质谱基础理论和仪器结构介绍-TSQ Quantum
质谱的原理和仪器
为提高仪器的分辨率，质量分析器除了采用一个扇形 磁场外，还加上一个扇形电场即静电分析器形成了双 聚焦质量分析器。
24
�
静电场的作用：离子束经静电场的偏转后，离子按能 量的大小顺次排列。加速后的离子在静电分析器中作 圆周运动，所受的向心力由离子所受的电场力提供：
mv 2 zeE= re
E 为静电分析器两极间的电位差 re 为离子在静电分析器中作圆周运动的半径。 因此，静电场可看作是一个能量分析器。静电场有方 向聚焦作用，也有能量色散作用。
�
合并上述两式，消去v,可得：
1 2mV r= ( ze ) B
1/2
公式5
V加速电压固定，通过B(磁场强度)的扫描，顺次记录下 各质荷比离子的强度，从而得到所有m/z离子的质谱图。
�
不同质量的离子具有不同的轨道半径，质量越大，其轨 道半径也越大。这意味着磁场有质量色散能力,可以单独 用作质量分析器。
27
2．四极质量分析器(quadrupol mass analyzer)(quadrupole mass filter)
�
四极质谱仪的质量分析器是由四根棒状电极组 成，两对电极中间施加交变射频场，在一定射频 电压与射频频率下，只允许一定质量的离子通过 四极分析器而到达接收器。
28
图4 四极质量分离器
6
主要过程
�
� �
�
) 在离 高真空度下 (10-5～10-8Torr ), 高能电子束 (10-70 eV eV) 子源内激发样品的气态分子，分子失掉一个电子形成分子 离子 [M]+。 电子束获得的能量还能使分子离子进一步裂解，生成较小 质量的碎片离子和中性碎片。 离子都被静电压 V 加速，然后进入与运动方向相垂直,强度 ) 分开并按质荷比大小 为 H 的磁场。将离子按质荷比 (m/e m/e) 排列成谱图形式。 离子飞行方向依 m/e 的大小而偏转 ，其关系为：
质谱分析课件
质谱分析课件质谱分析课件质谱分析是一种基于质谱仪的分析技术，广泛应用于化学、生物、环境等领域。
它通过测量样品中离子的质量和相对丰度，获得样品的化学组成和结构信息。
本文将介绍质谱分析的基本原理、仪器构成以及应用领域。
一、基本原理质谱分析的基本原理是将样品中的分子或原子离子化，然后通过质谱仪对离子进行分析。
离子化的方法有多种，常见的有电子轰击离子源和化学离子源。
电子轰击离子源是利用高能电子轰击样品分子，使其电离形成离子；化学离子源是利用化学反应将样品分子转化为离子。
离子化后，离子被加速器加速，然后通过质量分析器进行分离和检测。
二、仪器构成质谱仪由离子源、质量分析器和检测器组成。
离子源负责将样品中的分子或原子离子化，常见的离子源有电子轰击离子源和化学离子源。
质量分析器负责对离子进行分离，常见的质量分析器有磁扇形质量分析器、四极质量分析器和飞行时间质量分析器等。
检测器负责检测离子的信号，并将信号转化为电信号输出。
三、应用领域质谱分析在化学、生物、环境等领域有着广泛的应用。
1. 化学领域质谱分析在化学领域中被广泛应用于物质的结构分析和组成分析。
通过质谱分析，可以确定有机物的分子结构和分子量，从而帮助化学家进行合成和鉴定。
此外，质谱分析还可以用于分析无机物和金属离子，有助于研究其性质和反应机理。
2. 生物领域质谱分析在生物领域中的应用非常广泛。
它可以用于蛋白质组学研究，通过质谱分析可以鉴定蛋白质的氨基酸序列和修饰，从而揭示蛋白质的功能和调控机制。
此外，质谱分析还可以用于代谢组学研究，通过分析代谢产物的质谱图谱，可以了解生物体内代谢途径的变化和代谢产物的积累情况。
3. 环境领域质谱分析在环境领域中被广泛应用于环境污染物的监测和分析。
通过质谱分析，可以对大气、水体和土壤中的有机污染物和无机污染物进行定性和定量分析，从而评估环境的污染程度和污染源。
此外，质谱分析还可以用于环境样品的溯源和污染物的迁移转化研究。
四、总结质谱分析是一种重要的分析技术，具有高灵敏度、高分辨率和高特异性等优点。
TSQ Quantum Access MAX 三重四极杆质谱仪
TSQ Quantum Access MAX 三重四极杆质谱仪TSQ Quantum Access MAX 三重四极杆质谱仪是一种LC-MS/MS仪器，具有出色的灵敏度、特异性和灵活性，检测质量数高达3000，可满足广泛的定量和定性需求。
Thermo Scientific TSQ Quantum Access MAX 三重四极杆质谱仪。
三重四极杆质谱仪的原理单四极杆质谱分析仪（A）和三重四极杆质谱仪（B）示意图。
四极杆分析仪是一种通过利用振荡电场中的轨迹稳定性来根据离子的质量比（m/z）分离离子的设备。
如图上图A中所示，四极杆由四个平行的金属杆组成，每个相对的带点杆连接在一起。
施加射频（RF）电压到一对杆上，施加直流电（DC）到另一对杆上。
对于给定的RF和DC组合，只有具有特定m/z比的离子才能显示稳定的轨迹并到达检测器。
由于振荡幅度是规定的，其他离子无法通过杆。
通过固定比率连续改变电压，可以将具有不同m/z值的离子一个接一个地传输到检测器，利用Mathieu微分方程进行数学建模。
三重四极杆质谱仪的原理类似于单重四极杆质量分析仪。
第一四极杆（Q1）和第三四极杆（Q3）由DC和RF电势控制，第二四极杆（Q2）（碰撞池）仅承受允许所有离子通过的RF电势。
在TSQ质量分析器中，Q1和Q3是四极，而Q2是方形四极。
