安捷伦-液质联用技术(LCMS)及其应用.ppt

1、by Li Ping,1,安捷伦-液质联用技术(LC/MS)及其应用,by Li Ping,2,液质(LC/MS)联用技术基础,by Li Ping,3,质谱分析仪(MS) 需要高真空条件 质量分析系统 最好使用挥发性缓冲液,液相(HPLC) 高效分离混合物 流动相挥发后产生大量气体 出口压力为大气压 无质量限制 可以使用缓冲盐溶液,液相(HPLC) 到 质谱(MS)的接口,by Li Ping,4,LC-MS的接口的发展和种类,传送带(moving belt)式的LC-MS: 目前已经停用 热喷雾(TSP) LC-MS接口: 已经很少使用 粒子束(PBI) 大气压电离源(API):目前最常用

2、的方法 电喷雾(ESI) 大气压化学电离源(APcI),by Li Ping,5,LC/MS联用技术的相对适用范围,by Li Ping,6,大气压电喷雾质谱应用范围,大气压电喷雾源,大气压化学源,分子量,化合物极性,1000,100,000,10,000,非极性,极性化合物,气相色谱/质谱,by Li Ping,7,库仑爆炸 （Coulomb Explosions）,Rayleigh Limit Reached,+,带电液滴,分析物离子,溶剂离子束,分析物离子 溶剂离子束 盐/离子对 中性化和物,电喷雾(ESI)的电离过程,by Li Ping,8,Neutral Molecules Ana

3、lyte Ions Clusters Salts,毛细管,液相的入口,雾化器,加热 N2,雾化气入口,碎片碰撞电压 (CID),锥孔,八极杆,四极杆,高能打拿极/电子倍增器,+,+,+,+,+,透镜,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,液质联用的电喷雾(ESI)接口,by Li Ping,9,ES电离原理,by Li Ping,10,蒸汽,通过电晕针放电形成带电荷的反应剂离子,溶剂在蒸发器中蒸发,+,含有气溶胶的分析物,分析物离子,电荷转移至 分析物分子,+,+,+,+,流动相,分析物,溶剂-溶剂+H+ 溶剂+H+M-溶剂+M+,大气压化学电离源(APCI)的电离过程,by L

4、i Ping,11,碎片碰撞电压（CID）,锥孔,透镜,四极杆,+,+,+,+,热氮气,液质联用的大气压化学电离源(APCI)接口,高能打拿极/电子倍增器,by Li Ping,12,APCI电离原理,by Li Ping,13,大气压源子化技术,电喷雾(ESI) 化合物无需具有挥发性 是分析热不稳定化和物的首选方法 离子在溶液中以已生成 除了生成单电荷离子之外还可以生成多电荷离子,大气压化学电离源(APCI) 化和物需具有一定的挥发性 化和物必需是热稳定的 离子在气态条件中生成 只生成单电荷离子,by Li Ping,14,电喷雾(ESI)和大气压化学离子化(APCI),农药及残留化合物 多

5、肽及蛋白的分子量测定 确定氨基酸序列 多肽及蛋白的纯度分析 单糖和多糖的结构分析 中极性到高极性,包括离子化合物的分析,如表面活性剂分析,农药及残留化合物 抗生素 碱性药物 小分子量样品 类固醇, 雌激素 单磺酸偶氮染料,ESI,APCI,by Li Ping,15,什麽是诱导解离碰撞?(Collision Induced Dissociation)?,在特定的区域, 通过与氮气分子碰撞导致分子解离, 从而产生特征碎片离子 可以得到结构信息用于化和物的定性分析 可以提供用于定量分析目地的确任碎片离子 只要改变单一参数“fragmentor”来控制CID.,by Li Ping,16,碰撞电压值

6、对质谱图的影响,by Li Ping,17,Excellence through Evolution,安捷伦液-质联用仪介绍,by Li Ping,18,液质(LC/MS)联用系统的示意图,离子源,离子束 聚焦,M/Z 分析器,检测器,数据 处理,HPLC,LC 接口,质谱图,by Li Ping,19,安捷伦LC/MS 产品家族,液相/离子井质谱 (VL和SL),液相/单四极杆质谱 LC/MSD VL,液相/单四极杆质谱 LC/MSD SL,by Li Ping,20,四极杆质谱,+,+,+,+,+,+,Main RF,Low Amplitude Dipole Field (1/3 Freq

