高级物理化学实验讲义-液质联用

高级物理化学实验讲义

实验项目名称：L C Q-F l e e t液质联用仪的原理、实验技术及应用姓名: 张诗群学号：130420123 指导教师：谢莉莉

成绩评定：评阅教师：

日期：2012 年6 月17 日

一、实验目的

1.掌握L C Q-F l e e t液质联用仪基本原理。

2.熟悉该仪器的各部分的功能，并能进行简单的进样操作及

控制软件的使用。

3.初步使用该仪器的数据处理软件，对得到的较简单实验谱

图进行正确的判断及归属。

二、实验原理

1. 质谱简化流程：

2. LCQ-fleet的结构示意图。

3. 质谱相关名词

质荷比（m/z）：以原子质量单位表示的离子质量与其电荷数的比值。

基峰：在质谱图中，指定质荷比范围内强度最大的离子峰称作基峰。

总离子流谱图（TIC）：对质荷比（m/z）在一定范围内的离子电流总和进行连续检测与记录的谱图。

原子质量单位（u）：用来衡量原子或分子质量的单位，它被定义为碳12原子质

量的1/12。

4.离子的产生

离子源类型：

1.Electrospray Ionization (ESI) 电喷雾电离- 大多数情况下是液态过程。

2.Atmospheric Pressure Photo-Ionization（APCI）大气压下化学电离-气

相过程。

3.Atmospheric Pressure Photo-Ionization（APPI）大气压下光离子化-气相

过程。

离子源作用：

1.去溶剂

2.真空过渡

3.离子化

4.去除干扰

5. 电喷雾（ESI）电离过程

6. ESI离子化特点：

1. 软电离方式，一般得到分子离子峰，如M+H+，M+Na+，M-H+;

2. 液态电离方式，流速耐受有限（＜250 ul/min）；

3. 可在常温下进行，热不稳定化合物首选；

4. 可产生多电荷离子；有利于大分子化合物（如蛋白和多肽）的分析；

5. 适用于强极性化合物；

6. 灵敏度高；

7. 大气压化学离子化（APCI）电离过程

8. 大气压化学离子化（APCI）电离过程

通过电晕放电离子化

大气压化学电离有三个过程：

1. 在高压电极作用下，氮气载气和气化的液相色谱溶剂发生反应，产生预反应离子。

2. 通过一系列复杂反应，预反应离子与溶剂分子反应形成溶剂离子H3O+和CH3OH+。

3. 溶剂离子与被分析物分子反应，在正电离模式下，形成正的分子离子；在负的电离模式下，形成负的分子离子。

9. APCI离子化的特点：

1. 软电离方式，一般得到与溶剂中相似的准分子离子峰，如+H+、-H+。不同的是由于APCI电离过程中溶剂传递电荷所以更容易产生溶剂簇离子。

2. 只能产生单电荷离子。

3. 电离过程需要高温，适合于热稳定化合物。

4. 气态电离方式，可以承受更高的流速（50-2000µL/min）、缓冲盐浓度和复杂基质。

5. 适合于更低极性的化合物（药物，农药，类固醇及含氮染料）。

6. 分子量<1200 Da。

10. ESI和APCI优点对比。

ESI 1. 离子在液态产生

2. 有益于热不稳定化合物的分析

3. 有益于中等到高等极性化合物的分析

4. 有益于大分子（蛋白/多肽）

APCI 1. 离子在气态产生

2.不利于热不稳定化合物的分析

3.适合小分子（类固醇，甾体化合物）

4.适合含有发色基团的化合物（APPI）

三、应用案例设计

四、实验步骤

1.配制好样品，等待测试。

2.打开仪器，设置好实验参数。

3.等仪器都准备就绪时，手动进样。

4.进样后，按照规定的实验方法操作计算机处理数据，当出现明显的强峰或者离子响应度足够的时候停止实验。

5.设定仪器进水速度，对仪器进行洗涤。

6.实验完成后，打印实验谱图。

7.按相应的顺序关仪器。

7.处理数据。

五、分析数据

根据所得的图谱可知，扫描结束时的离子响应度为2×104，符合要求，而扫描的质量范围在350-700之间，我们最终得到的两个较明显的峰分别为518.31和540.25。这两个峰分别为对应的化合物加上一个氢峰和钠峰后显示的峰值，所以可推断测定的化合物如下：

六、实验注意事项

样品量：固体或液体0.1~1mg，溶液浓度为10~20μmol/L，至少为ng/mL。

样品成份：请标明内容物的大致成份和相对含量。尽可能提供样品的结构式、分子量或所含官能团，以便选择电离方式；如有特殊要求者，请提供具体实验条件。样品内容物：易燃、易爆、毒害、腐蚀性样品必须注明。不含金属离子、表面活性剂、磷酸盐等不挥发盐，否则会毁坏离子源。pH值范围在5~7，样品中严禁含有无机或有机强酸、强碱。

液相色谱-质谱联用时，所有缓冲体系一律用易挥发性缓冲剂，如乙酸、醋酸铵、氢氧化四丁基铵等配成。凡要求定量分析者请提供标准对照品。

七、思考题

1. 简述LCQ-Fleet液质联用仪中两种离子源—ESI源与APCI源的优、缺点。答：ESI的优点： 1. 离子在液态产生

2. 有益于热不稳定化合物的分析

3. 有益于中等到高等极性化合物的分析

4. 有益于大分子（蛋白/多肽）

缺点：1. 软电离方式，一般得到分子离子峰。

2. 液态电离方式，流速耐受有限（＜250 ul/min）；

3. 适用于强极性化合物；

APCI的优点：1. 离子在气态产生

2.不利于热不稳定化合物的分析

3.适合小分子（类固醇，甾体化合物）

4.适合含有发色基团的化合物（APPI）

缺点：1.有限的结构信息

2.易发生热裂解

3.低质量时化学噪声大

4.不适合做分子量大于1000的化合物