在Q2中，离子通过亚稳态离子的单分子分解或通过碰撞诱导解离（CID）裂解，其中离子与碰撞池中存在的中性碰撞气体（例如氮气或氩气）发生相互作用。
在碰撞中，一些动能转化为内能，从而导致键断裂和分子裂解成较小的碎片。
这些碎片离子可以通过Q3进行测量。
TSQ Quantum Access MAX 三重四极杆质谱仪通常配备有液相色谱（LC）。
将样品注入LC色谱柱，分离成各组分。
组分从液相色谱柱中洗脱出来，然后进入质谱仪进行分析。
TSQ质谱仪由离子源、离子光学器件、质谱分析仪和离子检测系统组成。
离子源TSQ质谱仪有多种电离模型，包括电喷雾电离（ESI）、加热电喷雾电离（H-ESI）、纳米喷雾电离（NSI）、大气压光电离（APPI）或大气压化学电离（APCI）。
气相色谱质谱仪的结构和基本原理
一、气相色谱质谱仪的定义气相色谱质谱仪是一种高效、高灵敏度的分析仪器，结合了气相色谱和质谱两种分析技术，能够对样品中的化合物进行分离和鉴定。
它在环境监测、药物分析、食品安全等领域有着广泛的应用。
二、气相色谱质谱仪的结构1. 气相色谱部分气相色谱部分主要包括进样系统、色谱柱、色谱炉、检测器等组成。
进样系统用来引入样品，色谱柱用于分离混合物中的成分，色谱炉用来加热和蒸发样品，检测器用来检测色谱柱输出的化合物。
2. 质谱部分质谱部分主要包括离子源、质量分析器和检测器。
离子源用来将化合物转化为离子，质量分析器用来对这些离子进行分析，检测器则用来检测质谱输出的信号。
3. 数据处理系统数据处理系统用来接收、处理和输出色谱和质谱的数据，包括化合物的质谱图和色谱图等。
三、气相色谱质谱仪的基本原理1. 气相色谱原理气相色谱利用气体流动的作用将混合物中的成分分离开来。
当样品进入色谱柱后，不同成分会根据其在色谱柱固定相上的分配系数不同而在色谱柱中移动，最终被分离出来。
2. 质谱原理质谱是利用化合物在电场作用下产生碎片离子，并根据这些离子的质量比进行分析。
质谱仪会将化合物转化为带电离子，然后通过电场和磁场对这些离子进行分析，最终得到质谱图谱。
3. 联用原理气相色谱质谱联用仪将气相色谱和质谱联接在一起，样品首先经过气相色谱的分离，然后进入质谱进行离子化和分析，最终得到色谱和质谱的数据。
通过联用，可以更加准确地对化合物进行分析和鉴定。
四、气相色谱质谱仪的应用气相色谱质谱仪在环境监测、药物分析、食品安全等领域有着广泛的应用。
在环境监测中，可以用来分析空气中的挥发性有机物；在药物分析中，可以用来鉴定药物中的杂质和成分；在食品安全领域，可以用来检测食品中的农药残留和添加剂。
五、气相色谱质谱仪的发展趋势近年来，随着科学技术的不断进步，气相色谱质谱仪在分析性能、数据处理和操作便捷性方面都有了很大的提升。
未来，气相色谱质谱仪将更加智能化，分析速度将更快，分辨率将更高，对于微量成分的分析将更加准确。
赛默飞TSQ Quantum液相色谱质谱联用仪操作规程
TSQ Quantum Ultra EMR液相色谱质谱联用仪操作规程一、开机1.打开质谱电源开关至ON状态，打开真空开关电源至ON状态；2.用放电针堵上离子传输毛细管；3.真空开关开启约一小时后，打开电子开关电源；4.打开数据处理系统，即打开计算机；5.计算机与仪器通讯正常后，双击桌面TSQ Tune图标，打开调谐界面，点击心形图标，选择Vacuum项，检查仪器真空状态，当真空度低于5×10-6Mpa时，进行参数的优化；6.质谱仪信号稳定以后，打开液相色谱泵、自动进样器开关；7.待各模块指示灯显示正常后，双击桌面Chomeleon图标,打开液相色谱软件。
二、化合物ESI/MS质谱条件优化1.在TSQ Tune软件中，打开优化界面；并开启扫描模式；2.连接管路，选择合适浓度待测化合物经注射泵注入质谱；3.设置扫描参数；4.调整离子源参数，使目标化合物达e6以上（负离子模式e5以上）；5.分别在MS Only、MS+MS/MS下进行优化；6.优化结束后, 选择Accept;并选择Save tune as 进行保存。
三、建立仪器方法打开TraceFinder软件，新建仪器方法，分别点击Chomeleon、TSQ Quantum按钮对液相色谱、质谱条件按标准进行设置。
四、样品序列建立及样品分析在TraceFinder系统主界面，选择Acquisition，进入界面后选择Setup,设置样品分析批顺序，点击运行。
五、定量数据处理1.在TraceFinder系统主界面，选择Method Development,新建Master Method 数据处理方法；2. 在TraceFinder系统主界面，选择Analysis,新建New Batch批添加数据文件；3.双击File name下的Unknown1，添加要处理的数据文件，设置样品类型、级别后，点击提交按钮。
六、报告生成点击Method View-Reports,选择报告类型，点击Report View查看报告七、关机1.在TSQ Tune界面，将质谱设置为待机Standby状态，关闭质谱软件；2.在Chomeleon界面，关闭液相流速，关闭液相色谱软件；3.先关闭质谱电子开关、再关闭真空开关；4.大约3分钟后关闭质谱主电源开关，5.关闭液相软件各部分模块电源。
质谱的原理和仪器构造
单聚焦质量分析器 -- 使用扇形磁场。 双聚焦质量分析器 -- 使用扇形磁场及 扇形电场。 这二种质量分析器曾经是有机质谱的主 体，现仍在继续发挥重要作用。
