液质联用仪基本介绍与应用技术 ppt
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液质联用仪 PPT课件
四极杆的工作原理RF+DC
TripleQuad 4500 Operator Training
四极杆原理之FDC
TripleQuad 4500 Operator Training
A
B
RF only-A rods & B rods are 180 out of phase 只加交流信号---A杆与B杆信号 强度相同,相位差180度
180° phase shift电信号180
度相移
RF
B
End View 后视图
B
RF
1. 离子簇被吸引到 “B” 极. 2. RF 电压极性反转, 所有的离子簇被吸 引到 ‘A’ 极. 3. RF 电压极性反转, 所有的离子簇被吸 引到 ‘B’ 极. 4. RF 电压极性反转, 所有的离子簇被吸 引到 ‘A’ 极. .
TripleQuad 4500 Operator Training
样品注入方式
• 连续注射 • 样品放在注射器中或静态的针内 • 用注射泵或电场引力, 样品流连续并恒定地流入离子源喷口 • 通常用于安装时调谐, 质量校正 和标准样品质谱方法的优化
• 流动注射分析 • 用手动进样器和液相泵,注入样品,由流动相带入离子源喷口 • 通常安装5ul的定量环 • 液质联用 • 用液相的泵,流速从 nL/min 到 mL/min • 样品可能是纯品或者是混合物 • 流动相带着样品经过色谱柱分离后进入质谱的离子源
TripleQuad 4500 Operator Training
Turbo
TM V
离子源的APCI
•
API3200, 4000,5000和4500 的离子源体是TIS 和APCI共 用的,TIS和APCI的互换不用 工具,只用手就可以完成.
液质联用ppt课件
14
HPLC分离原理
最广的色谱法是反相色谱 主要用于分离非极性至中等极性的各类分子型
化合物，因为键合相表面的官能团不流失，溶 剂的极性可以在很大范围内调整，因此应用范 围很宽。 十八烷基（C18）化学键合相是最常用的非极性 键合相，反相键合相表面具有非极性烷基官能 团，及未被取代的硅醇基。硅醇基具有吸附性 能，剩余硅醇基的多寡，视覆盖率而定。因此， 分离机制比较复杂。
很大，相应源参数也应该改变，所以恒定比例 流动相能满足分离分析要求时，尽量不用梯度， 尤其定量分析时
39
流动相的选择
流动相中加入甲酸、乙酸等可提高正离子化效 率
(**)液质联用中，流动相有时需要加入缓冲盐 A CH3COONH4 B HCOONH4 C KH2PO3 是否加酸不是绝对的，具体应根据LC的分离情
18
离子化的方法(Ionisation Methods)
电子轰击电离 EI 化学离子化 CI 场电离，场解吸 FD 快原子轰击 FAB 基质辅助激光解析电离 电喷雾电离 ESI 大气压化学电离 APCI
MALDI
19
电喷雾电离源 Electrospray Ionization (ESI)
37
仪器测试条件的选择
液相色谱条件 质谱条件
38
HPLC条件的选择(流动相)
根据化合物类型选择流动相组成，甲醇-水，乙 腈-水或甲醇-乙腈-水（**DMF、DMSO、 DCSO、THF ）
某些化合物只有某种流动相体系才出峰 一般正离子方式用甲醇，负离子方式用乙腈好
些 梯度的设定：梯度变化太快对离子化效率影响
+ ++ ++ +
HPLC分离原理
最广的色谱法是反相色谱 主要用于分离非极性至中等极性的各类分子型
化合物，因为键合相表面的官能团不流失，溶 剂的极性可以在很大范围内调整，因此应用范 围很宽。 十八烷基（C18）化学键合相是最常用的非极性 键合相，反相键合相表面具有非极性烷基官能 团，及未被取代的硅醇基。硅醇基具有吸附性 能，剩余硅醇基的多寡，视覆盖率而定。因此， 分离机制比较复杂。
