串联质谱一般扫描模式之精读
串联质谱法两种扫描方式检测干血滤纸片上氨基酸含量的精密度和准确度
ａ
ａｎｄ
ｃｌｉｎｉｃａｌ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ
ａｓｓａｙ
ｈｉｇｈｌｙ
ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ
ＰＣＲ—ｒｅｖｅｌ３［，ｅ ｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ
ｏｆ
ｆｏｒ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ
ａｎｄ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ
ａｎｏｇｅｎｉｔａｌ
ｈｕｍａｎ ｐａｐｉｌｌｏｎｍｖｉｍｓ．Ｊ Ｃｌｉｎ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ，１９９９，３７：２５０８－２５１７．
方法学评价方面的研究。本文旨在通过分析中性丢失法和 多反应监测法检测干血滤纸片上氨基酸含量的精密度和准 确度性能验证情况，选择最适扫描方式，为实验室开展该项 目检测提供方法学依据。 一、材料与方法 １．标本来源：美国疾病控制中心质控部门提供的 ２００９年度用于大规模室间质评的定值质控纸片，批号分别 为９２１、９２２、９２３、９２４。定值纸片上含有５种定值氨基酸，分 别为蛋氨酸（Ｍｅｔ）、异亮－亮氨酸（Ｌｅｕ—ｔｉｅ）、苯丙氨酸（Ｐｈｅ）、
ｏｔｈｅｒ ＨＰＶ ｔｙｐｅｓ．Ｊ
Ｄｉｓ，２００１．１８３：８－１５．
ｏｆ ２７
【５］Ｇｒａｖｉｔｔ ＰＥ，Ｐｅｙｔｏｎ ＣＬ，Ａｐｐｌｅ ＲＪ，ｅｔ ａ１．Ｇｅｎｏｔｙｐｉｎｇ
ｐａｐｉｌｌｏｍａｖｉｍｓ ｔｙｐｅｓ ｂｙ
ｕｓｉｎｇ
ｈｕｍａｎ
ａ
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ＰＣＲ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｂｙ
ｓｉｎｇｌｅ・ｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ，ｒｅｖｅｒｓｅ ｌｉｎｅ ｂｌｏｔ Ｍｉｃｍｂｉｏｌ，１９９８。３６：３０２０－３０２７．
本岛津公司），ＡＰｌ２０００型质谱分析仪（美国ＡＢＩ公司），
万方数据
主堡捡笙医堂盘查垫！Ｑ生垒月筮塑鲞筮鱼翅￡坠！』！坐丛鲤：』婴！垫！Ｑ，！些箜：盟璺§ ９６孔板氮吹仪（北京众益中和生物技术有限公司）。５种氨 基酸同位素内标（２Ｈ３．Ｍｅｔ
液相色谱质谱联用技术LC-MSMS的五种扫描模式
液相⾊谱质谱联⽤技术LC-MSMS的五种扫描模式具有液相⾊谱LC前端的串联质谱MS，特别是三重四极质谱（也称为“串联”）质谱（LC-MS/MS），这种仪器在过去的⼗⼏年⾥逐渐取代了GC-MS和单四极质谱检测器（LC-MS），成为⽬前质谱实验中⽤到的主要仪器之⼀。
液相⾊谱质谱联⽤技术LC-MS/MS仪器包括（i）⼤⽓压电离源，通常为ESI源（图1B）或⼤⽓压化学电离源（图1C），由（ii）离⼦⼊⼝和聚焦组件（Q0）耦合，提供从⼤⽓压到真空的转换和离⼦聚焦，进⼊（iii）第⼀质量过滤装置（Q1），接着进⼊（iv）碰撞室（Q2），该碰撞室充满⽤于碰撞诱导离解（CID）的低压⽓体，接着进⼊（v）第⼆质量过滤装置（Q3），最后进⼊（vi）离⼦检测器（电⼦倍增器）（图1A）。
液相⾊谱质谱联⽤技术仪可以在仪器灵敏度和质量分辨率范围内进⾏五种不同的扫描模式：图2：液相⾊谱质谱联⽤技术LC-MS/MS的五种扫描模式1. 全扫描：扫描两个质量过滤器（Q1和Q3）的整个（或部分）质量范围，⽽Q2不包含任何碰撞⽓体。
此实验可以查看样品中包含的所有离⼦（图2）。
2. ⼦离⼦扫描：在Q1中选择⼀个特定的m/Q，⽤碰撞⽓体填充Q2使所选m/Q碎裂，然后扫描Q3的整个（或部分）质量范围。
该实验可以查看所选前体离⼦的所有碎⽚/产物离⼦（图2）。
3. 前体离⼦扫描：扫描Q1的整个（或部分）质量范围，在Q2中填充碰撞⽓体，将扫描范围内的所有离⼦碎⽚化，然后Q3选择⼀个特定的m/Q分析。
此实验可以通过检测产物离⼦和检测之前的m/Q的时间相关性，确定哪个m/Q前体离⼦可能产⽣所选产物离⼦（图2）。
4. 中性丢失扫描：在Q1的整个（或部分）质量范围内扫描，⽤碰撞⽓体填充Q2使扫描范围内的所有离⼦碎裂，然后在预定范围内扫描Q3，该预定范围对应前体扫描范围内每个潜在离⼦发⽣的特定质量的碎裂引起的损失。
该实验可以识别失去选定的通⽤化学基团的所有前体，例如失去与甲基相对应的质量的所有前体（图2）。
串联质谱一般扫描模式之精读
图. 对羟基苯甲酸甲酯/对羟基苯甲酸乙酯/对羟基苯甲酸丁酯三种化合 物与氨基酸的混合物样品。上图为全扫描质谱图，下图为子离子为92的 母离子扫描的质谱图。
子离子（产物离子）扫描
Q1锁定某一质荷比为m/e的母离子，输 送到q2进行诱导解离，产生的碎片用Q3进行 全扫描，因此得到的是母离子产生的子离子 的质谱图，主要用于母离子的结构分析。
图，筛选具
子通过
有特征子离
子（结构）
的分子
子离子扫描 锁 定 一 个 母 打碎（CID），扫 描 给 定 质 子 离 子 质 谱
离子
并让所有离 量范围的所 图，研究母