工作原理：在离子源中形成的各种(正)离子都被加速电压加速，而获得动能：
d. 色谱进样系统
用于 GC-MS,HPLC-MS,CE-MS
2.电离和加热室 (离子源)
被分析物质在这里被电离，形成各种离子。不 同性质的样品需用不同的电离方式。为使生成 的离子到达质量分析器，在离子源的出口施加 一个高电压即加速电压，对离子进行加速。不 同的分析器有不同的加速电压。
离子源的种类很多，主要有电子轰击电离源 （ EI）,化学电离源（ CI）,场致电离源 （ FI）,场解吸电离源（ FD）,快原子轰击源 （FAB）,激光解吸电离源（ LD）,热喷雾电离 源（ TS）,电喷雾电离源（ ESI）,大气压化 学电离源（ APCI）,基质辅助激光解析电离源 （ MALDI）等。
为提高仪器的分辨率，质量分析器除了采用一 个扇形磁场外，还加上一个扇形电场，静电分 析器(electrostatic analyser,ESR),又称静 电场，形成了双聚焦质量分析器。
静电场的作用：一束有一定能量分布的离子束，
经静电场的偏转后，离子按能量的大小顺次排
列。因此静电场可看作是一个能量分析器。静
公式3所描述的是理想情况。事实上，离子在 加速前，其动能并非绝对为零，而是在某一较 小的动能值之内有一个分别。同一质量的离子， 由于初始动能略有差别，加速后的速度也略有 差别，因此它们经静磁场偏转后不能准确地聚
焦于一点，也就是说静磁场具有能量色散作用。
于Thermo Fisher Scientific TSQ Quantum液质联用仪 说明书
打开数据处理系统，即打开计算机和打印机；双击桌面图标，打开Quantum Tune MasterIon Gauge Pressure打开液相部分各模块电源。
双击桌面图标，打开面，将质谱设置为待机关闭液相部分各模块电源。
双击桌面图标，打开Tune MasterCompound Optimization WorkspaceA. 优化模式MS OnlyJ. 扫描模式Define scan3.A. Surveyor (Accela) pump4. TSQ Quantum3.B. Surveyor (Accela) AS3. 洗脱方法3. A,B,C,D流动相溶剂名称Sequence 的样品，单击按钮, 设定样品运行结束后仪器状态, OK, 开始进样分析单击按钮, 空格中输入要运行的样品范围点击按钮进行界2.A. 样品类型2.B. 文件名称2.C. 文件保存路径2.D. 分析方法2.E. 样品位置2.F. 进样体积定量数据处理菜单2.A. 定义色谱方法2.B. 定义定量方法2.B. 外标法2.B. 内标法2.A. LC组分识别Identification3.A. 扫描方法Filter3.A. 保留时间time3.B. Name下拉菜3.C.Detection3.C.积分参数O K3.D.列表3.E.Calibration菜单3.F. 内标物ISTD3.G. Target compounds栏3.H. Cal Level列3.H. Amount列检查序列表中是否有工具栏1. Xcalibur页1. Sequence Setup选择该标准样品对应的Cal Level 点击保存序列快捷图标;数据批处理Batch Reprocess 标; 项下Peak Integration, Quantitation, 8. Batch Reprocess 9. Xcalibur Roadmap 主页定量结果浏览器9. 打开序列9. Show All sample types样品报告生成在定量结果浏览界面上捷图标在样品报告Sample Reports 9. 结果表格9. 可按样品类型分类显示1. 报告设置Dialogue 标5. Add 3. Proc Meth 7. 保存序列快捷图标。
赛默飞TSQ Quantum液相色谱质谱联用仪操作规程
TSQ Quantum Ultra EMR液相色谱质谱联用仪操作规程一、开机1.打开质谱电源开关至ON状态，打开真空开关电源至ON状态；2.用放电针堵上离子传输毛细管；3.真空开关开启约一小时后，打开电子开关电源；4.打开数据处理系统，即打开计算机；5.计算机与仪器通讯正常后，双击桌面TSQ Tune图标，打开调谐界面，点击心形图标，选择Vacuum项，检查仪器真空状态，当真空度低于5×10-6Mpa时，进行参数的优化；6.质谱仪信号稳定以后，打开液相色谱泵、自动进样器开关；7.待各模块指示灯显示正常后，双击桌面Chomeleon图标,打开液相色谱软件。
二、化合物ESI/MS质谱条件优化1.在TSQ Tune软件中，打开优化界面；并开启扫描模式；2.连接管路，选择合适浓度待测化合物经注射泵注入质谱；3.设置扫描参数；4.调整离子源参数，使目标化合物达e6以上（负离子模式e5以上）；5.分别在MS Only、MS+MS/MS下进行优化；6.优化结束后, 选择Accept;并选择Save tune as 进行保存。
三、建立仪器方法打开TraceFinder软件，新建仪器方法，分别点击Chomeleon、TSQ Quantum按钮对液相色谱、质谱条件按标准进行设置。
四、样品序列建立及样品分析在TraceFinder系统主界面，选择Acquisition，进入界面后选择Setup,设置样品分析批顺序，点击运行。