很大，相应源参数也应该改变，所以恒定比例 流动相能满足分离分析要求时，尽量不用梯度， 尤其定量分析时
39
流动相的选择
流动相中加入甲酸、乙酸等可提高正离子化效 率
(**)液质联用中，流动相有时需要加入缓冲盐 A CH3COONH4 B HCOONH4 C KH2PO3 是否加酸不是绝对的，具体应根据LC的分离情
18
离子化的方法(Ionisation Methods)
电子轰击电离 EI 化学离子化 CI 场电离，场解吸 FD 快原子轰击 FAB 基质辅助激光解析电离 电喷雾电离 ESI 大气压化学电离 APCI
MALDI
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电喷雾电离源 Electrospray Ionization (ESI)
37
仪器测试条件的选择
液相色谱条件 质谱条件
38
HPLC条件的选择(流动相)
根据化合物类型选择流动相组成，甲醇-水，乙 腈-水或甲醇-乙腈-水（**DMF、DMSO、 DCSO、THF ）
某些化合物只有某种流动相体系才出峰 一般正离子方式用甲醇，负离子方式用乙腈好
些 梯度的设定：梯度变化太快对离子化效率影响
+ ++ ++ +
液质联用仪基本介绍及其应用技术PPT课件
四极杆质量分析器的示意 图
4.检测接收器
接收离子束流的装置有： 电子倍增器、光电倍增器、微通道板
5.数据及供电系统 将接收来的电信号放大、处理并给出分析 结果及控制质谱仪个部分工作。 从几伏低压到几千伏高压。
质谱仪的主要性能指标
1.分辨率resolution power 即表示仪器分开两个相邻质量离子的能力，通常用 R 表示，实验室内的TSQ Quantum 分别率为0.7。 2.质量范围mass range 四极质谱： 4000以内 离子阱质谱： ~ 6000 飞行时间质谱： 无上限
溶剂在蒸发 器中蒸发
+ ++ + + + ++ + + + + + + + + ++ + ++ ++
通过电晕针放电 形成带电荷的反 应剂离子
流动相 分析物
电荷转移至 分析物分子
+ + + + +
蒸汽
分析物离子
液质联用的大气压化学电离源(APCI)接口
锥孔 毛细管 透镜
高能打拿极/ 电子倍增器
八极杆
开 机 步 骤
• 5.确认氮气气源输出已经打开，气体输出压力为90 psi。 • 6.等待四极杆温度达到100℃，高真空达到4 x10-5 Torr之后，即 可进行调谐或开始实验。
• 1. 在MassHunter采集软件内点击三级四极杆MS的图标， 选择Vent执行放空操作。
关 机 步 骤
• 2.可以在三重四极杆Method的Diagnosis界面观察涡轮 泵转速的下降情况。 • 3.等待真空泵停转且内部真空放空后，系统会给出放 空完成的提示，关闭MassHunter 软件，然后关闭质谱 及LC各模块、PC的电源.
液质联用PPT
1. 质谱基本知识
1.4.4 质谱仪器类型-四极杆/线性离子阱质量分析器
Ion Accumulation (patented) Fragment Ion Generation
Q0
Q1
Q2
Q3
Ion trap MS Mass Selection
1、在串联四极杆的基础上，将Q3设计成线性离子阱 2、Q2中实现第一次的碎裂，进入Q3分析 ——空间串联 3、Q3的离子阱功能，可以进一步进行Frag/scan ，MSn－时间串联
2. 联用技术
2.2 液相色谱/质谱联用
• 高效液相色谱(HPLC)是分离化合物范围最广， 准确度高，对化合物破坏性小的快速分离方法， 特别适用于有机生物分子的分离。 • 质谱仪(MS)是灵敏度很高，对未知化合物的结构 分析定性准确，对被测定化合物和相应标准样品 的了解要求较低的定性手段。
2. 联用技术
