超快速三重四极杆液质联用仪LCMS-8030特点及应用资料

1 (IC) 8
IC: 离子导入部分的内切圆
离子传输质量范围: 四极杆 < 六极杆 < 八极杆 离子聚焦能力 : 四极杆 > 六极杆 > 八极杆
10
MRMs分析状态下的质谱仪工作流程
为分析物 1 / 碎片 1 设定 Q1, 碰撞室和 Q2 电压
等待片刻 (切换时间或扫描延迟时间)
监测碎片1的信号 (驻留时间)
监测碎片2的信号(驻留时间)
监测碎片2的信号(驻留时间)
11
延迟时间（Pause Time）
传统的RF电压切换方式
RF 稳定时间 2.5 msec. 离子强度稳定时间约3 msec.
LCMS-8030采用的超快速RF电压 切换方式
RF 稳定时间 0.4 msec.
离子强度稳定时源自文库小于1 msec.
12
驻留时间（Dwell Time）
Ch1 Ch1 Vol. Data
Ch2 Ch2 Ch1 Ch1 Vol. Data Vol. Data
Ch2 Ch2 Vol. Data
延迟时间 驻留时间
实际离子强度
如果采用较短的延迟时间:
重现性更好
如果采用较长的延迟时间:
重现性变差。
关键技术
• 实现高速离子传输的碰撞室 加速离子在碰撞室内的传输从而实现更快的MRM测定
0
1.00
1.25
1.50
1.75
2.00
min
16
出色的线性
Conc. ng/mL
0.0058 0.0108 0.0477 0.0907 0.4708 0.9702 4.9995 9.6907 49.9108 100.4682
Accuracy (%) 116.35 109.37 95.38 90.55 94.15 97.02 99.98 96.92 99.83 100.48
超快速三重四极杆液质联用仪 LCMS-8030特点及应用
岛津国际贸易（上海）有限公司 分析仪器市场部 莫海清 8/23/2019
对于三重四极杆液质联用仪的要求及应用领域
灵敏度 重现性 速 度 稳定性 操作简便 高性价比
药物研发
生命科学
分子成像
纳米技术
化工 食品安全
法医学
环境
新能源
HV power supply(-)
0
-2
-4
negative ion mode
-6
5 msec/div
Ionization HV cable probe
专利申请中: PCT/JP2005/016526
18
超快速MRM和超快速极性切换技术的融合
Ch1 Data
Ch2 Vol.
Ch2 Data
Ch26 Data
延迟时间 3msec 1.0 驻留时间 3msec
SHIMADU LCMS-8030
0.5
0
1.00
1.25
1.50
1.75
2.00
min
x106 2.0
Dummy transition
1.5
m/z 470.0 >165.0
1.0
200
x 10,000
100
<0.003%
0.5
0
1.50
1.75 min
LCMS-8030
High voltage [kV]
高压电源响应时间
400msec
6 4 2 0 -2 -4 -6
100 msec/div
HV power supply(+)
HV power supply(-)
positive
ion mode
6
4
2
15msec
High voltage [kV]
HV power supply(+)
Total interval:
0.185 sec
Q3 scan;
0.06 sec
CNLS, m/z 500-600, 6000 u/sec
NL 161 u;
0.025 sec
NL 175 u;
0.025 sec
NL 145 u;
0.025 sec
NL 159 u;
0.025 sec
NL 189 u;
扫描速度[u/sec]
10000
1.传统方法
15,000 u/s
15000
26
超快速扫描技术
马修图
原有技术: U/V常数控制