子通过
有碎片子离 离子的结构
子
特征
中 性 丢 失 扫 扫 描 所 有 的 打碎（CID），对 与 Q1 保 持 中 性 丢 失 子
描
母离子
描
围 内 的 所 有 通过
母离子
常规质谱， 了解样品的 基本组分
选择性单离 锁定一个母 不打碎，全 实施指定离 提 取 离 子
子 监 测 扫 描 离 子 （ 目 标 通过
子信号强度 （质量）色
（SIM）
物）
随时间变化 谱图，定量
的监测扫描 分析
多 反 应 监 测 锁 定 一 个 母 打 碎 （ CID ） ，选 择 一 个 子 提 取 离 子
又叫质量色谱图，是由全扫描质谱中提 取一种质量的离子得到的色谱图。利用质量 色谱，可以排除色谱峰共同流出物的影响， 比如通过选择不同质量的离子做质量色谱图， 使正常色谱不能分开的两个峰实现分离，因 此常用质量色谱图进行定量分析。
三重四极杆Q-q-Q质谱的扫描模式
方式
Q1
Q2
Q3
图谱，用途
CN6 串联质谱法
肽键及其断裂
肽键断裂的说明
♨ CID中，肽键的断裂方式有非常多的可能 性。关于具体的断裂方式，可以去查询生 物化学方面的书籍。
♨ 通常，我们只考虑b系列和y系列。原因 是我们使用的电压较低，其他系列的离子 不易产生。
0.089
1.556 24.871 386.23 5958.36 92016.7 1418510
Database Searching
对于一张不完美的质谱图，有这么多的组 合可以生成之。但是，幸运的是，我们还有 这个蛋白序列数据库。 虽然组合有那么多，但是在这个数据库的 限制之下，组合数就大大的减少了。 所以我们可以从数据库里搜索最好的匹配 质谱图的多肽，这样就有了二级质谱的数据 库搜索算法。
二、串联质谱法（MS/MS）鉴定蛋白质技术 1.原理
20种氨基酸根据肽的氨基酸残基不同有多种排列方式 20n种，如三肽203种，四肽204种排列方式，出现频率为 1/160000 。5-6个氨基酸序列片段可决定蛋白的特异性 。 MS/MS可以检测到每一肽段的序列。根据一级质谱测 得的精确分子质量和MS/MS所得到的序列信息，结合蛋 白质数据库搜索，大大增加了蛋白质鉴定的准确性。
第三节 质谱前蛋白质或多肽 样品制备方法和关键步骤
一、质谱前的样品纯化、浓缩 Zip Tip是纯化、浓缩蛋白质和肽段的 理想工具。有关使用的详细说明，见网址： /ziptip
二、染色方法与质谱分析的兼容性
考马斯亮蓝染色法
微克级检测水平；具有
线形动力学范围，适合定量；易于使用且与质谱 分析的兼容性好。缺点是无法检测到低丰度蛋白
质谱扫描模式(优选.)
质谱扫描模式SIM :单离子检测扫描(single ion monitoring)SRM :选择反应检测扫描(selective reaction monitoring)MRM :多反应检测扫描(multi reaction monitoring)质谱都有几种工作模式：（1）Full Scan：全扫描，指质谱采集时，扫描一段范围，选择这个工作模式后，你自己来设定一个范围，比如：150～500 amu。
对于未知物，一定会做这种模式，因为只有Full Scan了，才能知道这个化合物的分子量。
对于二级质谱MS/MS或多级质谱MSn时，要想获得所有的碎片离子，也得做全扫描。
（2）SIM：Single Ion Monitor，指单离子监测，针对一级质谱而言，即只扫一个离子。
对于已知的化合物，为了提高某个离子的灵敏度，并排除其它离子的干扰，就可以只扫描一个离子。
这时候，还可以调整一下分辨率来略微调节采样窗口的宽度。
比如，要对500 amu的离子做SIM，较高高分辨状态下，可以设定取样宽度为1.0，这时质谱只扫499.5～500.5 amu。
还有些高分辨率的仪器，可以设定取样宽度更小，比如0.2 amu，这时质谱只扫499.9～500.1 amu。
但对于较纯的、杂质干扰较少的体系，不妨设定较低的分辨率，比如取样宽度设为2 amu，这时质谱扫描499～501 amu，如果没有干扰的情况下，取样宽度宽一些，待测化合物的灵敏度就高一些，因为噪音很低；但是有很强干扰情况下，设定较高分辨，反而提高灵敏度信噪比，因为噪音降下去了。
（3）SRM：Selective Reaction Monitor，指选择反应监测，针对二级质谱或多级质谱的某两级之间，即母离子选一个离子，碰撞后，从形成的子离子中也只选一个离子。
因为两次都只选单离子，所以噪音和干扰被排除得更多，灵敏度信噪比会更高，尤其对于复杂的、基质背景高的样品。
我们不妨把它看成二级质谱的SIM，上述关于SIM的特点也适用，即分辨率高些，抗背景排干扰的能力就更强。
高效液相色谱-串联质谱法
高效液相色谱-串联质谱法高效液相色谱-串联质谱法（HPLC-MS/MS）是一种现代化分析技术。
它结合了高效液相色谱（HPLC）和串联质谱（MS/MS）两种分析方法，能够快速、准确、灵敏地分析复杂的混合样品中的多种化合物。
HPLC-MS/MS技术的基本原理是将样品通过高效液相色谱进行分离，然后以极高的分辨率将分离后的化合物导入串联质谱分析仪中进行质谱检测和分析。
HPLC部分能够通过改变流速、温度、化合物间隔、载气、反应物、固相分离等方法来分离样品中的成分。
MS/MS 部分则能够通过改变离子源、离子传输、离子选择和离子检测等方式检测化合物。
具体来说，HPLC-MS/MS技术的实现过程如下：需要准备一定量的样品。
样品通常是一种混合物，需要进行分离和净化。
