 谱 图 可 解 析 , 阐 明 结 构 信息 但 是 , 电 离 效 率 较 差 , 测 定 的 分 子 量 范 围 、 流 速 范 围 有 限 ; 可 测 的 化 合 物 类 型 有 限 样 品 灯 丝集 电 极离 子 聚 焦 透 镜子 去 析 器- W a t e r s C h i n a L t d .E I 源 L C /M S 系 统 :W a t e r s I n t e g r i t y 系统 E I 的 宝 贵 遗 产HO O G a m a b u f o t a l i n (I I I M -18+M +M -36+34140238436691

8、10712314517519179201135M - 162+241911071231451751917920134138436M -18+M +M -36+M - 162+24102H i g h R e s M a s s S p e c , B r o w n , K a m a n o , P e t t i t , O r g . M a s s S p e c . , 1972W a t e r s I n t e g r i t y L C /M S S y s t e m , P f i z e r , 1996W a t e r s C h i n a L t d . 大 气

9、 压 电 离 技 术电 喷 雾 电 离 (E l e c t r o s p r a y I o n i z a t i o n - 大 气 压 化 学 电 离(A t m o s p h e r i c P r e s s u r e C h e m i c a l I o n i z a t i o n -相 转 化 过 程 W a t e r s C h i n a L t d . 什 么 是 电 喷 雾 电 离 (E S I ?3 离 子 从 液 滴 表 面 蒸 发 出 来 1 含 各 种 离 子 的 液 滴-+-+-+-+-2 随 着 液 滴 的 挥 发 , 电 荷 密 度 增 大

10、, 离 子 集 中 到 液 滴 表 面+-+-+-+-+-+- W a t e r s C h i n a L t d . 什 么 是 A P C I ?x xx H H +M1 电 离 产 生 起 决 定 作 用 的 溶 剂 离 子2 样 品 分 子 与 反 应 离 子 发 生 反 应 , 形 成 离 子簇M H +xx xxX H +xx H +M H +3 离 子 去 簇 后 被 传 输 到 质 谱 的 质 量 分 析 器X = 溶 剂 分 子 , 比 如 H 2O , N H 3等 等一 般 适 合 分 析 挥 发 性 化 合 物 , 也 常 分 析 从 中 性 到 极 性 的 化 合

11、 物 纯 气 相 离 子 化 过 程 , 只 产 生 极 少 的 添 加 离 子 谱 图 简 单 流 速 范 围 大 , 从 0. 2 到 2. 0m L /m i n , 而 不 用 分 流 W a t e r s C h i n a L t d .A P I 电 离 源 (E S I + 电 离 模 式 :软 电 离 产 生 M +H +准 分 子 离 子 峰 W a t e r s C h i n a L t d . A l l i a n c e Z Q L C /M S 系统 W a t e r s C h i n a L t d .W a t e r s Z Q . . . W a

12、 t e r s C h i n a L t d .同 一 样 品 的 质 谱 图 可 能 并 不 一 样 !S a m p l e D e s c r i p t i o n80859095100105110115120125130135140145150m /z 10S A L I C Y L A M I D E 1 (0. 067 C n (C e n , 2, 80. 00, A r S c a n E S + 1. 19e 8138. 01370121. 2100. 290. 18818293. 9. 8114. 0110. 22. 013303. 98. 9143. 0149. 3

13、2-H y d r o x y b e n z a m i d e M W : 137 F o r m : C 7H 7 N O 2 C A S R e g N o : 65-45-2255075100125150175200225250162839658092120137C O N H 2O HF i g u r e 1. W i l e y L i b r a r y R e f e r e n c e S p e c t r u m o f S a l i c y l a m i d e W a t e r s C h i n a L t d .C I D 产 生 的 过 程A n a

14、l y s i s o f S u l f a m e t h a z i n e b y E l e c t r o s p r a y 1000, 000, 000, 000S u l f a m e t h a z i n eM +H +2772782792802812822, 0004, 0006, 0008, 00010, 000000P a r e n t I o n R e g i o nM W 278m /zP o s i t i v e i o n m o d e , E S I , 2 u l /m i n , 50% M e O H :49% H 2O :1% H O A

