LCMS(ESI)的基本原理及应用.ppt

1、LCMS(ESI)的基本原理及应用,内 容,大气压离子化质谱法 ESI离子源的结构、原理 ESI的适用范围 质谱图谱解析,大气压电离质谱（API MS）,API-MS 是在大气压条件下的质谱离子化技术的总称： 对引入系统的样品进行电离并继续质量分析的过程。 API-MS可以用下面的模式操作： (1)电喷雾离子化 (ESI) (2)气动辅助电喷雾（也叫离子喷雾） (3)大气压化学电离（APCI） (4)大气压光致电离（APPI）,API-MS操作的四种模式的主要特征,电喷雾： 使用电场产生带电液滴继尔通过离子蒸发分析离子的电离过程。 气动辅助电喷雾： 与电喷雾（上面）相同，除了最初的液滴形成是由

2、于气动喷雾的结果。 大气压化学电离(APCI) ： 气相化学电离 (CI)过程中溶剂相当于CI反应气来使样品电离。 大气压光致电离 (APPI): Krypton氪灯产生的紫外光电离气相样品或参加随后的气相反应。,LC/MS 技术的相对适用性,液质联用技术的相对适用范围,分子量,分析物的极性,电喷雾(ESI),GC/MS,大气压化学电离源(APCI),1000,100,000,10,000,非极性,极性,API-MS是一个针对液相样品(HPLC, FIA, Infusion)的 检测方法。样品经去溶剂、离子化，按质荷比被分析和检测。,适用于一个宽的化合物范围 fg - pg 灵敏度 定性信息,

3、大气压电离质谱仪 (API-MS),APCI ESI EI,仪器结构,大气压电离-电喷雾电离源 API-Electrospray Ion Source,大气压电离-电喷雾电离 (API-Electrospray Ionization),电喷雾电离离子形成的必要步骤,现代仪器上的气动喷雾和干燥，减小了这些参数的影响。,步骤 1 溶液中的电离 样品的pKa 溶液的pH 步骤 2 喷雾 表面张力和粘度 气动辅助 步骤 3 去溶剂 干燥气温度和流速 步骤 4离子从溶液中解吸 溶解能 步骤 5气相中的离子反应,步骤 1在如溶液中何产生离子？,酸/碱化学性质 M - NH2 + 酸 M - NH3+ +

4、酸- M - COOH + 碱 MCOO- + 碱+ 缔合（对类似糖的中性物质） M + Na+ M - Na+ （碱金属，如20 mM 乙酸钠） 衍生化 形成离子或酸/碱产物,步骤 2气动辅助电喷雾产生带电液滴,含有约100,000电荷、直径2 m的带电溶剂液滴,由于溶剂组成或流速，气动喷雾减小了液滴的大小对粘度和表面张力的偏离,喷雾柱体、端板和毛细管上的场使液滴带电,步骤 3带电液滴的去溶剂,加热的氮气蒸发了液滴，增加了电荷/体积比。 Rayleigh极限是带电液滴能够存在的最大 电荷/体积比 。当电荷超过这个极限时，发生库仑破裂。,热干燥气体,步骤 4从溶液中解吸离子,当液滴的场强超过分

5、析物在溶液中的溶解能时，离子解吸进入气相。,带电残余物,离子蒸发,步骤 5气相中的离子反应,通过离子传输区域时从大气压喷雾室的反应中会发生质子转移和电荷交换反应。这个高压区允许发生1000次离子/分子反应。,质子转移 与HPLC添加剂相比，如：氨、三乙胺（质子亲合力分别为206和232 kcal/mole ），样品具有较低质子亲合力的会丢失一个质子，变成中性或形成加合离子，如M+NH4+,电喷雾喷雾室设置,由于液滴不完全干燥导致的尖峰,在ES中干燥气设置的作用,液滴产生噪音更大的谱图,在ES中干燥气设置的作用,含杂原子的样品 通过引入可接受一个电荷的化合物 在溶液中是多电荷的样品 在溶液中是离

6、子的化合物 适用于热喷雾的样品 当不能引入电荷时避免极其非极性的样品,适合电喷雾的样品,样品 在溶液中为离子态: 儿茶酚胺、硫酸酯共轭物、丁基胺 有可诱导电离的化合物：甲醇 含杂原子的化合物：氨基甲酸酯类，苯并二氮杂草类 溶液中带多电荷：蛋白质、多肽、低聚核甘酸 溶液化学参数 流速 样品的 pK, 溶液 pH 溶液导电性 应避免的样品 尤其非极性的样品：PAHs, PCBs,电喷雾需考虑的,ESI的电离模式的选择原则,ESI(+)： - 适应于碱性样品，含有仲氨或叔氨基时可优先考虑 - 适合酸性系统： 容易加合质子 ESI(-)： - 适应于酸性样品，含氯、含溴和多个羟基时可尝试使用 - 在

7、碱性系统 中：易失去质子 对于本身 离子流较弱的样品建议 - 在酸性系统中做ESI(+),质谱常用术语,1、分子离子(molecular ion) 自由基（radical）离子M+。很活泼，易碎裂而产生广义的碎片离子 2、准分子离子(quasi-moleculanr ion) 由软电离技术产生的质子或其他阳离子加合离子以及去质子化或其他阴 离子加合离子。 3、碎片离子(fragment ion) 电离后具有过剩内能的分子离子能以多种方式裂解生成碎片离子。 4、多电荷离子(multiply-charged ion) 5、同位素离子(isotopic ion),ESI正、负离子模式常见离子: 正离子模式： M+H+ M+1+ M+ Na+ M+23+ M+K+ M+39+ M+NH4+ 2M+18+ 2 M+H+ 2M+1+ 2 M+ Na+ 2M+23+ 负离子模式： M-H- M-1,ES模式下的单电荷离子,Chemstation 得到的质谱图,常见的A+2同位素峰值,质谱图相关概念,总离子色谱图(TI