7、uency of the Main RF),Conversion Dynode,Electron Multiplier,Shutter,Optimized Asymptote Angle,Octapole,Ring,多极离子阱质谱,by Li Ping,21,安捷伦的专利技术 直角喷雾接口,提高灵敏度 减少污染 降低毛细管被堵塞 对非挥发性缓冲液的忍耐能力强,by Li Ping,22,独一无二的交叉喷雾器,交叉喷雾器不需 X,Y, Z 位置调整, 而且避免了离子光学透镜的污染,倾斜排水口可以快速去除冷凝液,by Li Ping,23,完成整个分析后, 毛细管的入口处还是干静的!,在非常复杂的

8、基质的条件下 - 汉克盐溶液(Hanks),Componentg/L Sodium chloride8 Calcium chloride0.1 Potassium chloride0.4 Potassium phosphate monobasic0.06 Magnesium Sulfate0.1 Sodium bicarbonate0.35 Sodium phosphate dibasic0.048 Glucose1 Phenol red0.011,by Li Ping,24,清洁喷雾室,在APCI的条件下,流动相为HBSS,连续进样635次以后,完成整个分析后, 毛细管的入口处还是干静的!,

9、by Li Ping,25,内置式较正溶液 用于全自动调谐和质量较正,全自动调谐和质量较正,by Li Ping,26,安捷伦1100 系列 LC/MSD: 易懂,易用的图型化的液相和质谱控制及分析软件,by Li Ping,27,哪一种离子化模式最好?,不知道要分析的化合物的性质是酸性或碱性 要分析的化合物中同时包含酸性和碱性化合物 酸性和碱性化合物的浓度不同,by Li Ping,28,可同时采集多种质谱信号: 正离子和负离子模式,采集50组，30个离子/组离子,同时采集正负离子,by Li Ping,29,我经常筛选未知物. 最好是同时获得分子量和一些碎片信息,我正在筛选未知物,但我不知

10、道最优的碰撞电压 我希望一次能获得在不同碰撞电压条件下的谱图,可同时采集多种质谱信号: 高和低CID能量,by Li Ping,30,低CID能量,高CID能量,可同时采集多种质谱信号: 高和低CID能量,by Li Ping,31,High fragmentor: 130 V,Low fragmentor: 65 V,可同时采集多种质谱信号: 高和低CID能量,磺胺药物演示混合样,by Li Ping,32,可同时采集多种质谱信号: SIM/Scan,SIM 来定量所选的目标化合物离子,对未知的化合物SCAN,by Li Ping,33,Scan,SIM,磺胺药物演示混合样,可同时采集多种质

11、谱信号: SIM/Scan,by Li Ping,34,可同时采集多种质谱信号: 时间编程信号,1) 开始五分钟不采集信号 5分钟开始采集信号 信号关闭采集,Improve data quality and manage data file size:,by Li Ping,35,从每一项分析中获得最大的信息,一针注射样品可获得任意以下分析模式最多达四种 1. 高/低 CID能量可获得分子量及碎片信息用于确认化 合物的结构 2. 正/负 离子化模式 3. SIM/Full Scan 模式,by Li Ping,36,如何建立自己的HPLC/ESI和HPLC/APCI谱库,by Li Ping,

12、37,质谱库检索特点,检索用户自建谱库 使用 NIST 程序和检索规则 没有应用独特的筛选,如PBM 谱库可以包含结构式 交互式或自动检索 DAD/MSD 组合检索报告,by Li Ping,38,自动生成谱库检索报告,Library search mode: Automatic library search Library file No. : 1 Library file name : S:SPYDERMSLIBR1DOUGLIB.UVL Match threshold : 950 Purity threshold: Calculated Time window left % : None

13、 Case sensitive : No Time window right % : None Whole word : No Wavelength shift : 0.0 Compare spectrum : Yes Absorbance threshold : 0.0 Search logic : OR Search range : All Signal 1: DAD1 A, Sig=254,8 Ref=450,80 Signal 2: MSD1 TIC, MS File NIST MS library search mode: Automatic library search NIST

14、MS library file No. : 1 NIST MS library file name : douglib RetTime Sig MW Library Match Formula Name min # Id -|-|-|-|-|-|-|- 2.746 2 270 1 4 720 C9H10N4O2S2 Sulfamethizole 2.987 2 278 1 5 748 C12H14N4O2S Sulfamethazine 3.571 2 284 1 6 583 C10H9ClN4O2S Sulfachloropyridazine 6.143 2 310 1 25 868 C12

