色谱质谱联用技术应用PPT课件
合集下载
相关主题
- 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)。
喷雾气 自HPLC柱出口
喷雾器
流动相+试样离子 试样离子
端盖反相电压
毛细管 热干燥气
CID碰撞区
电喷雾电离源（ESI）特点：
（1）ESI适用于易在流动相中形成离子或极 性较高的化合物。
质谱仪需要在高真空下工作：离子源（10-3 10 -5 Pa ）
质量分析器（10 -6 Pa ） (1) 大量氧会烧坏离子源的灯丝； (2) 用作加速离子的几千伏高压与空气摩擦会引起放电； (复3)杂空化气。会引起额外的离子－分子反应，改变裂解模型，谱图
3.色谱质谱联用技术应用
色谱
优势互补
质谱
良好的分离手段 定性、定结构差
毛细管柱色谱法 填充柱色谱法
高效液相色谱法 薄层色谱法 纸色谱法
柱层析
色谱法适用范围
GC 20%
有机物
HPLC 80%
GC：分子量低于1000，沸点低于350℃、热稳定 HPLC：只需配制成溶液
色谱定性、定量
• 保留时间定性 • 峰高/峰面积定量
1.2质谱基本知识
质谱法：分子受到能量裂解后，形成带电荷 的离子，这些离子按照其质量m和电荷z的比值m/z （质荷比）大小依次排列成谱被记录下来，得到 质谱（MS）。
依据带电荷碎片的质荷比以及对应的相对丰度， 可判断化合物种类，并进行结构推断。
2.1色谱仪
流动相 进样器 色谱柱
检测器
记录仪
色谱体系
流动相
进样器
色谱柱
检测器
ຫໍສະໝຸດ Baidu
记录仪
GC
N2
填充柱-少组分 毛细管柱-多组分
HPLC
水、有机溶剂、 缓冲溶液
C18、C8柱 氨基柱
离子交换柱等
TCD-通用 ECD-电负性物质 FID-碳氢化合物 FPD-含S、P物质
其过程为：选定母离子，进行碰撞诱导裂解， 生成子离子，选定子离子进行扫描，记录离 子流。
如果裂解反应不止一个或选择多个母离子及 子离子，反应监测又称为多反应选择监测 （MRM）
特点：选择性高，排除本底干扰，适合混合 物痕量组分的快速分析。
3.2液相色谱-质谱联用
接口
LC-MS最最关键的技术在于解决高流量的液相色谱系统 和高真空的质谱仪之间的矛盾。
2pg六六六 （290.83）TIC
图
100000 50000
0.1pg六六六SIM图 （m/z181）
0
time
8.300 8.400 8.500 8.600 8.700 8.800
TIC图与SIM图比较
m/z181
（3）选择反应监测（SRM）
是一种串联质谱技术，常在串联四级杆质谱 仪（QqQ）定量分析时使用。
3.2液相色谱-质谱联用
3.2.1接口和离子化方式 接口的作用：将流动相及样品气化、分离
除去大量的流动相分子、完成对样品分子 的电离。 ESI和APCI是液-质联用仪中常用的电离 源。既作为液相色谱和质谱仪之间的接口 装置，同时又是质谱的电离源。
电喷雾电离源（ESI）
一种大气压电离源 主要用于HPLC-MS，既是接口又是质谱的电
（1）全扫描监测（ full scan ）
在色谱连续运行期间，对指定质量范围内
的离子全部扫描并记录，得到是总离子流
色谱图（TIC）。
300000 TIC图
1.Oxamyl 100000 杀线威
50000
质谱图
237(M ＋H)＋
250000 200000 150000 100000 50000
0
色谱质谱联用技术应用
1.1色谱基本知识
利用混合物中各组分物理化学性质和结构上的差异， 使其在两相中进行分离，
检测各组分的组成和含量的方法。
可对混合物进行分离、分析的仪器分析方法
具分离效能高，选择性好、灵敏度高、分析速度快 等优点，其与红外光谱、质谱等手段联用成为 混合物解析的重要手段。
色谱过程
色谱法分类
离源。
ESI+离子肼质谱示意图
电喷雾电离源（ESI）
工作过程：在大气压条件下将样品溶液通过喷雾毛细管 送入离子源内，在高压电场的作用下形成带电微滴。再 用热干燥气吹扫使雾滴中的溶剂蒸发，雾滴体积逐步缩 小，电荷密度骤增，发生库仑爆炸，最终成为去溶剂化 的离子。在毛细管端盖反向电位及真空的吸引下进入毛 细管到达质量分析器。
