质谱联用仪组成及原理高效液相色谱一质谱联用仪

离子阱由一个双曲线表面的中心环形电极和上下两个 端电极间形成一个室腔（阱）。直流电压和高频电压加在 环形电极和端盖电极之间，两端电极都处于地电位，在适 当条件（环形电极半径、两端电极的距离、直流电压、高 频电压）下，由离子源（EI或CI）注入的特定m/z的离子 在阱内稳定区，其轨道振幅保持一定大小，并可长时间留 在阱内，反之不稳定态离子（未满足特定条件者）振幅很 快增长，撞击到电极而消失，质量扫描方式和四极滤质器 相似，即在恒定的直流交流比下扫描高频电压以得到质谱 图。
液相色谱-质谱联用技术 在药品质量控制中的应用
天津市药品检验所 吴燕
一、液相色谱-质谱联用技术介绍
1、概述
高效液相色谱一质谱联用法(High Performance Liquid Chromatography—MassSpectrometry， HPLC—MS)是一种将待测样品通过液相色谱分离后，流 出液经接口部分或全部进入离子源。所产生离子在加速 电压的作用下，进入质谱质量分析器，按照离子的质荷 比大小分离并列谱的分析方法。HPLC—MS适用于极性 强、挥发度低、分子量大及热不稳定的混合有机物体系。
具有更广阔的应用前景 。
2、液相色谱-质谱联用技术的特点
高效液相色谱是以液体溶剂作为流动相的色谱技术， 一般在室温下操作，可以直接分析不挥发性化合物、极 性化合物和大分子化合物（包括蛋白、多肽、多糖、多 聚物等），分析范围广，而且不需衍生化步骤。
质谱是化合物(或单质)固有特性之一，不同的化合物 除一些异构体外，均有不同的质谱，利用这一性质可进 行定性分析。
3.3.1 四极杆质量分析器
仪器由四根截面为双曲面或圆形的棒状电极组成，两 组电极间施加一定的直流电压和频率为射频范围的交流电 压。
当离子束进入筒形电极所包围的空间后，离子作横向 摆动，在一定的直流电压、交流电压和频率，以及一定的 尺寸等条件下，只有某一种（或一定范围）质荷比的离子 能够到达收集器并发出信号（这些离子称共振离子），其 他离子在运动的过程中撞击在筒形电极上而被“过滤”掉， 最后被真空泵抽走（称为非共振离子）。
ESI的适用范围：中等极性或极性有机分子，配合物， 蛋白质，多肽，糖蛋白，核酸及其他多聚物。
（2）离子喷雾离子化( ISI)工作原理
与ESI基本相同，但液滴的形成借助气流雾化的帮助。
（3）大气压化学电离(APCI)工作原理
APCI是由ESI派生出来的，它是利用大气压下电晕放 电来产生反应离子，这些反应离子再与样品分子发生离子 分子反应，从而产生样品分子的带电离子或加合离子被质 谱检测。
率高，大大增强了分析的灵敏度和稳定性。
（1）电喷雾离子化(ESl)工作原理
样品溶液从毛细管流出时，在电场的作用下喷射形 成带电雾状微液滴，在加热条件下，液滴内溶剂蒸发，液 滴直径不断变小，使表面电荷密度不断增加，当达到雷利 限度，即表面电荷所产生的库仑斥力与液滴的表面张力相 等或超过时，液滴即爆裂，从而产生更小的液滴。此过程 不断重复，直到液滴变得足够小，表面电场足够强，最终 把样品离子从液滴中解吸出来，形成样品离子进入质量分 析器被检测。
与气相色谱质谱联用技术( Gas Mass Spectrometry) 相比，气相色谱质谱联用技术发展较早，技术较为成熟， 但GC样品要求有一定的蒸汽压，实际应用中只有少部分 样品可以不经过预先处理可达到GC的分离要求，多数情 况下需要做预处理或衍生化使之成为易气化的样品才能进 行GC-MS分析；而液相色谱不受上述限制，可分离高极 性的和热不稳定的化合物，这使得液相色谱质谱联用技术
APCI主要应用于低极性或中等极性小分子分析，要 求待测化合物易挥发且有一定的热稳定性。由于极少形 成多电荷离子，分析的分子量范围受到质量分析器质量 范围的限制。
3.3 质量分析器
将带电离子根据其质荷比进行分离，用于记录各种离 子的质量数和丰度。
根据结构的差异，质量分析器包括扇型磁场质量分析 器、四极杆质量分析器、离子阱质量分析器、飞行时间质 量分析器及傅立叶变换离子回旋共振质量分析器。
如果使交流电压的频率不变而连续地改变直流ຫໍສະໝຸດ Baidu交流 电压的大小（但要保持它们的比例不变）（电压扫描）， 或保持电压不变而连续地改变交流电压的频率（频率扫 描），就可使不同质荷比的离子依次到达收集器（检测器） 而得到质谱图。
3.3.2 离子阱质量分析器
离子阱质量分析器（ion trap Mass Analyser）实际 是一种三维空间旋转对称四极杆质量分析器。
对于色谱工作者来说，质谱仪的使用可以：
1、作为液相常规检测器（紫外、荧光、电化学等 等）的补 充；
2、质谱仪是通用性检测器，响应值与分子中的某个特定基 团无关；
3、质谱仪是质量数型检测器，可以获得待测物的分子量信 息；
4、质谱仪可同时提供定性和定量分析的结果。
对于质谱工作者来说，与液相色谱联用可以：
3.1 进样系统
高效液相色谱一质谱联用仪的进样方式有直 接进样和柱后分离进样两种方式，将试样导入质 谱仪。
3.2 离子源
样品进行质谱检测时，需将中性样品(不带 电性)变成带正电荷的离子或带负电荷的离子才 能检测，在质谱仪中实现此过程的装置叫离子 源。
3.2.1 离子源的分类及特点
从质谱的离子源角度来划分，主要包括： 热喷雾( TSP) ，等离子体喷雾( PSP)，粒子束 (L INC)，大气压电离(API) 和动态快原子轰击 ( FAB) 。离子源的性能决定了离子化效率，很 大程度上决定了质谱仪的灵敏度。
1、分析不能用GC测定的化合物（大分子、极性、热不稳定性 化合物）；
2、通过液相的高分离性能，提供更多的有关物质结构信息； 3、通过流动注射技术，实现全自动的探索分析。
3、液相色谱-质谱联用仪组成及原理
高效液相色谱一质谱联用仪(HPLC／ MS)通常由液相色谱系统、进样接口、离子 源、质量分析器、检测器、计算机控制及 数据处理系统、真空系统等构成。
API 技术是当今质谱界最为活跃的领域，它 是一种常压电离技术，不需要真空，减少了许多 设备，使用方便，因而近年来得到了迅速的发展。
API 主要包括电喷雾离子化( ESI)，气动辅助 电喷雾即离子喷雾离子化( ISI) 和大气压化学离子 化(APCI) 3 种模式。它们的共同点是样品的离子 化在处于大气压下的离子化室内完成，离子化效