专利申请中: PCT/JP2008/001282
新技术: U/V (RF增益)控制
新技术: RF偏置控制
27
扫描功能
扫描方式 Q1全扫描 Q3全扫描 子离子扫描
母离子扫描
中性丢失扫描
607.5
611.3
610.0
612.5
LCMS-8030
m/z
3,000amu/sec
m/z
500amu/sec
m/z
Result from Vender X
31
中性丢失扫描
Ma+ Mb+ Mc+
MS1 Scan
[Ma-m]+
m
CID
[Mb-n]+
n
[Mc-m]+
m
Collision Cell RF only + Ar
29
母离子扫描
Ma+ Mb+ Mc+
MS1 Scan
CID
Collision Cell RF only + Ar
m+
MS2 Set
Detector
Ma+
m+
Mc+
30
m/z
扫描速度比较
在不同的扫描速度下没有质量偏
差！
Inten. (x100,000)
2.0
609.3
1.5
6,000amu/sec
1 ms 1 ms 15 ms 0.09 s
19
数据采集点数最大化
数据采集时间的优化- “MRM 同步”
仅在保留时间窗口范围内采集目标化合物的数据。从而大幅提高了多组分同时分析 时的数据采集点数，有助于提高重现性。
100
50
0
0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 min
MS2 Scan
Detector Ma+
[Ma-m]+
Mc+
m [Mc-m]+
m
32
m/z
参数设置
33
各种中性丢失基团研究
compound 6 compound 7
Q3 SCAN TIC
NL 161 u NL 175 u NL 145 u NL 159 u NL 189 u
Flow rate:
0.5 mL/min
0.025 sec
compound 6
Inten.(x1,000,000)
2.0
527
Q3 SCAN
1.0
545
571 0.0
200
300
400
500
600
700
800
900 m/z
Inten.(x100,000)
1.0
527
NL 161 u
545
0.0
200
300
400
500
• 快速响应的四极杆质量过滤器(Q1和Q3) 延迟时间最小化以获得更好的重现性
LCMS-8030 融合上述关键技术，即便是正负极性同时测定条 件下，也可以实现更快速的MRM测定。
14
无需妥协!!
阿普唑仑
%RSD: 1.92
%RSD: 0.79
%RSD: 0.48
15
什么是串扰?
x106 2.0
维拉帕米 1 μg/mL 1.5 m/z 455.2 >165.0
(x1,000,000)
7.5 TIC 226.9
5.0 271.1
1. 传统方法 15,000 u/s
TIC 3.0 226.8
270.9
2.0
2:BPA 2. 超快速扫描技术 15,000 u/s
2:E2
2.5
1:BPA 1:E2
1.0
0.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0
1.0
0.5
0.0 605.0
607.5
Inten. (x100,000)
610.0
612.5
3.5 3.0
609.3
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
611.1
0.0
607.5
610.0
612.5
Inten. (x100,000) 3.5
3.0
609.2
2.5 2.0
1.5
1.0
0.5
0.0 605.0
机械泵
40
260
L/S
L/S
UFsweeperTM 碰撞室
4th : 3 x 10-3 Pa
检测器
210 由一个机械泵和一个三级差动涡轮分子泵 L/S 构成的四级真空体系
6
离子可以飞多快?