15、H14N4O4S Sulfadimethoxine,by Li Ping,39,SIM 灵敏度 API-electrospray at 400 l/min or APCI at 1000 l/min Selected ion monitoring of m/z 609.3 Positive ionization VL 10 pg reserpine 50:1 RMS (10:1 peak-to-peak) SL 1.0 pg reserpine 50:1 RMS (10:1 peak-to-peak),Unsurpassed performance!,卓越的操作性能指标,by Li Ping,

16、40,LC/MSD SL: 利血平(电喷雾, SIM 模式),Chromatographic Conditions Column: 30 x 2.1mm Zorbax Rapid Resolution SB-C8, 3.5 m (p/n 873700-902) Mobile phase: 5 mM each ammonium formate in 75% methanol in water Flow rate: 0.4 ml/min Injection amount: 1 or 2 pg on column ESI MS Conditions Source: ESI Ion mode: pos

17、itive SIM ions: 609 Fragmentor: 200 V,2 pg reserpine,1 pg reserpine,by Li Ping,41,LC/MSD SL:利血平(大气压化学离子化, SIM 模式),Chromatographic Conditions Column: 30 x 2.1mm Zorbax Rapid Resolution SB-C8, 3.5 m (p/n 873700-902) Mobile phase: 5 mM each ammonium formate in 75% methanol in water Flow rate: 1 ml/min

18、Injection amount: 1 or 2 pg on column APCI MS Conditions Source: APCI Ion mode: positive SIM ions: 609 Fragmentor: 200 V Vaporizer: 450C Drying gas: 350C, 5 l/min Nebulizer: 50 psig,1 pg reserpine,by Li Ping,42,安捷伦-液质联用技术,1.具有多年的台式质谱研究经验； 2. 直角接口的设计，保证仪器耐缓冲盐，提高灵敏 度及易于清洗离子源和接口多重目的； 3.同一厂家的产品，工作站的一体化控

19、制，同时 采集色谱和质谱信号； 4.具有自动调谐和手动调协两种方式； 5.APCI和API-ES源转换方便，5min即可完成； 6.在实验室条件下，0.4-1.5ml/min流速下达到最高的 灵敏度； 7.同时采集正负离子模式；,by Li Ping,43,Agilent 1100 Series LC/MSD: 应用分析举例,在农药合成及农药残留分析中的应用 在高分子添加剂分析中应用 在染料(如偶氮染料)分析中的应用 在双酚A,壬基酚及表面活性剂分析中的应用 在激素及兴奋剂分析中的应用 在蛋白质及多肽分析中的应用 在糖类化合物分析中的应用 在天然产物分析中的应用,by Li Ping,44,氨

20、基甲酸盐类化合物(Carbamates) 磺酰脲类(Sulfonyl Ureas) 苯脲类(Phenyl Ureas) 其它农药及其残留化合物,LC/MSD在农药及农药残留分析中的应用,by Li Ping,45,Tomato extract spiked with 11 carbamates 200 pg/l; 50 l injected; Scan mode,APCI-LC/MS氨基甲酸盐类化合物的分析,by Li Ping,46,APCI-LC/MS氨基甲酸盐类化合物的分析,对于1ppb氨基甲酸盐类化合HPLC的分析: 柱后衍生,然后用萤光检测器分析 LC/MS: 进样量: 50ul X

21、 200pg/ul 柱子: 100X4mm I.d, 3um Hypersil ODS 溶剂 A: Water 溶剂B: Methanol 梯度: 25 to 75% B in 20min UV Detector=214nm Flow rate: 0.8ml/min MS: Mass Scan range: 100 to 510 amu APCI Vap=400C Drying gas temp=350C,by Li Ping,47,氨基甲酸盐化合物的总离子图及提取离子谱图,草氨酰,涕灭威,涕灭威砜,涕灭威亚砜,西维因,猛杀威,by Li Ping,48,41.5 pg/component,I

22、ncreased Sensitivity for Carbamates Using SIM,MS TIC,m/z 132,m/z 226,m/z 202,m/z 222,aldicarb sulfoxide,carbofuran,carbaryl,promecarb,by Li Ping,49,* Final sample concentration for carbamates equals 2 g/ml * 3 ul inj on a 2.0 mm x 150 mm Phenomenex C-18 * 10 ul inj on a 4.6 mm x 250 mm Pickering C-1