纯物质 定性、结构鉴定
3.1色谱-质谱联用仪工作原理
1.构成 由色谱仪-接口-质谱仪组成：对于质谱而
言，色谱是其进样系统；对于色谱而言， 质谱是其检测器。
样品
色谱仪
接口
计算机系统
分析结果
色-质联用仪的构成
质谱仪
3.1色谱-质谱联用仪工作原理
2.工作过程 与色谱仪相同，只不过得到的色谱曲
线为质谱信号随时间的变化曲线，其质谱 信号为某一瞬间进入质谱检测器的所有选 定离子或质量范围的离子数的总和。
（2）选择离子扫描（SIM）
指在质谱测定中，质量分析器调节为只传 输一个或数个特征离子的状态，监测所选 质荷比的离子流随时间的变化谱图的方法。
适合监测特定的一个或多个目标物，多用 于定量分析。
优势：有效去除干扰，使目标物凸显出来， 灵敏度大大提高。
（2）选择离子扫描（SIM）
100000 50000 0
1 2
0
100 150
200
2.Methiocarb sulfoxide 甲硫威亚砜 50000
质谱图
0
250
242(M ＋H)＋
100 150
200
250 276(M
3
＋
3.Methiocarb sulfone 20000 甲硫威砜
NH4)
＋
10000
质谱图
0
5
10
100 150
200 250
三种农药的总离子流色谱图及其质谱图
质谱法是有机物鉴定（定性、定结构）四大工 具中灵敏度最高，也是唯一可以直接确定分子式、 相对分子质量的方法。
历史：20世纪初，Thomson发现其原理；60 年代后迅速发展。
特点：应用范围广；灵敏度高，样品用量少；分 析速度快；结构复杂，价格昂贵，对样品有破坏 性。
质谱定性、定结构
横轴表示质荷比（m/z），纵轴表示峰的强度， 它以图中最强的离子峰（基峰）的峰高作为100%， 而以对它的百分比来表示其他离子峰的强度。
DAD-有紫外吸收 RID-通用 FD-荧光物质
2.2质谱仪
按质量分析器分类： 磁质谱 四级杆质谱 离子肼质谱 飞行时间质谱等
进样系统
质谱体系
离子源
质量分析器
检测器
1.气体扩散 2.直接进样 3. 色谱
1.电子轰击 2.化学电离 3.场致电离 4.激光
1.单聚焦 2.双聚焦 3.飞行时间 4.四极杆
喷雾器
流动相+试样离子 试样离子
端盖反相电压
毛细管 热干燥气
CID碰撞区
电喷雾电离源（ESI）特点：
（1）ESI适用于易在流动相中形成离子或极 性较高的化合物。
质谱仪需要在高真空下工作：离子源（10-3 10 -5 Pa ）
质量分析器（10 -6 Pa ） (1) 大量氧会烧坏离子源的灯丝； (2) 用作加速离子的几千伏高压与空气摩擦会引起放电； (复3)杂空化气。会引起额外的离子－分子反应，改变裂解模型，谱图
3.色谱质谱联用技术应用
色谱
优势互补
质谱
良好的分离手段 定性、定结构差
毛细管柱色谱法 填充柱色谱法
高效液相色谱法 薄层色谱法 纸色谱法
柱层析
色谱法适用范围
GC 20%
有机物
HPLC 80%
GC：分子量低于1000，沸点低于350℃、热稳定 HPLC：只需配制成溶液
色谱定性、定量
• 保留时间定性 • 峰高/峰面积定量
1.2质谱基本知识
质谱法：分子受到能量裂解后，形成带电荷 的离子，这些离子按照其质量m和电荷z的比值m/z （质荷比）大小依次排列成谱被记录下来，得到 质谱（MS）。
依据带电荷碎片的质荷比以及对应的相对丰度， 可判断化合物种类，并进行结构推断。
2.1色谱仪
流动相 进样器 色谱柱
检测器
记录仪
色谱体系
流动相
进样器
色谱柱
检测器
ຫໍສະໝຸດ Baidu
记录仪
GC
N2
填充柱-少组分 毛细管柱-多组分
HPLC
水、有机溶剂、 缓冲溶液
C18、C8柱 氨基柱
离子交换柱等
TCD-通用 ECD-电负性物质 FID-碳氢化合物 FPD-含S、P物质
其过程为：选定母离子，进行碰撞诱导裂解， 生成子离子，选定子离子进行扫描，记录离 子流。
如果裂解反应不止一个或选择多个母离子及 子离子，反应监测又称为多反应选择监测 （MRM）
特点：选择性高，排除本底干扰，适合混合 物痕量组分的快速分析。
3.2液相色谱-质谱联用
接口
LC-MS最最关键的技术在于解决高流量的液相色谱系统 和高真空的质谱仪之间的矛盾。