2.2 .1 LC/MS连接时的主要问题 难挥发和/或热不稳定被分析物的离子化； 流速不兼容：LC的传统柱流速1ml/min.或 更高，而MS需在高真空条件下工作； 流动相不兼容：LC分离时经常加不挥发性 的缓冲液、添加剂等。
2. 联用技术
难挥发和/或热不稳定被分析物的离子化： ——应用软电离技术
☺ 快原子轰击(FAB)； ☺ 热喷雾(TS)； ☺ 电喷雾(ESI)； ☺ 基质辅助激光解吸离子化(MALDI)。
2. 联用技术
流动相不兼容：
☺ 尽量不使用不挥发性的流动相； ☺ 用挥发性溶剂置换不挥发性的缓冲液； ☺ 使用柱上连续流动液－液萃取技术； ☺ 利用双柱，进行相切换； ☺ 利用微膜离子抑制系统。
5. LC/MS/MS的应用
5.1 新生儿疾病的筛查
ppt药品分析技术液质联用技术.pptx
第3课时-第11章节
5. 液相色谱-质谱联用技术的应用 （1）定性分析 液相色谱-质谱联用是集分离、分析于一体的新兴检测技术，广泛
应用于生物、环境、化学、医学以及商检等领域。它不仅拥有液相色 谱高效的分离能力，而且还继承了质谱高灵敏度和强定性能力的特点， 已成为药物代谢与药理研究、药物合成中微量杂质和降解产物的分析 鉴定、精细化工中间体分析检测以及天然产物筛选等领域不可或缺的 重要分析检测手段之一。
第3课时-第11章节
色谱柱种类： ◆反相色谱柱 ◆正相色谱柱 ◆离子交换色谱柱 ◆手性分离色谱柱
第3课时-第11章节
（2）液相色谱-质谱联用技术的接口 液相色谱-质谱联用的关键技术是液相色谱仪与质谱仪的接口 装置。该装置在去除溶剂以及促进样品分子离子化过程中发挥着巨 大作用。 常用接口技术如下：
比m/z分开，将相同m/z的离子聚集在一起，组成质谱。质量分析器类
型：磁分析器、飞行时间、四极杆、离子捕获等。
第3课时-第11章节
3. 液相色谱-质谱联用技术特点 质谱分析是先将物质离子化，变为气态离子混合物，并按离子
质荷比的不同而分离，然后测量各种离子谱峰的强度而实现分析目 的的一种分析方法。它不仅弥补了液相色谱的不足之处，而且还有 以下优点：
第3课时-第11章节
例：液相色谱-质谱(四极杆)联用仪器基本结构
第3课时-第11章节
目前，已经有许多配置不同、性能各异的专用型液相色谱-质 谱联用仪器，供不同用途选择。不同厂家各种型号的LC-MS联用 仪器多达几十种，有小型台式的液相色谱-单四极质谱或三重四极 质谱联用仪，液相色谱-离子阱质谱联用仪，液相色谱-飞行时间质 谱联用仪以及液相色谱-扇形磁场质谱联用仪等。
第3课时-第11章节
液相色谱质谱联用的原理详解ppt课件
6
ESI是一种软电离方式，即便是分子量大，稳定性差的化 合物，也不会在电离过程中发生分解，它适合于分析极性 强的有机化合物。
ESI的最大特点是容易形成多电荷离子。目前采用电喷雾 电离，可以测量大分子量的蛋白质。
7
大气压化学电离源(APCI)
APCI喷嘴的下游放置一个 针状放电电极，通过放电电 极的高压放电，使空气中某
4.流量和色谱柱的选择
不加热ESI的最佳流速是1—50ul／min，应用 4.6 mm内径LC柱时要求柱后分流，目前大多采 用 l—2.1 mm内径的微柱，TIS源最高允许lml ／min，建议使用200—400ul／min
APCI的最佳流速～lml／min，常规的直径4.6mm 柱最合适。
为了提高分析效率，常采用＜ 100 mm的短柱 （此时UV图上并不能获得完全分离，由于质谱 定量分析时使用MRM的功能，所以不要求各组分 没有完全分离）。这对于大批量定量分析可以 节省大量的时间。
9
电喷雾与大气压化学电离的比较
电离机理：电喷雾采用离子蒸发，而APCI电离是高压 放电发生了质子转移而生成[M＋H]+或[M-H]-离子。
样品流速：APCI源可从0.2到2 ml／min；而电喷雾源 允许流量相对较小,一般为0.2-1 ml／min.
断裂程度；APCI源的探头处于高温，对热不稳定的化 合物就足以使其分解.
