液相色谱串联三重四级杆质谱基础知识
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高效液相色谱串联API四 极杆质谱仪讲解
三重四级杆的概念
• 四极杆是质量分析器的一种三重四极杆也 就是一般的LC/MS/MS,一个MS就是一个四 极杆，但是第二个四极杆一般作碰撞室， 所以只有两个MS做质量分析器，即只有 MS/MS,但是一般都叫三重四极杆。当然碰 撞室也不一定是四极杆，也有六极杆的碰 撞室的，但是大家都叫习惯了
案例（目前还在探索过程中）
大气压离子化接口（API）
（1）电喷雾电离（ESI） （2）大气压化学离子化（APCI)
（1）电喷雾电离（EPI）
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； 气帘的作用：雾化；蒸发溶剂；阻止中性溶剂分子
电喷雾电离（ ESI）的特点
➢ 通常小分子得到[M+H]+ 、[M+Na]+ 或[M-H]-单电荷离子； ➢ 最软的电离技术，通常只产生分子离子峰，因此可直接
检出限的确定
配制混标溶液，在夜质连用仪器上跑出 图谱后，观察其信号和噪音的比(s/n)， 然后不断的稀释数倍，直至其很小为止 （结合色谱图综合分析）。
标准曲线的绘制
配置储备液 用储备液配置标准物质绘制峰面积和质
量浓度的标准曲线（可是由于实验仪器 出现故障实验告一段落，并未开始做）
后续工作
比较在地下水的情况下和超纯水的情况 下，混标中各物质峰面积的百分比，由 数据得出物质在超纯水在地下水中的峰 面积大约是超纯水中的98%左右，说明 地下中基质效应无明显影响
源参数的优化
考虑电喷雾电离中参数CUR,IS,TEM,GS1， GS20，依次调节发现CUR=20，IS=4500，TEM=550，GS1=50，GS2=50时 峰高最高
样品 高效液相色 谱仪
接口
真空系统
质量分析器
三重四级杆质谱仪原理整合完整版 ppt课件
• 对所得的碎片离子进行质量分析。 • 碎片离子被用于对原来的分子离子的结构判断。 • 多质谱分析可用于缩氨酸顺序，碳水化合物的结构特性，
低聚核苷酸以及酯类药物类的分子等的测定。
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15
什么是碰撞诱导解离（CID）？
这是一个通过中性分子的碰撞把能量传递给离子的过程。 这种能量传递足以使分子键断裂和所选择的离子重排。
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35
为什么使用HPLC/MS/MS?
• 不需进行衍生化。 • 在单个分析中实现确认定量。 • 在复杂很脏的基体中的低检测限
• 提高实验室效率/产出率（使用固相萃取技术） • 更可靠和可值得信赖的测试结果。
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36
无基体效应(土壤)
在380微升每个土壤萃取物中注射进20微升混标
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或 空间串联的质谱/质谱
ppt课件
17
时间串联多级质谱分析：通过离子阱质量分析器实现
时间串联多级质量分析是通过同一个分析器实现的，分
离出所需的离子，使之断裂，并分析碎片离子。
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18
时间串联的多级质谱: 离子阱（质谱n）
• 离子在离子阱中静电捕获（无线电频率场见下图） • 通过改变阱里的电场，从而选择特定的离子留在阱里，把
• 质谱/质谱试验能快速进行。
• 离子阱允许对碎片离子和碎片片段进 行多重质谱/质谱(aka MSn)实验，以 获得更多的结构信息。
• 另外一个优点就是它们能够富集离 子，以提供更好的离子信号。
ppt课件
20
时间串联的多级质谱：缺点
• 缺乏三重四极杆（QQQ）类型的母离子扫描和和中性丢失 扫描的高灵敏度。
三重四级杆质谱仪原理
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低聚核苷酸以及酯类药物类的分子等的测定。
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15
什么是碰撞诱导解离（CID）？
这是一个通过中性分子的碰撞把能量传递给离子的过程。 这种能量传递足以使分子键断裂和所选择的离子重排。
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35
为什么使用HPLC/MS/MS?