23、8,检测的比较,florida CDFA Methodology,克百威,敌灭威亚碸,草氨酰,甲氨叉威,3-羟基克百威,敌灭威,西维因,灭虫威,by Li Ping,50,50 l of 1 ppb injected, SIM,除草剂的APCI-LC/MS 分析谱图的提取离子图,氰草津,西玛津,莠草津,环嗪酮,by Li Ping,51,* 50 l of 1 ppb injected (50 pg on column), 2-OH-atrazine may shift, and is very dependant on column equilibration and pH,利用APCI-L

24、C/MS 正离子/选择离子模式分析除草剂的结果,by Li Ping,52,Scan mode, 20 ppm/component,APCI-LC/MS用于苯脲除草剂的分析,立谷隆,敌草隆,绿谷隆,甲谷隆,绿麦隆,by Li Ping,53,分析苯脲类除草剂的LC/MS 条件,LC conditions: Column 200 X 2.1 mm C18 Mobile phase A: Water B: Methanol Gradient: 50-80% within 3 min Flow Rate: 0.4ml/min UV Detector=254 nm MS: Mass Scan: 100

25、-400amu, Positive in APCI Corona needle=6uA, Vaporize Temp=400C Drying gas Temp=325C, 4.0 L/min Nebulizer Gas Presure: 30psi,by Li Ping,54,Electrospray positive ion mode, SIM,Sulfonylureas,min,by Li Ping,55,液质联用(LC/MS)技术在 聚合物添加剂分析中的应用,by Li Ping,56,聚合物润滑添加剂:,作用: 减少摩擦系数,Behenamide(山俞酸酰胺),CH3(CH2)18CO

26、NH2, MW 311.3 和 CH3(CH2)20CONH2, MW 339.3,Erucamide(芥酸酰胺),CH3(CH2)7CH=CH (CH2)11CONH2 MW 337.3,by Li Ping,57,聚合物润滑添加剂:APCI 正离子模式-分析山俞酸酰胺(Behenamide) 样品,Time (min.),Ion Abundance,CH3(CH2)16CONH2,m/z,CH3(CH2)18CONH2,CH3(CH2)20CONH2,by Li Ping,58,Time (min.),Ion Abundance,0,2,4,6,8,10,12,14,m/z,250,300

27、,350,400,450,0,20000,40000,60000,80000,100000,120000,338.3,339.3,250,300,350,400,450,0,2000,4000,6000,8000,10000,12000,338.3,436.4,339.2,437.5,411.2,312.1,356.3,284.3,Ion Abundance,Ion Abundance,聚合物润滑添加剂:APCI 正离子模式-分析芥酸酰胺(Erucamide)样品,by Li Ping,59,抗氧添加剂,作用: 防止聚合物在挤出时,由于氧化而受到破坏,Irgafos 168 MW 646.6,

28、Irganox 1076 MW 530.4,by Li Ping,60,抗氧添加剂, Irgafos 168 by Positive Ion APCI,Irgafos 168 MW 646.6,0,50000,100000,150000,200000,250000,300000,663.5,664.5,665.5,607.4,0,200000,400000,600000,800000,1E6,647.5,648.5,649.5,M +16,m/z,0,2,4,6,8,10,12,14,16,0,500000,1000000,1500000,2000000,2500000,3000000,Tim

29、e (min.),Ion Abundance,Ion Abundance,Ion Abundance,by Li Ping,61,Irganox 1076 by Negative Ion APCI,0,2,4,6,8,10,12,14,-5,-2.5,0,2.5,5,7.5,10,0,2,4,6,8,10,12,14,UV Signal 280 nm,Total Ion Chromatogram Negative Ion APCI,Time (min.),mAU,Ion Abundance,Irganox 1076 MW 530.4,m/z,Ion Abundance,by Li Ping,6

30、2,抗氧添加剂,Irganox 1010 MW 1176.7,Irganox B225 50% Irganox 1010 50% Irgafos 168,by Li Ping,63,LC/MS Analysis of Irganox B225 by APCI,0,20000,40000,60000,80000,100000,120000,140000,160000,600,800,0,20000,40000,60000,80000,731.5,675.3,619.3,785.3,600,800,0,100000,200000,300000,400000,500000,647.5,679.5,m/z,Ion Abundance,Pea