这可以通过一系列的化学方法和生物技术实现。
将样品注入到高效液相色谱仪中进行分离。
高效液相色谱仪通过改变环境条件可以分离出复杂混合物中的单个分量，比如改变洗脱剂的浓度、PH值、离子强度来调整样品中化合物的排列顺序。
高效液相色谱仪具有高速分离和高效洗脱的特点，具有处理大量和复杂样品的能力。
接着，通过HPLC输出的流缓和制备离子源，离子源生成的离子对化合物分子进行离子化。
这个过程利用化合物分子上的R基或者H+来形成游离气态的化合物离子。
然后，将产生的离子通过串接质谱进行分析。
在离子进入串联质谱仪的离子源之前，需要将它们选择性的分离为固定质量和电荷比的离子，这可以通过一系列的电子和电场进行控制来实现。
所得到的离子被送至陷入式离子阱，通过对离子的激发和断裂等过程，形成包含多种离子片段的离子质谱图谱。
这些离子片段遵循一定的质量电荷比的规律，可以通过特征峰和离子质量比等独特的质谱性质来鉴别。
将这些片段的数据输入到质谱数据库中，与已知化合物的质谱数据进行比对。
这样，就能够得到混合物中的每个化合物的特定质谱图谱，从而通过质量分析进行结构确认和鉴定。
HPLC-MS/MS技术的优点是明显的，该技术具有高效和灵敏的特点，能够分析非常低的浓度样品成分。
串联质谱原理及应用
串联质谱原理及应用串联质谱（tandem mass spectrometry，简称MS/MS）是一种高效的质谱分析技术，它通过将质谱仪与多级质谱仪相结合，能够实现对复杂样品的高灵敏度、高分辨率的分析。
串联质谱原理及应用广泛应用于生物医学、环境科学、食品安全等领域。
串联质谱的原理是将样品分子经过质谱仪进行离子化，然后通过碰撞诱导解离（collision-induced dissociation，CID）或其他方式将离子进一步解离成多个离子片段。
这些离子片段再经过第二个质谱仪进行质量分析，从而得到更加精确的分析结果。
串联质谱具有许多优点。
首先，它能够提供更高的灵敏度和分辨率，从而能够检测到低浓度物质。
其次，由于离子片段的产生是可控的，因此可以选择性地分析感兴趣的化合物。
此外，串联质谱还可以通过多级碰撞诱导解离（multiple collision-induced dissociation，MCID）的方法，对复杂样品进行更加深入的结构分析。
在生物医学领域，串联质谱被广泛应用于蛋白质组学、代谢组学和药物代谢动力学等研究中。
通过对蛋白质和代谢产物进行串联质谱分析，可以获得它们的精确分子量和结构信息，从而揭示其功能和代谢途径。
此外，串联质谱还可以用于药物代谢动力学研究中，通过分析药物及其代谢产物的质谱图谱，可以了解药物在体内的代谢转化过程、代谢产物的结构以及其对生物体的作用机制。
在环境科学领域，串联质谱被广泛应用于环境污染物的检测和分析。
例如，在水体中存在着各种有机污染物和微量元素等，这些污染物对人类健康和环境造成潜在威胁。
利用串联质谱技术可以对这些污染物进行准确的定量和定性分析，从而为环境保护和治理提供科学依据。
在食品安全领域，串联质谱也发挥着重要作用。
食品中存在着各种农药残留、兽药残留、食品添加剂等有害物质，这些物质对人体健康构成潜在威胁。
利用串联质谱技术可以对食品中的有害物质进行快速、准确的检测和分析，从而保障食品安全。
串联质谱一般扫描模式之精读
齐孟文 中国农业大学
前言
质谱扫描模式实际上就是质谱的分析模式，在 现代的质谱分析中，为了应对复杂的分析任务，一 般多采用多级串联的质谱系统，其按照系统构成和 工作模式可分为空间串联和时间串联两大类型，同 时也包括所述两种类型的杂合系统。 空间串联是两个以上的质量分析器联合使用， 两个分析器间有一个碰撞活化室，目的是将前级质 谱仪选定的离子打碎，由后一级质谱仪分析，而时 间串联质谱仪离子被存储在离子阱中，前一时刻选 定的离子，在离子阱内被打碎，后一时刻再进行分 析。空间串联型质谱分为磁扇型串联，四极杆串联， 混合串联等，尤以三重四极杆质谱应用最为广泛； 时间串联包括离子阱质谱仪，回旋共振质谱仪 。
图.上图是一样品的全扫描质谱，下图是锁定 质荷比为86子离子得到的母离子的质谱图。
【举例】
对羟基苯甲酸甲酯/对羟基苯甲酸乙酯/对羟基 苯甲酸丁酯三种化合物有共同碎片92个，可 进行母离子扫描将其与氨基酸分开。 • 对羟基苯甲酸甲酯：151/136,92 • 对羟基苯甲酸乙酯: 179/136,92 • 对羟基苯甲酸丁酯: 193/136,92
串联质谱的工作流程
质谱信号的三维图像
总离子色谱图（TIC） 经色谱分离流出的组分不断进入质 谱，质谱连续扫描进行数据采集，每一 次扫描得到一张质谱图，将每一张质谱 图中所有离子强度相加，得到一个总的 离子流强度。然后以离子强度为纵坐标， 时间为横坐标绘制的图为总离子色谱图。
提取离子色谱图（EIC）
图.全扫描示意图，可以用Q1或Q3进行扫描，但 用Q3的背景影响较小。
选离子监测（SIM）
通过Q1锁定已知目标离子，q2不打碎全通过，用Q3 实施提取离子色谱图的监测，并用于定量分析。
多反应监测（MRM）
串联质谱
三级四极杆串联质谱
Q1：作为分析器分离出母离子 Q2：作为碰撞室产生子离子 Q3：子离子分析
（a）子离子扫描 （b）母离子扫描 （c）中性丢失扫描 （d）多反应监测
MS1
碰撞室
MS2
Hale Waihona Puke （a）子离子扫描示意图MS1
碰撞室
MS2
（b）母离子扫描示意图
MS1
碰撞室
MS2
（c）中性丢失描示意图
MS1