离子源
Q阵列
八极杆 1
1米
Q1 预四极 Q1 后四极 Q1
Q3 预四极 Q3
除溶剂单元
透镜
U = 10 V
八极杆 2
22
传统的MRM事件时间设置方式
数据采集周期 最大 0.662s 316 种化合物
%RSD 平均 12.3%
驻留时间 1msec
延迟时间 1msec
23
MRM同步设置的优势
数据采集周期 最大 0.116s 43 种化合物
%RSD 平均 3.4%
驻留时间 1msec
延迟时间 1msec
24
316种农药: MRM同步测定
为分析物 1 / 碎片 2 设定 Q1, 碰撞室和 Q2 电压
等待片刻
(切换时间或扫描延迟时间)
为分析物 2 / 碎片 1 设定 Q1, 碰撞室和 Q2 电压
等待片刻
(切换时间或扫描延迟时间)
监测碎片1的信号(驻留时间)
为分析物 2 / 碎片 2 设定 Q1, 碰撞室和 Q2 电压
等待片刻
(切换时间或扫描延迟时间)
Q1 扫描a 通过所有离子b 设定d
扫描a
扫描a
Q2 碰撞室
通过所有离子b
通过所有离子b
离子碎裂c, 然后通过所有碎 片
离子碎裂c, 然后通过所有碎 片
离子碎裂c, 然后通过所有碎 片
Q3 通过所有离子b 扫描a 扫描a
设定d
扫描a
注: 扫描a: 全扫描或选择离子传输 通过所有离子b 或碎片: 在设定的质荷比范围内通过所有离子或碎片 离子碎裂c: 通过与氩气碰撞使离子碎裂 设定d: 设定通过特定质荷比的离子
3.5
106 point
3.0
2.5
%RSD 0.45%
2.0
1.5
Area 1,155,794
1.0
0.5
0.0 4.25
Height 329,294
4.50
25
超快速扫描技术
根据扫描速度和 m/z 两者设置适用于四极杆的电压，使用这种革新方法将灵敏度
的损失降至最低。
(x100,000)
专利申请中: PCT/JP2008/001282
通过Pseudo potential（赝势）梯度快速传输离子
赝势横截面图
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
-1.0
-3 -2 -1
0
入口端
出口端
mm
1
2
3
离子
赝势与离子极性无关
9
岛津碰撞室技术
r0: RF离子导入部分的内圆半径 V0: RF 电压 n: 离子导入部分的电极数目
简化方程:
Pseudo-potential；V*(r) ∝
%RSD (n=6) 7.75 3.36 3.11 1.43 0.79 1.29 0.31 0.70 0.58 0.40
孔雀石绿
17
超快速极性切换技术
高压电源
实现高速极性切换
LCMS-2010
switch(+)
ionization probe
ON switch(-)
OFF
HV power supply(+) HV power supply(-)
Q阵列
八极杆 1
Q1 预四极 Q1 后四极 Q1
Q3 预四极 Q3
除溶剂单元
透镜
八极杆 2
碰撞室
检测器
离子在碰撞室内与气体(氮气或者氩气)碰撞后失去动能 在极端情况下, v = 0 cm/ms 如果碰撞室内没有某种方式给离子加速的话，飞行时
间会增加到50ms。
8
岛津碰撞室技术
UFsweeperTM 碰撞室技术
碰撞室
检测器
基本电荷: z = 1.602 x 10-19 As 加速电压: U = 10 V 离子质量: m = 300 g x mol-1 / 阿伏加德罗常数
v = 9130 km/h = 8 马赫 = 253 cm/ms
理论上, 通过MS/MS离子光学系统的时间大约是0.4 ms。
7
瓶颈
离子源
NEG Ch27Ch27 Vol. Vol. Data
Ch1 POS Ch1 Ch1 Vol. Vol. Data
驻留时间 延迟时间
极性切换时间
数据采集周期
数据采集周期 （Loop Time）
厂家
Shimadzu
型号
LCMS-8030
最小驻留 时间
最小延迟 时间
正负极性切换 时间
数据采集周期
(30 通道正负 离子测定)
电子
2
仪器尺寸 (mm) 长: 1180 高: 560 宽: 530 重量: 130 Kg
3
4
LCMS-8030的离子路径
离子源
Q阵列
八极杆 1
Q1 预四极 Q1 后四极 Q1
Q3 预四极 Q3
除溶剂单元
透镜
八极杆 2
大气压
1st 真空室: 100
to 200 Pa
2nd : 5 Pa
3rd : 0.1 Pa
0.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0
1.4
使用更高的扫描速度，灵敏度没有损失。
1.2
1
0.8
2.超快速扫描技术 15,000 u/s
峰高归一化 125 u/sec
0.6 0.4 0.2
0 0
low:BPA low:E2 UF:BPA UF:E2
5000
嘧菌胺
相同MRM事件时间
(x100,000) 224.00>42.15(+)
3.0
2.5
15 point
2.0
%RSD 5.94%
1.5
1.0
Area 1,176,956
0.5
0.0 4.25
Height 316,707
4.50
MRM 同步
(x100,000) 4.0 224.00>42.15(+)