一般质谱仪都采用机械泵预抽真空后，再用高效率扩散 泵连续地运行以保持真空。现代质谱仪采用分子泵可获 得更高的真空度。
4
离子源
离子源的作用是将欲分析样品电离，得到带有样品 信息的离子。
1.质谱检测的是离子 2.离子源=接口
5
电喷雾电离（ESI）
ESI是近年来出现的一种新的电离方式。它主要应用于液相色谱-质谱 联用仪。流出液在高电场下形成带电喷雾，在电场力作用下穿过气 帘；从而雾化、蒸发溶剂、阻止中性溶剂分子进入后端检测。
ESI是一种软电离方式，即便是分子量大，稳定性差的化 合物，也不会在电离过程中发生分解，它适合于分析极性 强的有机化合物。
ESI的最大特点是容易形成多电荷离子。目前采用电喷雾 电离，可以测量大分子量的蛋白质。
7
大气压化学电离源(APCI)
APCI喷嘴的下游放置一个 针状放电电极，通过放电电 极的高压放电，使空气中某
4.流量和色谱柱的选择
不加热ESI的最佳流速是1—50ul／min，应用 4.6 mm内径LC柱时要求柱后分流，目前大多采 用 l—2.1 mm内径的微柱，TIS源最高允许lml ／min，建议使用200—400ul／min
APCI的最佳流速～lml／min，常规的直径4.6mm 柱最合适。
为了提高分析效率，常采用＜ 100 mm的短柱 （此时UV图上并不能获得完全分离，由于质谱 定量分析时使用MRM的功能，所以不要求各组分 没有完全分离）。这对于大批量定量分析可以 节省大量的时间。
9
电喷雾与大气压化学电离的比较
电离机理：电喷雾采用离子蒸发，而APCI电离是高压 放电发生了质子转移而生成[M＋H]+或[M-H]-离子。
样品流速：APCI源可从0.2到2 ml／min；而电喷雾源 允许流量相对较小,一般为0.2-1 ml／min.
断裂程度；APCI源的探头处于高温，对热不稳定的化 合物就足以使其分解.
一般质谱仪都采用机械泵预抽真空后，再用高效率扩散 泵连续地运行以保持真空。现代质谱仪采用分子泵可获 得更高的真空度。
4
离子源
离子源的作用是将欲分析样品电离，得到带有样品 信息的离子。
1.质谱检测的是离子 2.离子源=接口
5
电喷雾电离（ESI）
ESI是近年来出现的一种新的电离方式。它主要应用于液相色谱-质谱 联用仪。流出液在高电场下形成带电喷雾，在电场力作用下穿过气 帘；从而雾化、蒸发溶剂、阻止中性溶剂分子进入后端检测。
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APCI:大气压化学电离—适宜做弱极性小分子。
APPI:大气压光喷雾电离—适宜做非极性分子。
MALDI:基体辅助激光解吸电离。通常用于飞行时间质
谱和
-
11
3.质量分析器
是质谱仪中将离子按质荷比分开的部分,离子通过分析器 后,按不同质荷比(M/Z)分开,将相同的M/Z离子聚焦在一起,组 成质谱。 质量分析器的分类：
进样系统
离子源
质量分析器
检测器
1.气体扩散 2.直接进样 3.气相色谱 4.液相色谱
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
5.离子阱 6.串列式多级
-
8
1.真空系统
质谱仪的离子源、质量分析器和检测器必须在 高真空状态下工作，以减少本底的干扰，避免发生 不必要的离子-分子反应,所以质谱反应属于单分子 分解反应。
(API)
3.大气- 压光喷雾电离源（
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1.电喷雾离子源技术
电喷雾(ESI)的电离过程：
带电液滴
+ +
+ -
+ -+
-+
--
+
+ +
+
溶剂蒸发
分析物离子
溶剂离子束
盐/离子对 中性化和物
+
Rayleigh Limit
混合样品通过液相色谱系统进样，由色谱柱分离，从色谱 仪流出的被分离组分依次通过接口进入MS仪的离子源处并被离 子化,然后离子被聚焦于质量分析器中，根据质荷比而分离， 分离后的离子信号被转变为电信号，传送至计算机数据处理系 统，根据MS峰的强度和位置对样品的成分和结构进行分析。
目前常用的HPLC-MS联用仪具有两大分类系统，一种是从 MS的离子源角度来划分,包括电喷雾离子(ESI)、 大气压化学 电离(APCI)和基质辅助激光解吸离子化(MALDI)等；另一种是 从MS的质量分析器角度来划分，包括四级杆质谱仪(Q-MS)、离 子阱质谱仪(IT-MS)、飞行时间质谱仪(TOF-MS)、傅立叶变换 质谱仪(FT-MS)。
1.单聚焦质量分析器
特点：具有质量色散作用
2.双聚焦扇形磁场-电场串联仪器(sector).
3.四极杆质谱仪(Q).
特点：扫描速率快，结构简单，价格较低。
4.飞行时间质谱仪(TOF).
5.离子阱质谱仪（TRAP）
6.傅里叶变换-离子回旋共振质谱仪(FT-ICRMS).