筹办航空事宜
处
三、从驿传到邮政 1．邮政 (1)初办邮政： 1896年成立“大清邮政局”，此后又设 ， 邮传邮正传式部脱离海关。 (2)进一步发展：1913年，北洋政府宣布裁撤全部驿站； 1920年，中国首次参加 万国。邮联大会
2．电讯 (1)开端：1877年，福建巡抚在 架台设湾第一条电报线，成为中国自 办电报的开端。
出口价格同步变动的现象。与这一现象直接相关的近代事
业是
()
A．电报业
B．大众报业
C．铁路交通业 D．轮船航运业
[解析] 材料主要反映了信息交流的快捷，故选A。
[答案] A
[题组冲关]
3．假如某爱国实业家在20世纪初需要了解全国各地商业信
息，可采用的最快捷的方式是
()
A．乘坐飞机赴各地了解 B．通过无线电报输送讯息
关键词——交通和通讯不断进步、辛亥革命和国民大革命顺应
时代潮流
图说历史
主旨句归纳
(1)近代交通由传统的人力工具逐渐演变为
机械动力牵引的新式交通工具，火车、
汽车、电车、轮船、飞机先后出现。
(2)通讯工具由传统的邮政通信发展为先进
的电讯工具，有线电报、电话、无线电
报先后发明。
液相色谱串联三重四级杆质谱基础知识
数据处理系统 液相色谱
质谱
一 液质联用
液质联用仪的组成
大气 真空系统
液相色 谱
样品入 口
离子化 （离子源 ）
质量分析 器
检测器
数据系 统
质谱部分
一 液质联用
离子源
最常用的离子源-电喷雾离子源（ESI)
干燥 气 四极预 杆
喷雾针装置
喷雾室
毛细 管
一 液质联用
质量分离器
兽药残留最常用的是三重串联四级杆（QqQ）
我们所做的已知化合物，并且有现成 的方法
整个质谱仪的模式图
电喷雾离子源 Q1 q2 Q1 检测器
二 质谱基本原理
质谱：称量离子质量的工具
12 units 0 m/e
二 质谱基本原理
质谱：称量离子质量的工具
12 units 12 m/e
二 质谱基本原理
质谱：称量离子质量的工具
12 units 12 m/e
选择离子流图（SIM)：选取其中几个 特征离子扫描，对保留时间作图，即 得到选择离子色谱图。
三 质谱基本概念
选择离子流图（SIM)：
SIM通过去除本底和其 他无关离子的干扰， 降低噪声，提高选择 性、分辨率和灵敏度， 可使复杂的TIC简化， 对特定化合物的分析 或化合物的分类十分 有用。
三 质谱基本概念
8
9
10 11 12 13 14 15 16
二 质谱基本原理
质谱：称量离子质量的工具
12 units 14 m/e
8
9
10 11 12 13 14 15 16
串联质谱技术的应用综述
《有机结构分析II》串联质谱技术的应用液相色谱-质谱法(LC/MS)将应用范围极广的分离方法与灵敏、专属、能提供相对分子质量和结构信息的质谱法结合起来, 因此已成为一种重要的现代分离分析技术。
虽然与LC相连的单极质谱仪也能够提供相对分子质量的信息, 但不足之处在于基质对待测组分的干扰难以排除及待测组分的结构信息不能充分利用。
液相色谱与串联质谱联用可在一级质谱MS条件下获得很强的待测组分的准分子离子峰, 几乎不产生碎片离子, 并可对准分子离子进行多级裂解, 进而获得丰富的化合物碎片信息, 可用来推断化合物结构, 确认目标化合物, 辨认重叠色谱峰以及在高背景或干扰物存在的情况下对目标化合物定量, 因而成为药物代谢过程和产物研究, 复杂组分中某一组分的鉴定和定量测定, 以及药用植物成分研究中更为强有力的工具。
本文对液相色谱-串联质谱法(LC-MSn)的原理及其在药物代谢方面的应用作简要介绍。
1 串联质谱(MS/MS)基本原理1.1 离子源离子源的种类包括:电子轰击电离(EI)、化学电离(CI)、快原子轰击(FAB)、场电离(FI)和场解吸(FD)、大气压电离源(API)、基质辅助激光解吸离子化(MALDI)和电感耦合等离子体离子化(ICP)等。
现在主要采用大气压离子化技术(API), 包括电喷雾离子化(ESI)、大气压化学离子化(APCI)和大气压光电离化(APPI)。
API 是软电离技术, 通常只产生分子离子峰, 因此可直接测定混合物。
其中,ESI应用十分广泛, 适用于极性、热不稳定、难气化的成分分离分析, 小到无机离子, 大到蛋白质、核酸。
ESI-MS中可以容易地控制碎片的裂解程度。
用串联质谱可以选择特定的离子, 通过碰撞诱导解离(CID)使其碎裂成碎片离子;另一种方法是通过改变锥孔(取样口)电压(源内CID)的方式, 无选择地将源内所有的离子击碎。
1.2 质量分析器及其特点质量分析器是质谱计的核心, 不同类型的质量计其功能、应用范围、原理和实验方法均有所不同。
串连四级杆的扫描模式
扫描
扫描
MS1质量分析器扫描能丢失指定中性碎片的母离子，MS2质量 分析器扫描丢失指定中性碎片的离子，所得到的质谱图是由 MS1扫描的母离子，母离子只能是丢失指定中性碎片的离子
©2006 Waters Corporation
中性碎片丢失扫描质谱图
©2006 Waters Corporation
选择离子监测示意图 (SIR)
Waters 中国有限公司 培训中心
串联四极杆 的扫描模式
扫描类型选择
全扫描 (Full Scan) 子离子扫描 (Daughter Scan) 母离子扫描 (Parent Scan) 中性碎片丢失扫描 (Constant Neutral Loss Scan) 选择离子监测 (SIR) 多反应监测 (MRM)
©2006 Waters Corporation
多反应监测色谱图