五、定量数据处理1.在TraceFinder系统主界面，选择Method Development,新建Master Method 数据处理方法；2. 在TraceFinder系统主界面，选择Analysis,新建New Batch批添加数据文件；3.双击File name下的Unknown1，添加要处理的数据文件，设置样品类型、级别后，点击提交按钮。
六、报告生成点击Method View-Reports,选择报告类型，点击Report View查看报告七、关机1.在TSQ Tune界面，将质谱设置为待机Standby状态，关闭质谱软件；2.在Chomeleon界面，关闭液相流速，关闭液相色谱软件；3.先关闭质谱电子开关、再关闭真空开关；4.大约3分钟后关闭质谱主电源开关，5.关闭液相软件各部分模块电源。
TSQ Quantum 液质联用仪使用手册
赛默飞世尔科技（上海）有限公司 2007.5
1
目录
第一章 简介
1.1 ESI 或 APCI 哪个更适合分析样品？ 1.2 如何将样品引入质谱仪 1.3 使用何种缓冲溶液 1.4 不同液相色谱流速下如何调整质谱工作参数
第二章 ESI/MS/MS 模式下调谐校准质谱仪 2.1 设置直接进样法引入样品 2.2 调谐校准设置 2.3 使用 ESI 源形成稳定的离子束 2.4 ESI/MS 模式下的检验操作 2.5 ESI/MS/MS 正离子模式下自动调谐校准 2.6 ESI/MS/MS 负离子模式下自动调谐校准 2.7 调谐校准后冲洗系统
在 APCI 模式下，LC 系统流入质谱仪的流动相的流速范围为 0.2 到 2 mL/min。请参考的表 1-2。用户 可以在正负两种模式下使用 APCI 源。在正离子模式下，带有碱基的分子会产生强的离子流。带有酸性基 团的分子，如羧酸和酸式醇，在负离子模式下可产生强的离子流。虽然通常产生的负离子数量比正离子的 数量要少一些，但是，负离子模式是更特殊的。这是因为负离子模式下产生的化学噪音通常低于正离子模 式。因此，在负离子模式下的信噪比要好于正离子模式下的。
4
在分析大分子量的蛋白质或肽时，由于多电荷被测离子的存在，所以所得到的质谱图通常由一系列峰组成。 ESI 过程受雾滴尺寸、表面电荷、液体表面张力、溶剂挥发性和离子溶解强度的影响。具有较大表面张
力、低挥发能力、较强的离子溶解强度、低表面电荷数和高电导率的大雾滴会阻碍产生良好的电喷雾。 混合有机-水溶剂体系，包括有机溶剂，如甲醇、乙腈和异丙醇比单独的水溶液更适合 ESI 源。挥发性酸
附录 2 仪器方法建立指南 ........................................................................................................................B-1 附录 3 微流操作.........................................................................................................................................C-1
五种常见质谱仪
五种常见质谱仪质谱仪是一种产生离子并根据质荷比（m/z）分离离子的仪器。
质谱仪的组件包括离子源、质量分析仪器、检测器和真空系统。
目前已经开发出各种质谱仪来满足不同的需求。
TSQ Quantum Access MAX三重四极杆质谱仪Thermo Scientific TSQ Quantum Access MAX 三重四极杆质谱仪。
TSQ Quantum Access MAX三重四极杆质谱仪由Thermo Scientific公司推出，通常配备有液相色谱（LC）。
该质谱仪配备有质量数高达3,000 的，可定义定时SRM、定量增强的数据依赖 MS/MS（QED-MS/MS）、快速的正/负模式切换以及全面的专用软件。
TSQ Quantum Access MAX三重四极杆质谱仪可以提供出色的灵敏度、特异性和灵活性，满足广泛的应用需求，例如制药、环境、食品安全、临床研究和法医学等。
Orbitrap Fusion Lumos 三合一质谱仪Orbitrap Fusion Lumos 三合一质谱仪。
Thermo公司的Orbitrap Fusion Lumos Tribrid质谱仪，可用于高级蛋白质组学、代谢组学和生物医学分析。
这款高性能质谱仪包含三个质谱仪，四极杆、轨道阱和线性离子阱（LIT）。
它具有新型高灵敏度的 API 接口、先进的四极杆技术、高磁场Orbitrap分析仪和双压力线性离子阱，可用于多种应用，包括翻译后修饰（PTM）分析，蛋白质定量，完整蛋白质分析和小型分子分析。
Agilent 6540 超高解析度四级杆－飞行时间质谱仪（Q-TOF）Agilent 6540 超高解析度四级杆－飞行时间质谱仪（Q-TOF）。
Agilent 6540 超高解析度四级杆－飞行时间质谱仪（Q-TOF）结合了四极杆和飞行时间技术。
该仪器采用Agilent 喷射流技术、离子束压缩（IBC）、增强镜技术（EMT）和MassHunter工作站数据挖掘工具，可提供出色的灵敏度、动态范围、同位素保真度、质量精度和分辨率，满足客户各种需求。
MS基本原理与仪器结构
E: 所有质谱峰对应的是离子电信号强度和离子应在的m/z位置而非真实的离子强度和离
子.