• 不需进行衍生化。 • 在单个分析中实现确认定量。 • 在复杂很脏的基体中的低检测限
• 提高实验室效率/产出率（使用固相萃取技术） • 更可靠和可值得信赖的测试结果。
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36
无基体效应(土壤)
在380微升每个土壤萃取物中注射进20微升混标
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或 空间串联的质谱/质谱
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17
时间串联多级质谱分析：通过离子阱质量分析器实现
时间串联多级质量分析是通过同一个分析器实现的，分
离出所需的离子，使之断裂，并分析碎片离子。
ppt课件
18
时间串联的多级质谱: 离子阱（质谱n）
• 离子在离子阱中静电捕获（无线电频率场见下图） • 通过改变阱里的电场，从而选择特定的离子留在阱里，把
• 质谱/质谱试验能快速进行。
• 离子阱允许对碎片离子和碎片片段进 行多重质谱/质谱(aka MSn)实验，以 获得更多的结构信息。
• 另外一个优点就是它们能够富集离 子，以提供更好的离子信号。
ppt课件
20
时间串联的多级质谱：缺点
• 缺乏三重四极杆（QQQ）类型的母离子扫描和和中性丢失 扫描的高灵敏度。
三重四级杆质谱仪原理
ppt课件
三重四级杆液质联用仪操作手册
目的1制定TSQ Quantiva三重四级杆液相色谱质谱联用仪使用操作规程, 确保操作人员能正确规范的使用液质联用仪进行检测工作。
2适用范围本操作规程适用于TSQ Quantiva三重四级杆液相色谱质谱联用仪的使用。
3操作规程3.1开机(从Off\停机至就绪\Standby 状态)1.打开氮气与氩气钢瓶的开关, 调节分压分别为0.55~0.65MPa 和0.135MPa 左右；2.打开排风；打开空调，保持实验室温度在(18～25℃)；3.检查洗针溶液和后密封清洗溶液的量以及流动相的量；4.流动相须现配并超声, 缓冲盐溶液过0.22μm 微孔滤膜（或者使用色谱纯的盐溶液和酸溶液）；5.打开稳压电源以及UPS 电源开关, 检查电源电压输出是否稳定且零地电压是否小于1V；6.检查机械泵油量, 油面应该在视窗的1/2 多一些；7.打开质谱右侧（Main power）开关——ON 位置, 此时机械泵也会随之启动；真空开关开启约12 小时后(或者隔夜), 打开电子开关（Electronics）在Operational 状态；8.打开计算机（此时液相和质谱内置的CPU 会通过网线与电脑主机建立通讯联系, 这个时间大约要1～2 分钟）；9.确认质谱前面板上的power、vacuum、communication 指示灯均为绿色, 双击桌面上Tune 图标, 进入质谱界面, 查看质谱状态, 确认前级压（Fore Pump Pressure）TSQ Quantiva 小于 4.5 Torr, TSQ Endura 小于2.0 Torr, 离子规压力（Ion Gauge Pressure）小于4e-6 Torr（TSQ Endura）, 9e-6（TSQ Quantiva）；10.打开质谱扫描, 打开液相自动进样器和泵以及柱温箱的电源；11.设定质谱及色谱条件参数, 平衡色谱柱, 准备进样。
3.2质谱操作双击TSQ Quantis 3.0Tune软件看仪器状态Spray V oltage（喷雾电压）Ion Transfer Tube Temp （离子传输管温度）Vaporizer Temp（蒸发温度, 辅助气加热温度）Sheath Gas 鞘气Aux Gas 辅助气Sweep Gas 反吹气看真空VacuumSource Pressure 小于1.5Analyzer Pressure 小于6e-63.3液相控制软件双击Tracefinder软件右上角Real time status————Instrument Controls——Thermo Scientific SII for Xcalibur——最下面Direct Control53.4怎样/判断联机Home界面, 每个模块左下角connect 前面方框勾上。