©2006 Waters Corporation
MS1 碰撞池 MS2
静态 MS1质量分析器是静态，并且只监测指定的离子
©2006 Waters Corporation
选择离子监测色谱图
©2006 Waters Corporation
多反应监测示意图(MRM)
MS1 碰撞池 MS2
静态
静态
指定的母离子产生一指定的子离子,两个质量分析器都是静态的
waters中国有限公司培训中心串联四极杆的扫描模式扫描类型选择?全扫描fullscan?子离子扫描daughterscan?母离子扫描parentscan?中性碎片丢失扫描constantneutrallossscan?选择离子监测sir?多反应监测mrm?2006waterscorporation全扫描和选择离子监测?全扫描质谱扫描得到一段质量范围从而获得质谱图用于未知物的结构分析用于sir方法的开发以及mrm方法开发寻找母离子最佳电离参数?选择离子监测selectedorsingleionrecording监测单个离子或一系列单个离子目标化合物的跟踪提高采集灵敏度?2006waterscorporationmsms扫描和多反应监测?msms扫描包括子离子扫描母离子扫描和中性丢失扫描子离子扫描常用于mrm方法开发寻找最强碎片离子并确定其最佳碰撞能量及相关质谱参数母离子扫描中性丢失扫描可用来研究结构相似性化合物如具有相同结构碎片或相同结构基团的化合物?多反应监测multiplereactionmonitor监测特定母离子产生特定子离子碎片的化合物目标化合物的跟踪提高采集灵敏度是灵敏度最高的定量采集方式?2006waterscorporation子离子扫描方式示意图ms1碰撞池ms2静态扫描用ms2质量分析器扫描指定母离子的子离子碎片所得到的质谱图只能是由指定母离子经碰撞产生?2006waterscorporation子离子扫描质谱图?2006waterscorporation母离子扫描方式示意图ms1碰撞池ms2扫描静态用ms1质量分析器扫描能丢失指定质谱碎片的母离子所得到的母离子质谱峰一定是能丢失指定质谱碎片的母离子?2006waterscorporation母离子扫描质谱图?2006waterscorporation中性碎片丢失扫描示意图ms1碰撞池ms2扫描扫描ms1质量分析器扫描能丢失指定中性碎片的母离子ms2质量分析器扫描丢失指定中性碎片的离子所得到的质谱图是由ms1扫描的母离子母离子只能是丢失指定中性碎片的离子?2006waterscorporation中性碎片丢失扫描质谱图?2006waterscorporation?2006waterscorporation选择离子监测示意图sirms1碰撞池ms2静态质量分析器是静态并且只监测指定的离子ms1选择离子监测色谱图?2006waterscorpor
串联质谱气相色谱质谱结果解读ppt课件
乙酰乙酸 乙酰CoA
2-甲基-3-氧代 丁酰CoA
X
丙酰CoA
X
甲基丙二酸CoA
蛋氨酸
X 琥珀酰CoA
生物胞素 X
生物素
丙酮酸
X
草酰乙酸
SUCCESS
THANK YOU
2019/8/27
丙酰肉碱增高 （C3、C3/C2）
• 甲基丙二酸血症（常伴Met降低） • 丙酸血症（常伴Gly增高） • 多种羟化酶缺乏症（伴C5-OH显著增高） • 继发于酸中毒
• 戊二酸血症-I型（不伴有其他酰基肉碱增高）
• 戊二酸血症-II型（伴其他多种酰基肉碱增高）
色氨酸
赖氨酸
酵母氨酸
2-氨基已二烯半醛
2-氨基已二半醛
戊二酰CoA 脱氢酶
2-氧代已二酸 戊二酰CoA
戊烯二酰CoA
巴豆酰CoA
戊二酸
GA-I
戊二酰肉碱
3-羟戊烯二 酸
3-羟基异戊酰肉碱增高 （C5-OH、C5-OH/C3）
串联质谱仪：有两个质谱串联而成的二级质谱
串联质谱遗传代谢病检测 样品处理方法-衍生法
3mm(3.2ul全血)血滤纸片（96孔过滤板） 100ul甲醇（含内标），轻摇20min(萃取)
离心至另一96孔聚丙烯板 55℃吹干
60ul盐酸正丁醇，65℃,15min（衍生，丁酯化） 55℃吹干
100ul乙腈：水（80:20）
丁酰肉碱增高 （C4、C4/C3）
• 短链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症 • 乙基丙二酸脑病 • 异丁酰辅酶A脱氢酶缺乏症
异戊酰肉碱增高 （C5、C5/C2）
• 异戊酸血症（尿异戊酰甘氨酸增高） • 继发于丙戊酸类药物使用 • 继发于特戊酸盐类抗生素（头孢类药物）
代谢组学中需要了解的质谱知识丨扫描模式
代谢组学中需要了解的质谱知识丨扫描模式•Fullscan：全扫，代谢组学研究中最常用的数据采集方法，在样品采集过程中碰撞池不加能量或加很小的能量（< 5v="">获得代谢物离子的一级质谱图。
•TargetMS/MS：在此工作模式下，碰撞池施加能量，对选定的目标离子进行二级串联，获得二级质谱图。
目标离子的选择需要手动输入，即需要定义目标离子的质荷比以及保留时间等信息。
•DDA：全称为data dependent acquisition 数据依赖型扫描，此外，IDA（information dependent acquisition），auto-MS/MS 等指的也是这一扫描模式。
在这种工作模式下质谱仪可以自动地在full scan MS和MS/MS采集之间进行切换，即质谱仪可以自动的对目标离子进行碎裂，获取二级质谱图。