F: 棒状谱(centroidal peak)
20G19:/1高2/2斯6 峰(gauss peak)
3
质谱分析法－基本原理及仪器结构
棒状峰
2019/12/26
蛋白质 高斯状峰 4
质谱分析法－基本原理及仪器结构
2019/12/26
12
质谱分析法－基本原理及仪器结构
2019/12/26
13
质谱分析法－基本原理及仪器结构
例：要鉴别N+2（m/z为28．006）和CO+（m/z为 27．995）两个峰，仪器的分辨率至少是多少? 在某质谱 仪上测得一质谱峰中心位置为245u，峰高5％处的峰宽为
0.52u，可否满足上述要求？
2、离子化
在离子化室，组分分子被一束加速电子碰 撞（能量约70eV），撞击使分子电离形 成正离子；
M —— M+ + e 或与电子结合，形成负离子
M + e —— M—
2019/12/26
7
质谱分析法－基本原理及仪器结构
3、离子也可因撞击强烈而形成碎片离子：
4、荷电离子被加速电压加速，产生一定的 速度v，与质量、电荷及加速电压有关：
质谱分析法－基本原理及仪器结构
基本原理：使待测的样品分子气化， 用具有一定能量的电子束（或具有一定 能量的快速原子）轰击气态分子，使气 态分子失去一个电子而成为带正电的分 子离子。分子离子还可能断裂成各种碎 片离子，所有的正离子在电场和磁场的 综合作用下按质荷比（m/z）大小依次排 列而得到谱图。
2019/12/26
质谱图上信号的强度，与达到收集极上的离子数目成正 比。
Thermo TSQ Quantum液质联用仪操作规程
打开数据处理系统，即打开计算机和打印机；双击桌面图标，打开Quantum Tune MasterIon Gauge Pressure打开液相部分各模块电源。
双击桌面图标，打开面，将质谱设置为待机关闭液相部分各模块电源。
双击桌面图标，打开Tune Master Compound Optimization Workspace C, G. 优化参数列表D, H. Start 按钮(优化结束后变为Accept 按钮)E. 优化模式MS+MS/MSA. 优化模式MS Only F. Num product 列J. 扫描模式Define scanI. 保存质谱方法Save tune as 3.A. Surveyor (Accela) pump 4. TSQ Quantum 3.B. Surveyor (Accela) AS 3. A,B,C,D 流动相溶剂名称3. 洗脱方法Sequence 的样品，单击按钮, 设定样品运行结束后仪器状态, OK, 开始进样分析单击按钮, 空格中输入要运行的样品范围点击按钮进行界2.A. 样品类型2.B. 文件名称2.C. 文件保存路径2.D. 分析方法2.E. 样品位置2.F. 进样体积定量数据处理菜单2.A. 定义色谱方法2.B. 定义定量方法2.B. 外标法2.B. 内标法2.A. LC组分识别Identification3.A. 扫描方法Filter3.A. 保留时间time3.B. Name下拉菜3.C.Detection3.C.积分参数O K3.D.列表3.E.Calibration菜单3.F. 内标物ISTD3.G. Target compounds栏3.H. Cal Level列3.H. Amount列检查序列表中是否有工具栏1. Xcalibur页1. Sequence Setup选择该标准样品对应的Cal Level 点击保存序列快捷图标;数据批处理Batch Reprocess 标; 项下Peak Integration, Quantitation, 8. Batch Reprocess 9. Xcalibur Roadmap 主页定量结果浏览器9. 打开序列9. Show All sample types样品报告生成在定量结果浏览界面上捷图标在样品报告Sample Reports 9. 结果表格9. 可按样品类型分类显示1. 报告设置Dialogue 标5. Add 3. Proc Meth 7. 保存序列快捷图标。
TSQ_Quantum_液质联用仪使用手册
2
5.5 Xreport 第六章 仪器维护
第三章 ESI/MS/MS 模式下优化目标化合物的质谱条件 3.1 ESI 模式下过定量环引入样品 3.2 ESI/MS/MS 模式下优化目标化合物的质谱条件 3.3 ESI/MS/MS 模式下自动优化目标化合物的质谱条件
第四章 使用 Tune Master 采集 ESI/MS/MS 数据 4.1 ESI 模式下通过手动定量环引入样品 4.2 SRM 扫描模式下采集 ESI/MS/MS 数据