15、 c, 00012, 0, 000, 000150200250300m /z W a t e r s C h i n a L t d .优 异 的 C I D 技 术 (可 编 程 A n a l y s i s o f S u l f a m e t h a z i n e b y E l e c t r o s p r a y S u l f a m e t h a z i n e10002, 0004, 0006, 0008, 00010, 000M +H +183184185186187182, 0004, 0006, 0008, 00010, 000F r a g m e n I o

16、 n R e g i o nM W 186m /zC 6H 8N 3O 2S150200250300m /zW a t e r s C h i n a L t d .多 种 C I D 方 式 :一 次 进 样 得 到 全 部 质 谱 信 息C 4H 9- W a t e r s C h i n a L t d . 四 极 杆 质 量 分 析 器 W a t e r s C h i n a L t d .L C /M S 联 用 中 的 转 变 过程液 相 色 谱 的 现 实 情 况 :从 高 效 液 相 色 谱 流 出 的 化 合 物 存 在 于 大 气 压 条 件 下 的 溶 液 之中 质

17、 谱 的 现 实 情 况 :在 高 真 空 工 作 条 件 下 的 质 谱 仅 接 受 气 相 的 离子因 此 液 质 联 用 的 接 口 必 须 完 成:去 除 溶剂 保 留 样品 电 离 化 合 物 W a t e r s C h i n a L t d . L C /M S 面 临 的 挑 战 W a t e r s C h i n a L t d .接 口E I 电 离 源 的 液 质 联 用 接 口 -热 束 接 口 (T B 雾 化 , 去 溶 剂 然 后 电 离E S I 和 A P C I 接 口 -Z S p r a y 雾 化 , 去 溶 剂 和 电 离 同 时 完 成 W

18、 a t e r s C h i n a L t d .热 束 接 口 原 理 :喷 雾 作 用 和 动 量 分 离 雾 化室动 量 分 离 器 (第 1 & 2级 压 力 为 5 T o r 并 且 90% 的 溶 剂 和 载 气(H e 被 去 除, 压 力 为 1. 5 T o r r 并 且 剩 余 的 1 0%溶 剂 和 氦 气 被 去除 。 脱 离 溶 剂 的 样 品 离 子 被 加 速 到 达 质 谱 离 子 源 (高 真 空 部 分 W a t e r s C h i n a L t d .A P I 接 口 :Z -S p r a y 接 口 双 正 交 采 样 技 术 可

19、避 免 污 染 及 提 高 灵 敏 度 W a t e r s C h i n a L t d .M K I I :L C M S 接 口 技 术 的 新 突 破D i p h e n h y d r a m i n e i n 10m M P h o s p h a t e B u f f er W a t e r s C h i n a L t d . 液 质 联 用 技 术 的 应 用 范 围 极 性 分 子 量生 物 大 分 子物 型0100, 000农 药 , 杀 虫 剂注 意 座 标 :不 是 化 合 物 种 类 的 数 量 ! 为 什 么 使 用 L C /M S ? W a t

20、 e r s C h i n a L t d .为 什 么 使 用 L C /M S ? -广 适 性 检 测 系 统 (1 W a t e r s C h i n a L t d .为 什 么 使 用 L C /M S ? -分 析 热 不 稳 定 化 合 物 (2 分 析 热 不 稳 定 化 合物 分 析 气 相 色 谱 -质 谱 无 法 分 析 的 样品 分 析 大 分 子 量 的 化 合物 80%的 化 合 物 只 能 用 H P L C 分 析? W a t e r s C h i n a L t d .为 什 么 使 用 L C /M S ? -丰 富 的 结 构 信 息 (312141618202224262830W a t e r s C h i n a L t d . 为 什 么 使 用 L C /M S ? -极 高 的 灵 敏