与target MS/MS不同的是，目标离子的选择过程是自动的，即研究者需要在样本检测之前就设定一些筛选标准，最常见的筛选条件是设定离子强度强度阈值，选择强度最高的几个离子（T op-n）进行碎裂。
•DIA：全称为data independent acquisition 数据非依赖型扫描，主要包括以下几种技术：all-ion fragmentation（AIF）（热电orbitrap系列质谱），MSall，MSe （沃特世Q-TOF系列质谱）等。
在此工作模式下，碰撞池的能量在低能量和高能量之间切换，低能量获取离子的一级质谱信息，高能量获取离子的二级质谱图。
整个过程也是自动的，与DDA不同的是，该模式不对离子做预先的筛选，即在某一时刻所检测到的所有离子都会被高能量打碎。
•SWATH：全称为sequentical windowed acquisition of alltheoretical fragment ions，属于DIA技术的扩展。
在此工作模式下，扫描范围被划分为以某一固定宽度（如25Da）为间隔的一系列连续的区间，通过高速扫描来获取扫描范围内全部离子的碎片信息。
质谱介绍及质谱图的解析
质谱介绍及质谱图的解析质谱法是将被测物质离子化，按离子的质荷比分离，测量各种离子谱峰的强度而实现分析目的的一种分析方法。
质量是物质的固有特征之一，不同的物质有不同的质量谱——质谱，利用这一性质，可以进行定性分析（包括分子质量和相关结构信息）；谱峰强度也与它代表的化合物含量有关，可以用于定量分析。
质谱仪一般由四部分组成：进样系统——按电离方式的需要，将样品送入离子源的适当部位；离子源——用来使样品分子电离生成离子，并使生成的离子会聚成有一定能量和几何形状的离子束；质量分析器——利用电磁场（包括磁场、磁场和电场的组合、高频电场、和高频脉冲电场等）的作用将来自离子源的离子束中不同质荷比的离子按空间位置，时间先后或运动轨道稳定与否等形式进行分离；检测器——用来接受、检测和记录被分离后的离子信号。
一般情况下，进样系统将待测物在不破坏系统真空的情况下导入离子源（10-6～10-8mmHg），离子化后由质量分析器分离再检测；计算机系统对仪器进行控制、采集和处理数据，并可将质谱图与数据库中的谱图进行比较。
1进样系统和接口技术将样品导入质谱仪可分为直接进样和通过接口两种方式实现。
1.直接进样在室温和常压下，气态或液态样品可通过一个可调喷口装置以中性流的形式导入离子源。
吸附在固体上或溶解在液体中的挥发性物质可通过顶空分析器进行富集，利用吸附柱捕集，再采用程序升温的方式使之解吸，经毛细管导入质谱仪。
对于固体样品，常用进样杆直接导入。
将样品置于进样杆顶部的小坩埚中，通过在离子源附近的真空环境中加热的方式导入样品，或者可通过在离子化室中将样品从一可迅速加热的金属丝上解吸或者使用激光辅助解吸的方式进行。
这种方法可与电子轰击电离、化学电离以及场电离结合，适用于热稳定性差或者难挥发物的分析。
目前质谱进样系统发展较快的是多种液相色谱/质谱联用的接口技术，用以将色谱流出物导入质谱，经离子化后供质谱分析。
主要技术包括各种喷雾技术（电喷雾，热喷雾和离子喷雾）；传送装置（粒子束）和粒子诱导解吸（快原子轰击）等。
串联质谱简介2
分子离子的结构信息。 2) 从干扰严重的质谱中抽取有用数据，大大提高质谱检测的选择性，从而能够测定混合物
中的痕量物质。 3) 可以避免底物分子产生的干扰，显著降低背景音。 4) 可以使分子离子通过与反应气的碰撞来产生断裂。 5) 提供大量结构信息，非常适合与复杂组分体系且干扰严重的样品中低含量组分的分析测
定，具有比 GC-MS 和 LC-MS 等一级质谱更高的选择性和灵敏度。 主要用途：
1.分析小分子，及测试某些蛋白质等生物大分子，还可以直接进行如中草药等混合物成 分的分析；
2.合成药物及天然产物中提取的单体结构分析； 3.中草药及中成药等混合物成分分析； 4.药物代谢产物的分析。 主要规格： AutoSpec Ultima-Tof 磁 质 谱 -飞 行 时 间 串 联 质 谱 仪 ，配 有 电 喷 雾/ 大 气 压化学 电 离 （ESI/APCI)、快原子轰击电离（FAB）以及电子轰击/化学电离（EI/CI）等离子源，能够分 析小分子乃至蛋白质等生物大分子，可直接进行中草药等混合物成分的分析。 主要品牌：Agilent、PerkinElmer、Waters、TheroFisher Scientific、AB SCIEX、岛津，此外， 威斯腾生物实验室提供相关实验的技术支持。
串联质谱简介
定义： 两个或更多的质谱连接在一起，称为串联质谱（MS-MS）。最简单的串联质谱由两个质
谱串联而成，其中第一个质量分析器（MS1）将离子预分离或加能量修饰后由第二个质量分 析器（MS2）分析结果。常见的串联形式有串联四级杆质谱、四级杆离子阱质谱、四级杆/ 磁质谱混合式串联质谱和采用多个扇形磁铁的串联磁质谱。 工作原理：
《现代仪器分析》思考题
《现代仪器分析》思考题《现代仪器分析》思考题1.有机质谱的⽤途（杨松成）a)确定分⼦量b)阐明化合物结构c)确定未知化合物d)对已知化合物进⾏定量2.有机质谱的离⼦源有哪些（杨松成）a)电⼦轰击（EI）b)化学电离（CI）c)场解析（FD）d)电喷雾电离（ESI）e)基质辅助激光解吸附电离（MALDI）f)快原⼦轰击（FAB)g)热喷雾电离（thermospray ionization）3.质量分析器的种类（杨松成）a)磁式分析器b)四级杆分析器c)离⼦阱分析器d)飞⾏时间分析器e)傅⽴叶变换-离⼦回旋共振分析器4.质量数的定义（杨松成）平均质量（average mass）：按元素的平均原⼦质量计算得到的分⼦量(所⽤同位素按权重计算出的平均效应质量)，适⽤于⼤分⼦。