7.串列式多级质谱仪 (MS/MS) ：
过程; 3.电离后的离子经过适当的加速后进入质量分析器，
按不同的质荷比进行分离; 4.经检测、记录，获得一张谱图.
-
4
3、质谱法的特点和用途
1. 测定非常准确的分子量，确定分子式。 2.分析速度快，灵敏度高(5pg)，所需的样
品少。 3.分析范围广（气体、液体、固体）。 4.根据质谱裂解规律对质谱图中的碎片离子
-
10
根据离子化方式的不同分类：
EI: 电子轰击电离—硬电离。
CI: 化学电离—核心是质子转移。
FD: 场解吸—目前基本被FAB取代。
FAB: 快原子轰击—适合难挥发、极性大的样品。
ESI: 电喷雾电离—属最软的电离方式，通常只产生分
子离
子峰。适宜热不稳定的极性分子，能分析小分子
及大
分子(如蛋白质分子多肽等)。
通常用R 表示，实验室内的TSQ Quantum 分别率为0.7。
2.质量范围mass range
四极质谱：
4000以内
离子阱质谱： ~ 6000
飞行时间质谱： 无上限
-
15
四、液质联用技术
高效液相液质联用(HPLC/MS)是指高效液相液相色谱与质 谱串联的技术。HPLC-MS主要由HPLC仪、接口离子源(HPLC与MS 之间的连接装置)、质量分析器、真空系统和计算机数据处理 系统组成。
-
16
o液相(HPLC)
o 质谱分析仪(MS)
v高效分离混合物
P需要高真空条件
v流动相挥发后产生大量气体 P质量分析系统
v出口压力为大气压
P最好使用挥发性缓冲液
v无质量限制
v可以使用缓冲盐溶液
InterfaceHPLCຫໍສະໝຸດ (Key toMS
Success!)
目前最常用的接口类型
：
大气压电离源
1.电喷雾(ESI) 2.大气压化学电离(APCI)
四极杆质量分析器的示意 图
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4.检测接收器
接收离子束流的装置有： 电子倍增器、光电倍增器、微通道板
5.数据及供电系统 将接收来的电信号放大、处理并给出分析 结果及控制质谱仪个部分工作。 从几伏低压到几千伏高压。
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质谱仪的主要性能指标
1.分辨率resolution power 即表示仪器分开两个相邻质量离子的能力，
质谱仪基本介绍及其应用技术
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一. 概述
二.质谱分析原理
三.仪器结构
四.液质联用技术
五.质谱仪基本操作
六.仪器维护及注意事项
-
2
一. 概述
1.什么是质谱？
质谱法 （mass spectrometry，
-
3
2.质谱分析过程
质谱分析过程可以分为四个基本环节：
1.通过合适的进样装置将样品引入并进行气化; 2.气化后的样品引入到离子源进行电离，即离子化
四极+TOF（Q-TOF）、三重四极杆（QqQ）、TOF+TOF
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四级杆质量分析器
四极杆分析器由四根棒状电极组成，它们距离相等而且互相平行 ，这四个棒状电极形成一个四极电场。四极杆处于对角位置的两根杆被 连接在一起，其中一对杆之间施加电压 ，同时在另外一对杆上施加大 小相同、极性相反的直流电压和相位相反、振幅/频率相同的射频电压 。 Vdc为直流电压，Vrf为射频电压。直流电压与射频电压叠加在一起 ，且两对电极的极性不停进行快速切换，使得带电离子震荡通过四极杆 。
利用这个特点，我们用液质联用的软电离方式 可以得到化合物的准分子离子，从而得到分子量。 由机械真空泵(前极低真空泵)，扩散泵或分子泵(高 真空泵)组成真空机组，抽取离子源和分析器部分的 真空。只有在足够高的真空下，离子才能从离子源 到达接收器，真空度不够则灵敏度低。
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9
2.离子源
电离室原理与结构图
进行解析，可鉴定或验证有机化合物。 5.应用GC-MS、HPL- C-MS等技术，可定性5、
二.质谱分析原理
样品导 入系统
质谱 图
离子源
质量分 析器
真空泵
放大记
按m/z大小不同 进 行分离
离子检
录器
测器
-
6
质谱仪原理图
-
7
三.仪器结构
质谱仪一般由进样系统、离子源、分析器、检测器组成 。还包括真空系统、电气系统和数据处理系统等辅助设备。