液相色谱串联三重四级杆质谱基础知识
数据处理系统 液相色谱
质谱
一 液质联用
液质联用仪的组成
大气 真空系统
液相色 谱
样品入 口
离子化 （离子源 ）
质量分析 器
检测器
数据系 统
质谱部分
一 液质联用
离子源
最常用的离子源-电喷雾离子源（ESI)
干燥 气 四极预 杆
喷雾针装置
喷雾室
毛细 管
一 液质联用
质量分离器
兽药残留最常用的是三重串联四级杆（QqQ）
我们所做的已知化合物，并且有现成 的方法
整个质谱仪的模式图
电喷雾离子源 Q1 q2 Q1 检测器
二 质谱基本原理
质谱：称量离子质量的工具
12 units 0 m/e
二 质谱基本原理
质谱：称量离子质量的工具
12 units 12 m/e
二 质谱基本原理
质谱：称量离子质量的工具
12 units 12 m/e
选择离子流图（SIM)：选取其中几个 特征离子扫描，对保留时间作图，即 得到选择离子色谱图。
三 质谱基本概念
选择离子流图（SIM)：
SIM通过去除本底和其 他无关离子的干扰， 降低噪声，提高选择 性、分辨率和灵敏度， 可使复杂的TIC简化， 对特定化合物的分析 或化合物的分类十分 有用。
三 质谱基本概念
8
9
10 11 12 13 14 15 16
二 质谱基本原理
质谱：称量离子质量的工具
12 units 14 m/e
8
9
10 11 12 13 14 15 16
三重四级杆质谱仪原理整合完整版
三重四极杆: SRM 或MRM
多反响监测〔MRM〕
QQQ 应用
• 承受QQQ,分析者可以承受最少的样品制 备步骤。
• 常常用于少量化合物的高通量定量分析， 而 不用于大量化合物同时高通量分析。。
• 一些例子： •食品中的农药和除草剂 • 人类体液中的违禁药物 • 地表水的药物 • 生物基体中的药物
时间串联的多级质谱：缺点
• 缺乏三重四极杆〔QQQ〕类型的母离子扫描和和中性丧失 扫描的高灵敏度。
• 由于空间电荷效应的影响，离子阱的 动态范围有限。由 于假设过多的离子积存在阱里，它们的电荷相斥会对仪器 的区分率和定量分析造成有害的影响。
空间串联的多级质谱：通过QQQ质量分析器完成
• 空间串联的多级质谱分析通过连续的质量分析器 实现，例如QQQ。
QQQ多级质谱：子离子扫描
• Q1选择了某一特定质量的母离子，Q2碰撞池产生碎片离 子，然后在Q3中分析。此过程产生典型的质谱质谱碎片 谱图。
第一个四极杆在选择性离子监测模式，其次个在全扫描监测模式
QQQ多级质谱：母离子扫描
• 在母离子扫描中，Q1测定母离子，Q3测定某个特定的 碎片离子，因此可在特别简单的混合物中监测某种特 定的分子。
三重四级杆质谱仪原理
内容
• 质量分析
• – 根底学问
• – 质量分析器的性能特点
•
• 区分率
•
• 准确率
•
• 质量范围
• 多级质量分析
• – 什么是多级质谱？
• – 多级质谱如何工作？
• – 碰撞诱导解离(CID)
• – 采集方式
பைடு நூலகம்
•
• SRM
•
• MRM
• QQQ的优点〔选择性、灵敏度和速度
三重四级杆质谱仪原理(全)
酸性氯代除草剂的基本知识
• 常用于除去草地和谷类农作物中阔叶杂草 • 潜在的地下水污染物 • 公众的误用 • 需要对痕量级别定量
传统方法
• 液－液萃取 • 重氮甲烷衍生化 • 气相色谱方法和选择性检测器（例如电子捕获检测器） • 仪器二次运行确认 • 存在问题 • 溶剂的过量使用 • 问题数据的解释 • 甲基化试剂的安全关注