平均质量= ∑（平均原⼦量*原⼦数）精确质量（exact mass）或单同位素质量（monoisotopic mass）：全部元素均按丰度最⾼的天然同位素的质量计算得到的分⼦量，适⽤于较⼩分⼦。
单同位素质量=∑（单同位素原⼦量*原⼦数）名义质量（nominal mass）: 全部元素均按丰度最⾼的天然同位素的质整数量计算得到的分⼦量5.质谱分辨率（杨松成讲义）分辨率是质谱仪对质量的鉴别能⼒，指的是分开两个峰的能⼒。
通常分辨率R定义为：R=M/ΔM对于磁质谱的定义，要求相邻两峰10％峰⾕分开才算真正分开，其分辨率（即M/?M）不随质量变化，所以磁质谱都⽤R＝M/?M来表⽰分辨率。
磁质谱中，R不变，?M是变化的，质量M越⼤，?M越⼤。
所以，磁质谱表⽰分辨率都⽤R，常常可以见到R＝10,000的说法今天我们讨论的有机质谱，都是要求50％峰⾕刚刚分开就算分开，这个定义没有磁质谱严格。
同时，这个分辨率R随质量变化，⽽?M不变，即M越⼩，R越⼩。
因为实际⼯作中很难找到恰好在50％峰⾕分开的峰，所以⼜简化为⽤单峰法表⽰，即测定⼀个峰半峰⾼处的全峰宽Full width half Maximum（简写为FWHM），则分辨率定义为R＝M/FWHM这种定义适⽤于四级杆、离⼦阱和飞⾏时间质谱。
质谱扫描模式
质谱扫描模式--（二）SIM :单离子检测扫描(single ion monitoring)SRM :选择反应检测扫描(selective reaction monitoring)MRM :多反应检测扫描(multi reaction monitoring)质谱都有几种工作模式：（1）Full Scan：全扫描，指质谱采集时，扫描一段范围，选择这个工作模式后，你自己来设定一个范围，比如：150～500 amu。
对于未知物，一定会做这种模式，因为只有Full Scan了，才能知道这个化合物的分子量。
对于二级质谱MS/MS或多级质谱MSn时，要想获得所有的碎片离子，也得做全扫描。
（2）SIM：Single Ion Monitor，指单离子监测，针对一级质谱而言，即只扫一个离子。
对于已知的化合物，为了提高某个离子的灵敏度，并排除其它离子的干扰，就可以只扫描一个离子。
这时候，还可以调整一下分辨率来略微调节采样窗口的宽度。
比如，要对500 amu 的离子做SIM，较高高分辨状态下，可以设定取样宽度为1.0，这时质谱只扫499.5～500.5 amu。
还有些高分辨率的仪器，可以设定取样宽度更小，比如0.2 amu，这时质谱只扫499.9～500.1 amu。
但对于较纯的、杂质干扰较少的体系，不妨设定较低的分辨率，比如取样宽度设为2 amu，这时质谱扫描499～501 amu，如果没有干扰的情况下，取样宽度宽一些，待测化合物的灵敏度就高一些，因为噪音很低；但是有很强干扰情况下，设定较高分辨，反而提高灵敏度信噪比，因为噪音降下去了。
（3）SRM：Selective Reaction Monitor，指选择反应监测，针对二级质谱或多级质谱的某两级之间，即母离子选一个离子，碰撞后，从形成的子离子中也只选一个离子。
因为两次都只选单离子，所以噪音和干扰被排除得更多，灵敏度信噪比会更高，尤其对于复杂的、基质背景高的样品。
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锁 定 一 个 母 打碎（ CID ）， 扫描给定质 离子 并让所有离 量范围的所 子通过 有碎片子离 子 对 与 Q1 保 持 中 性 丢 失 扫 扫 描 所 有 的 打碎（ CID ）， 描 母离子 并让所有离 恒定质量差 子通过 子离子联动 扫描 子离子扫描
全扫描 是指对指定质量范围内的离子扫描 并记录其质谱图，用以确定待分析物的 分子量，并通过库搜索进行定性鉴别的 方法，总是用单个质量分析器完成。
又叫质量色谱图，是由全扫描质谱中提 取一种质量的离子得到的色谱图。利用质量 色谱，可以排除色谱峰共同流出物的影响， 比如通过选择不同质量的离子做质量色谱图， 使正常色谱不能分开的两个峰实现分离，因 此常用质量色谱图进行定量分析。
三重四极杆Q-q-Q质谱的扫描模式
Q1 方式 Q1 全 扫 描 扫 扫 描 一 定 范 描 围内的所有 母离子 选择性单离 锁定一个母 子监测扫描 离子（目标 （SIM） 物） Q2 Q3 不 打 碎 ， 全 全通过 通过 图谱，用途 常规质谱， 了解样品的 基本组分 提 取 离 子 （质量）色 谱图，定量 分析 提 取 离 子 （质量）色 谱图，定量， 有效消除假 阳性
中性丢失扫描
Q1 扫描一定质量范围内的所有母离子， 并输送到q2进行诱导解离，Q3以与Q1保持中 性丢失碎片的固定质量差联动扫描，得到中 性丢失所形成子离子的质谱。该模式可用于 鉴定和确认类型已知的化合物，也可以帮助 进行未知物架构的判定，如 DNA 加合物的确 定等。
综合应用实例
参考文献： 1.张丽芳, 刘元元,
串联质谱的工作流程
质谱信号的三维图像
总离子色谱图（TIC） 经色谱分离流出的组分不断进入质 谱，质谱连续扫描进行数据采集，每一 次扫描得到一张质谱图，将每一张质谱 图中所有离子强度相加，得到一个总的 离子流强度。然后以离子强度为纵坐标， 时间为横坐标绘制的图为总离子色谱图。