2pg六六六 （290.83）TIC
图
100000 50000
0.1pg六六六SIM图 （m/z181）
0
time
8.300 8.400 8.500 8.600 8.700 8.800
TIC图与SIM图比较
m/z181
（3）选择反应监测（SRM）
是一种串联质谱技术，常在串联四级杆质谱 仪（QqQ）定量分析时使用。
3.2液相色谱-质谱联用
3.2.1接口和离子化方式 接口的作用：将流动相及样品气化、分离
除去大量的流动相分子、完成对样品分子 的电离。 ESI和APCI是液-质联用仪中常用的电离 源。既作为液相色谱和质谱仪之间的接口 装置，同时又是质谱的电离源。
电喷雾电离源（ESI）
一种大气压电离源 主要用于HPLC-MS，既是接口又是质谱的电
（1）全扫描监测（ full scan ）
在色谱连续运行期间，对指定质量范围内
的离子全部扫描并记录，得到是总离子流
色谱图（TIC）。
300000 TIC图
1.Oxamyl 100000 杀线威
50000
质谱图
237(M ＋H)＋
250000 200000 150000 100000 50000
0
色谱质谱联用技术应用
1.1色谱基本知识
利用混合物中各组分物理化学性质和结构上的差异， 使其在两相中进行分离，
检测各组分的组成和含量的方法。
可对混合物进行分离、分析的仪器分析方法
具分离效能高，选择性好、灵敏度高、分析速度快 等优点，其与红外光谱、质谱等手段联用成为 混合物解析的重要手段。
色谱过程
色谱法分类
离源。
ESI+离子肼质谱示意图
电喷雾电离源（ESI）
工作过程：在大气压条件下将样品溶液通过喷雾毛细管 送入离子源内，在高压电场的作用下形成带电微滴。再 用热干燥气吹扫使雾滴中的溶剂蒸发，雾滴体积逐步缩 小，电荷密度骤增，发生库仑爆炸，最终成为去溶剂化 的离子。在毛细管端盖反向电位及真空的吸引下进入毛 细管到达质量分析器。
纯物质 定性、结构鉴定
3.1色谱-质谱联用仪工作原理
1.构成 由色谱仪-接口-质谱仪组成：对于质谱而
言，色谱是其进样系统；对于色谱而言， 质谱是其检测器。
样品
色谱仪
接口
计算机系统
分析结果
色-质联用仪的构成
质谱仪
3.1色谱-质谱联用仪工作原理
2.工作过程 与色谱仪相同，只不过得到的色谱曲
线为质谱信号随时间的变化曲线，其质谱 信号为某一瞬间进入质谱检测器的所有选 定离子或质量范围的离子数的总和。
（2）选择离子扫描（SIM）
指在质谱测定中，质量分析器调节为只传 输一个或数个特征离子的状态，监测所选 质荷比的离子流随时间的变化谱图的方法。
适合监测特定的一个或多个目标物，多用 于定量分析。
优势：有效去除干扰，使目标物凸显出来， 灵敏度大大提高。
（2）选择离子扫描（SIM）
100000 50000 0
1 2
0
100 150
200
2.Methiocarb sulfoxide 甲硫威亚砜 50000
质谱图
0
250
242(M ＋H)＋
100 150
200
250 276(M
3
＋
3.Methiocarb sulfone 20000 甲硫威砜
NH4)
＋
10000
质谱图
0
5
10
100 150
200 250
三种农药的总离子流色谱图及其质谱图
质谱法是有机物鉴定（定性、定结构）四大工 具中灵敏度最高，也是唯一可以直接确定分子式、 相对分子质量的方法。
历史：20世纪初，Thomson发现其原理；60 年代后迅速发展。
特点：应用范围广；灵敏度高，样品用量少；分 析速度快；结构复杂，价格昂贵，对样品有破坏 性。
质谱定性、定结构
横轴表示质荷比（m/z），纵轴表示峰的强度， 它以图中最强的离子峰（基峰）的峰高作为100%， 而以对它的百分比来表示其他离子峰的强度。
DAD-有紫外吸收 RID-通用 FD-荧光物质
2.2质谱仪
按质量分析器分类： 磁质谱 四级杆质谱 离子肼质谱 飞行时间质谱等
进样系统
质谱体系
离子源
质量分析器
检测器
1.气体扩散 2.直接进样 3. 色谱
1.电子轰击 2.化学电离 3.场致电离 4.激光
1.单聚焦 2.双聚焦 3.飞行时间 4.四极杆