三重四级杆质谱仪原理
内容
质量分析
– 基础知识 – 质量分析器的性能特点
• 分辨率 • 准确率 • 质量范围
多级质量分析
– 什么是多级质谱？ – 多级质谱如何工作？ – 碰撞诱导解离(CID) – 采集方式
• SRM • MRM
QQQ的优点（选择性、灵敏度和速度）
质量分析: 基本基础知识
在质量分析器里所产生的离子是根据他们的质荷比(m/z). 进行分离的
三重四极杆不是最好的获取质谱图的仪器，平行测量 的质谱系统会更好些：
• 三重四极杆质谱/质谱不如离子阱质谱仪（ TRAPS ）灵敏（定性） • 三重四极杆质谱不如飞行时间质谱仪（TOF）所获取的质谱图那么
有说服力（定性）
质量分析器的性能特点
• 质量范围
– 不同类型质量分析器质荷比的范围。四极杆分析器典型 的扫描范围高达3000 m/z。
一个单四极杆质谱仪
四极杆质量过滤器
合成电压在两个对杆上数量是相同的，极性 是相反的。
四极杆质量过滤器如何工作的？
四极杆质量过滤器稳定性图表
马修稳定图
选择性离子监测与全扫描对比
三重四极杆与其他液相/质谱联用技术的比较
– 在质谱应用领域里三重四极杆是最灵敏和定量重现性 最好的仪器。
– 在质谱应用领域里三重四极杆在执行中性丢失扫描和 母子扫描模式具有最好的灵敏性和准确性。
三重四级杆质谱仪原理整合完整版
• 在质量分析器里所产生的离子是根据他们的质荷 比(m/z).进行分离的
质荷比
与小分子不同，一个更大分子的同位素质量簇中丰度最大的离子可能不 是最低同位素质量。注意这个变化是同位素分布，它将影响你分析的结果。
质量分析器的性能率是～2000ppm 分辨率为2500时，准确率是～100ppm
三重四极杆不是最好的获取质谱图的仪器，平行测量的质谱系统 会更好些： • 三重四极杆质谱/质谱不如离子阱质谱仪（ TRAPS ）灵敏（定性） • 三重四极杆质谱不如飞行时间质谱仪（TOF）所获取的质谱图那么 有说服力（定性）
质量分析器的性能特点
• 质量范围 – 不同类型质量分析器质荷比的范围。四极杆分析器典型 的扫描范围高达3000 m/z。
空间串联多级质谱：QQQ
• QQQ质谱仪对于液相色谱－质谱/质谱应用来说是权 威的分析工具，特别是需要精确定量时。 • 可以通过三重四极杆质谱仪可以进行如下几类试验： – 子离子扫描 – 母离子扫描 – 中性丢失扫描 – 单个反应监测 – 多重反应监测
QQQ多级质谱：子离子扫描
• Q1选择了某一特定质量的母离子，Q2碰撞池产生碎片离 子，然后在Q3中分析。此过程产生典型的质谱质谱碎片 谱图。
QQQ多级质谱：单个反应监测(SRM)
选择某一质量的母离子，Q2碰撞单元产生碎片离子。Q3 只分析一个碎片离子。此过程产生一个简单的单个离子 碎片谱图
QQQ多级质谱：多反应监测
Q1选择某一质量的母离子，碰撞单元产生碎片离子。Q3 用于搜寻多个选择反应监测，这就是多重反应监测 （MRM）。
一个单四极杆质谱仪
四极杆质量过滤器
合成电压在两个对杆上数量是相同的，极性 是相反的。
四极杆质量过滤器如何工作的？
质荷比
与小分子不同，一个更大分子的同位素质量簇中丰度最大的离子可能不 是最低同位素质量。注意这个变化是同位素分布，它将影响你分析的结果。
质量分析器的性能率是～2000ppm 分辨率为2500时，准确率是～100ppm
三重四极杆不是最好的获取质谱图的仪器，平行测量的质谱系统 会更好些： • 三重四极杆质谱/质谱不如离子阱质谱仪（ TRAPS ）灵敏（定性） • 三重四极杆质谱不如飞行时间质谱仪（TOF）所获取的质谱图那么 有说服力（定性）
质量分析器的性能特点
• 质量范围 – 不同类型质量分析器质荷比的范围。四极杆分析器典型 的扫描范围高达3000 m/z。