向废液，以避免由于带有不希望有的样品物质对质谱仪造成的不必要的沾污。 • 使用不带六通阀的LC系统。为减少LC系统的空体积，LC系统可以直接连接至离子源。
使用 LC/MS 进行分析时，样品注射至 LC 柱，然后分离成不同的组分。不同组分从 LC 柱流出，进 入质谱仪进行分析。使用直接注射或者流动注射分析时，在样品进入质谱仪前，样品组分没有经过色谱 分离。随后从质谱仪得到的数据被 Xcalibur 系统存储并处理。
6.1 Surveyor As 自动进样器 6.2 Surveyor LC Pump 液相泵 6.3 Surveyor PDA 二极管阵列检测器 6.4 TSQ Quantum 6.5 机械泵
附录 1 溶液配制........................................................................................................................................A-1
MS-基本原理与仪器结构(2)
2019/7/5
12
质谱分析法－基本原理及仪器结构
2019/7/5
13
质谱分析法－基本原理及仪器结构
例：要鉴别N+2（m/z为28．006）和CO+（m/z为 27．995）两个峰，仪器的分辨率至少是多少? 在某质谱 仪上测得一质谱峰中心位置为245u，峰高5％处的峰宽为
0.52u，可否满足上述要求？
线射入质量分析器。离子加速电压值因质量分析
器不同而不同。
离子化的方法下面进一步介绍。
2019/7/5
28
质谱分析法－基本原理及仪器结构
离子化的方法
电子轰击电离 Electron Impact Ionization, EI
化学离子化 Chemical Ionization, CI
场电离，场解吸 Field Ionization FD, Field Desorption FD 快原子轰击 Fast Atom Bombardment, FAB
质谱计框图
进样系统
真空系统
加速区
2019/7/5
计算机数据 处理系统
离子源 质量分析器
产生气相离子
按离子的质量与 电荷比分离离子
检测器
离子转换成电信号
6
质谱分析法－基本原理及仪器结构
1、进样 化合物通过汽化引入离子化室；
2、离子化
在离子化室，组分分子被一束加速电子碰 撞（能量约70eV），撞击使分子电离形 成正离子；
5、加速离子进入一个强度为H的磁场，发
生偏转，半径为：
r mv
(2)
zH
将（1）（2）合并：
m H 2r2
(3)
Z 2V
当 r 为仪器设置不变时，改变加速电压或磁
液相色谱-质谱联用仪的原理及应用讲解
电子轰击电离源 EI
EI源应用最为广泛，特别是气相色谱-质谱联用仪中应用最多的 离子源，它主要用于挥发性样品的电离。 原理：由进样系统进入的气体样品到达离子源，与灯丝发出的 电子发生碰撞使样品分子电离。
电子轰击电离源示意图
10
化学电离源 CI
CI源原理：利用反应气体的离子和样品分子发生分子-离子反应 而生成样品分子离子。
特点： 1）检测离子的质荷比范围非常宽； 2）灵敏度高，适合于作串联质谱的第二级； 3）扫描速度快，适合研究极快过程。
19
离子阱质量分析器
离子阱与四极质量分析器的原理 类似，当高频电压幅值和高频电 压频率固定为某一值时，只能使 某一质荷比的离子在阱内一定轨 道上稳定旋转，改变端电极电压， 不同m/z离子飞出阱到达检测器。
只有在足够高的真空下，离子才能从离子源到达检测 器，真空度不够则灵敏度低。
6
进样系统
进样系统是将分析样品引入到离子源的装置。 进样方式：
1 直接进样 2 仪器联用的进样 （GC、LC、CE）
7
仪器联用的进样
色谱-质谱联用仪的接口和色谱仪组成了质谱的进样 系统。 接口应满足：1. 接口的存在既不破坏离子源的高真空，也不
电子倍增器示意图
21
数据处理系统
质谱仪都配有完善的计算机系统，不仅能快速准确的采集数据 和处理数据，而且能监控质谱仪各单元的工作状态，实现质谱 仪的全自动操作，并能代替人工进行化合物的定性和定量分析。
22
质谱谱图
质谱图：
质荷比：
峰： 离子丰度： 基峰：
以检测器检测到的离子信号强度为纵坐标，离子 质荷比为横坐标所作的图就是质谱图。
基质辅助激光解析电离源示意图
MALDI适用于生物大分子，如肽类，核酸类化合物。可得到 准分子离子峰，碎片离子和多电荷离子较少.