提取离子色谱图（EIC）
薛飞群.应用质谱中性丢失扫描鉴定狗血浆中 硝唑尼特Ⅱ相代谢物.质谱学报，2008，29（2） 2. 葛京城，许庆轩，闫 静，陈 键。何滟滪１附子中脂类生物 碱的电喷雾三重四极杆质谱研究.质谱学报，2012，33（2） 3. Multiple reaction monitoring for quantitative biomarker analysis in proteomics and metabolomics. 4. Global Profiling and Novel Structure Discovery Using Multiple Neutral Loss/Precursor Ion Scanning Combined with Substructure Recognition and Statistical Analysis (MNPSS): Characterization of Terpene-Conjugated Curcuminoids in Curcuma longa as a Case Study
图.(a) MRM扫描在三重四级杆质谱中的扫描模式。(b) MRM 在一次操作 中同时对14种不同分析物质的监测图。 /instrument/54-261873-1.html
前体离子（母离子）扫描
连续扫描第一个质量分析器 Q1 ，让各种质荷 比的母离子依次通过Q1，进入q2 并诱导碰撞解离， 同时设定 Q3 锁定特定质荷比的子离子，一经检测 则利用软件回溯该子离子的母离子通过Q1 时的电 压，便可以得到母离子的质荷比，得以扫描记录具 有共同字离子特征母体离子的质谱图，通俗地将就 是一由已知子离子，检测具有这种子离子特征的所 有母离子。该模式是快速筛选化合物的有力手段， 适合筛选结构相似的化合物，主要应用在药物和代 谢研究中。
图. 对羟基苯甲酸甲酯/对羟基苯甲酸乙酯/对羟基苯甲酸丁酯三种化合 物与氨基酸的混合物样品。上图为全扫描质谱图，下图为子离子为92的 母离子扫描的质谱图。
子离子（产物离子）扫描
Q1 锁定某一质荷比为 m/e 的母离子，输 送到q2进行诱导解离，产生的碎片用Q3进行 全扫描，因此得到的是母离子产生的子离子 的质谱图，主要用于母离子的结构分析。
图.全扫描示意图，可以用Q1或Q3进行扫描，但 用Q3的背景影响较小。
选择离子监测（SIM）
通过Q1锁定已知目标离子，q2不打碎全通过，用Q3 实施提取离子色谱图的监测，并用于定量分析。
多反应监测（MRM）
由Q1全扫描确定的质量为m1目标物，经 q2 打碎全通过，在 Q2 做子离子扫描，从子离 子谱中选择特征的子离子 m2，组成离子对实 施 MRM 监测，只有同时满足 m1 和 m2 特征质 量的离子才被监测。这样的质量色谱图经过 了三次选择：即 LC 的保留时间， Q1 选择 m1 和Q2选择m2，其色谱峰被认为不再存在任何 干扰。在MRM模式下，根据色谱峰面积，可 采用外标或内标法进行定量分析。
串联质谱一般扫ห้องสมุดไป่ตู้模式之精读
齐孟文 中国农业大学
前言
质谱扫描模式实际上就是质谱的分析模式，在 现代的质谱分析中，为了应对复杂的分析任务，一 般多采用多级串联的质谱系统，其按照系统构成和 工作模式可分为空间串联和时间串联两大类型，同 时也包括所述两种类型的杂合系统。 空间串联是两个以上的质量分析器联合使用， 两个分析器间有一个碰撞活化室，目的是将前级质 谱仪选定的离子打碎，由后一级质谱仪分析，而时 间串联质谱仪离子被存储在离子阱中，前一时刻选 定的离子，在离子阱内被打碎，后一时刻再进行分 析。空间串联型质谱分为磁扇型串联，四极杆串联， 混合串联等，尤以三重四极杆质谱应用最为广泛； 时间串联包括离子阱质谱仪，回旋共振质谱仪 。
对于空间串联质谱，由于相关事件可以 分别在不同的质谱分析器顺序进行处理，因 此可以实现诸如全扫描，前体离子（母离 子）、产物离子（子离子）和中性丢失等 MS/MS 分析扫描，而时间串联质谱，只能将 待分析的离子储存起来进行顺序处理，一经 扫描检测抛出离子阱后便不能再进行后续处 理，因此单独依靠系统硬件本身不能进行前 体离子扫描及中性丢失扫描，但却可以进行N 级逐个碎裂过程的扫描分析MSn。
图.上图是一样品的全扫描质谱，下图是锁定 质荷比为86子离子得到的母离子的质谱图。
【举例】
对羟基苯甲酸甲酯/对羟基苯甲酸乙酯/对羟基 苯甲酸丁酯三种化合物有共同碎片92个，可 进行母离子扫描将其与氨基酸分开。 • 对羟基苯甲酸甲酯：151/136,92 • 对羟基苯甲酸乙酯: 179/136,92 • 对羟基苯甲酸丁酯: 193/136,92
不打碎，全 实施指定离 通过 子信号强度 随时间变化 的监测扫描 多 反 应 监 测 锁 定 一 个 母 打 碎 （ CID ） ， 选择一个子 （MRM） 离子（目标 并让所有离 离子，实施 物） 子通过 该离子信号 强度随时间 变化的监测
续上
方式 母离子扫描 Q1 Q2 Q3 扫 描 所 有 的 打碎（ CID ）， 锁定一个子 母离子 并 让 所 有 离 离子 子通过 图谱，用途 母离子质谱 图，筛选具 有特征子离 子（结构） 的分子 子离子质谱 图，研究母 离子的结构 特征 中性丢失子 离子质谱图， 筛选具有中 性丢失集团 结构类的分 子