液相色谱-质谱联用仪的原理及应用讲解
质谱的工作要求高真空系统 液相色谱一般在常压下工作
LC-MS联用首先要 解决的问题是真空 的匹配。
除了真空匹配之外，液质联机技术发展可以说就是接口 技术的发展。
28
液相色谱-质谱联用接口的发展
20世纪70年代 20世纪80年代 20世纪90年代
直接液体导入接口（DLI） 移动带技术（MB）
热喷雾接口（TS） 粒子束接口（PB） 快原子轰击接口（FAB）
16
磁质量分析器
磁质量分析器是根据离子束在一定场强的磁场中运动时，其运动 的曲率半径与离子的质荷比和加速电压有关。是质谱仪中最早使 用的质量分析器。分为单聚焦磁质量分析器和双聚焦磁质量分析 器。
单聚焦磁质量分析器示意图
双聚焦磁质量分析器示意图
特点：单聚焦磁质量分析器分辨率低，双聚焦磁质量分析器分
辨率很高。
31
热喷雾接口 TS
TS： 喷雾探针取代直接进样杆，流动相经过喷雾针 时被加热到低于完全蒸发点5-10℃，体积膨胀 后以超声速喷出探针形成雾状混合物。
优点：可适应较大流速和含水较多的液相流动相。 缺点：分子量局限于200-1000u的化合物；
对热稳定性较差的化合物有比较明显的分解作 用。
32
粒子束接口 FB
来源于自然界中 同位素
m/z
24
质谱中的离子
分子离子：
样品分子失去一个电子而形成的单电荷离子，它 代表样品的分子量。
准分子离子：
指与分子存在简单关系的离子，通过它也可以确 定分子量。液质中最常见的准分子离子峰是 [M+H]+，[M-H] – ，[M+Na]+等。
碎片离子：
分子离子或准分子离子裂解生成碎片离子，碎 片离子还可能进一步裂解成质量更小的碎片离 子，碎片离子是解析质谱图，推断分子结构的 重要信息。
质谱的原理及结构
利用GC-MS和LC-MS技术对大气、水体和土壤中的污染物进行监测和分析，如多环芳烃、农药残留和重金属等。
https://
2023 WORK SUMMARY
THANKS
感谢观看
REPORTING
02
四极杆质量分析器
通过四根平行放置的金属杆施加射频电压，形成振荡电场，使带电离子
在电场中振荡并通过出口缝隙。具有扫描速度快、质量范围宽等优点。
03
飞行时间质量分析器
将带电离子加速到相同动能后，在无场空间内自由飞行。不同质荷比的
离子飞行时间不同，从而实现分离。具有分辨率高、质量范围宽等特点。
检测器
特点
分辨率高，适用于高精度质谱分析；但扫描速度慢，对磁场稳定性要求高。
四极杆质量分析器
原理
通过四根平行放置的电极杆施加射频电压，形成高频电场。不同质量的离子在电 场中振荡频率不同，从而实现质量分离。
特点
结构简单，扫描速度快；但分辨率相对较低，适用于快速、高通量的质谱分析。
飞行时间质量分析器
原理
离子在加速电场中获得相同动能后， 在无场漂移区飞行。不同质量的离子 飞行时间不同，从而实现质量分离。
超临界流体色谱-质谱联 用（SFC-MS）
利用超临界流体作为流动相，结合质谱进行 检测，适用于中等极性和非极性化合物的分 析。
毛细管电泳-质谱联用 （CE-MS）
毛细管电泳法将样品中的各组分分离，结合 质谱进行检测，适用于带电粒子的分析。
应用实例：药物分析、环境监测等
药物分析
利用LC-MS技术对药物进行定性和定量分析，包括药物代谢产物、杂质和药物制剂中的成分等。
检测器与数据处理
检测器类型及工作原理
质谱仪器及技术简介
质谱分类
质谱结构图
进样系统 储物罐，LC，
GC，进样 杆，流动注 射，样品盘
离子源 EI,CI,ESI,ICP
FAB,DESI
质量分析器 四极杆，四极 离子阱，飞行 时间，磁质谱
检测器 电子倍增器， CCD阵列检测 器，感应电荷
检测器
数据采集及分 析
集成电路板
高真空腔
涡轮分子泵
PC
机械泵
质谱仪主要工作过程：
大多数高效液相色谱的组分是非挥发性的或热分 解性的，这使得由液相转化为气相的任务更具有 挑战性，尤其是要保证组分的完整性。
最常用的三种连接方式是热喷雾(TSP）法、电喷 雾（ESI）法和大气压电离（APCI）法。
LC-MS联用仪主要由液相色谱单元、接口（含离子源）、质 量分析器、真空系统和计算机数据处理系统等组成。如图：
真空度低会使本底增高干简单的说就是利用hplc的分离技术将混合的东西分离成单一的物质依次进入质谱打成碎片然后从物质的结构分析可以大体判断键的断裂方式然后通过质荷比对照相应的对照图大概判断碎片的分子结构从而来对未知物质做定性但是质谱并不是百分百的确定结构要准确的确定物质结构还要做很多其他的东西比如核磁液相色谱单元在lcms联用仪中液相色谱系统与传统的液相色谱仪组成相同只是检测器是由质谱单元组成其要求液相色谱泵能在较低流速下提供流量准确稳定的流动相以保证实验结果的稳定性和重现性
进样，储气罐可加热至 200℃。此进样方式一般
用于石油工业、环保等领域。
b. 注射泵进样系统 用于 ESI(电喷雾电离源) 和 APCI(大气压化学电
离源）的直接进样。
c. 色谱进样系统 用于 GC-MS,HPLC-MS,CE-MS
离子源
电子轰击电离 源（ EI）工作
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
6
小于 10mM； （注：三氟醋酸，三乙胺都不推荐使用）
离子透镜系统各部分的作用 （1） 离子传输毛细管：传输离子，去除未气化溶剂，保护真空 （2） Tube Lens：离轴设计，与流速，温度，质量数有关，需要优化；上面加有和
离子相同极性的电压，控制离子束偏转角度 （3） Skimmer：分离中性杂质与离子，分隔真空腔内前级真空和高真空区域 （4） S-Lens：在聚焦并传输离子过程中实现溶剂蒸汽脱除，降低质量歧视效应 （5） 预四极杆 Q00&Q0：传输离子 （6） 透镜 L0、L1 组、L2 组、L3 组：真空与射频电场隔离；聚焦并传输离子
与 LC 相连接的电离源主要为大气压电离源（API，Atmospheric Pressure Ionization），包 括：雾电离源（ESI，Electrospray Ionization） 主要特点：
离子在液相状态形成 对热不稳定化合物首选 对中高极性化合物首选 可形成多电荷离子，分析蛋白质、多肽等大分子物质 最佳使用流速: 200 - 400ul/min 一般来说,流速越高，需要越高的毛细管温度和气体流速。 在离子源中，设计了两路气体帮助样品电离，分别为内层的鞘气（Sheath Gas）和外 层可加热的辅助气（Auxiliary Gas），如下图：
鞘气和辅助气示意图 两路气体均为氮气，其作用分别为：
鞘气：帮助液滴挥发，产生离子； 辅助气：帮助液滴挥发，产生离子；离子导向作用，聚焦离子 此外还有一路反吹气（Sweep Gas），平时可以不开，当液相流动相中添加有难挥发 性盐时，可打开该气体（通常设为 2-5），其作用是避免难挥发性盐进入毛细管，残 留导致毛细管赌塞，如下图
APCI 源的操作条件参考值
4
大气压光学电离源（APPI，Atmospheric Pressure Photo Ionization） 主要特点：
离子在气相状态形成 适合化学结构中有发色团的化合物
流动相的注意事项 常用试剂： （1）水相 （2）有机相（甲醇，乙腈） 常用添加剂及其量： （1） 酸：甲酸或冰醋酸，加入量小于 1%（V/V）； （2） 碱：氨水，加入量小于 1%（V/V）；胺类试剂（如甲酸胺、乙酸胺），加入量
3
HESI-II 源的操作条件参考值
反吹气示意图
大气压化学电离源（APCI，Atmospheric Pressure Chemical Ionization） 主要特点：
离子在气相状态形成 对易挥发、热稳定的化合物首选 对中低极性化合物首选 只可形成单电荷离子，可分析小分子化合物 最佳使用流速: 500 µL/min 一般来说，高流速需要更高的鞘气和辅助气流量，但不需要提高毛细管温度。
第一章 基础理论
基本名词 三重四极杆质谱仪的结构及介绍 三重四极杆质谱仪的扫描模式 基本名词 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（base peak）：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。 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。 同位素（Isotopes）：具有相同质子数，不同中子数的同一元素的不同核素。 总离子流谱图（TIC，Total Ion Chromatogram）：对一定质荷比范围内的离子流总和 进行连续检测与记录的色谱图。 提取离子流谱图（EIC，Extracted Ion Chromatogram）：对某一质荷比的离子流进行连 续检测与记录的色谱图。 分辨率：质谱图上两个相邻离子峰分离的程度 （如下图）
三重四极杆质谱仪的结构及介绍
1
TSQ Quantum Access MAX 和 TSQ Quantum Ultra 的基本结构
TSQ Vantage 的基本结构 基本组成部分包括： （1） 离子源（Ion Source） （2） 离子透镜系统（Ion Optics）：离子传输毛细管（Capillary），Tube Lens&Skimmer
质量分析器 三重四极杆质谱仪的质量分析器为四极杆，Q1 和 Q3 为主四极杆，Q2 为碰撞池
四极杆的基本工作原理：在四根电极杆上施加射频及直流复合电压形成电场，使待 测离子成为谐振离子顺利地通过四极杆被检测（而其他非待测离子变得不稳定，成 为非谐振离子，不能顺利地通过四极杆而不被检测），如下图：
5
碰撞池：90º 弯曲，去除中性干扰，待测物的母离子与碰撞气（氩气）分子发生碰撞 产生碎片子离子。 检测器 工作过程：待测离子打到打拿极上产生更多的粒子，这些粒子再打击电子倍增器， 使后者溅射出电子，电子通过电子倍增器的放大，转换为电信号被检测。 三重四极杆质谱仪的扫描模式
（TSQ Vantage 为 S-Lens），预四极杆 Q00&Q0，透镜 L0、L1、L2、L3 （3） 质量分析器：四极杆（Quadrupole） （4） 检测器（Detector）：电子倍增器，打拿极 以下分别介绍各部分的作用及特点 离子源
2
作用：（1）将中性的待测物电离为带电荷的离子； （2）真空过渡； （3）去除多余的溶剂； （4）去除干扰。