空间串联多级质谱：QQQ
• QQQ质谱仪对于液相色谱－质谱/质谱应用来说是权 威的分析工具，特别是需要精确定量时。 • 可以通过三重四极杆质谱仪可以进行如下几类试验： – 子离子扫描 – 母离子扫描 – 中性丢失扫描 – 单个反应监测 – 多重反应监测
QQQ多级质谱：子离子扫描
• Q1选择了某一特定质量的母离子，Q2碰撞池产生碎片离 子，然后在Q3中分析。此过程产生典型的质谱质谱碎片 谱图。
QQQ多级质谱：单个反应监测(SRM)
选择某一质量的母离子，Q2碰撞单元产生碎片离子。Q3 只分析一个碎片离子。此过程产生一个简单的单个离子 碎片谱图
QQQ多级质谱：多反应监测
Q1选择某一质量的母离子，碰撞单元产生碎片离子。Q3 用于搜寻多个选择反应监测，这就是多重反应监测 （MRM）。
一个单四极杆质谱仪
四极杆质量过滤器
合成电压在两个对杆上数量是相同的，极性 是相反的。
四极杆质量过滤器如何工作的？
三重四级杆质谱仪原理详解讲课文档
表。 ❖ 结构阐述
用主要的分裂机理方式解释CID谱图。
第十六页，共74页。
多级质谱分析
两种型号的质谱
时间串联的质谱
空间串联的质谱
第十七页，共74页。
时间串联多级质谱分析：通过离子阱质量分析器实现
时间串联多级质量分析是通过同一个分析器实现的，分离出
所需的离子，使之断裂，并分析碎片离子。
第十八页，共74页。
❖ 为什么它那么重要？
在70年代初期McLafferty (JACS, 95, 3886, 1973) 论 证了从离子观测得的键断裂和重排，表明了CID是中性分 子的分子结构的典型代表。 ❖ 结构阐述
用主要的分裂机理方式解释CID谱图。
第五十三页，共74页。
多级质谱分析
两种型号的质谱/质谱
时间串联的质谱/质谱
QQQ多级质谱：单个反应监测(SRM)
选择某一质量的母离子，Q2碰撞单元产生碎片离子。Q3 只分析一个碎片离子。此过程产生一个简单的单个离子碎 片谱图。
第二十八页，共74页。
QQQ多级质谱：多反应监测
Q1选择某一质量的母离子，碰撞单元产生碎片离子。 Q3用于 搜寻多个选择反应监测，这就是多重反应监测（MRM）。
质量分析: 基本基础知识
在质量分析器里所产生的离子是根据他们的质荷比(m/z).
进行分离的
第三页，共74页。
质荷比
与小分子不同，一个更大分子的同位素质量簇中丰度最大的离子可能 不是最低同位素质量。注意这个变化是同位素分布，它将影响你分析 的结果。
第四页，共74页。
质量分析器的性能特点
分辨率= M/ΔM 分辨率为200时，准确率是～2000ppm 分辨率为2500时，准确率是～100ppm
用主要的分裂机理方式解释CID谱图。
第十六页，共74页。
多级质谱分析
两种型号的质谱
时间串联的质谱
空间串联的质谱
第十七页，共74页。
时间串联多级质谱分析：通过离子阱质量分析器实现
时间串联多级质量分析是通过同一个分析器实现的，分离出
所需的离子，使之断裂，并分析碎片离子。
第十八页，共74页。
❖ 为什么它那么重要？
在70年代初期McLafferty (JACS, 95, 3886, 1973) 论 证了从离子观测得的键断裂和重排，表明了CID是中性分 子的分子结构的典型代表。 ❖ 结构阐述
用主要的分裂机理方式解释CID谱图。
第五十三页，共74页。
多级质谱分析
两种型号的质谱/质谱
时间串联的质谱/质谱
QQQ多级质谱：单个反应监测(SRM)
选择某一质量的母离子，Q2碰撞单元产生碎片离子。Q3 只分析一个碎片离子。此过程产生一个简单的单个离子碎 片谱图。
第二十八页，共74页。
QQQ多级质谱：多反应监测
Q1选择某一质量的母离子，碰撞单元产生碎片离子。 Q3用于 搜寻多个选择反应监测，这就是多重反应监测（MRM）。
质量分析: 基本基础知识
在质量分析器里所产生的离子是根据他们的质荷比(m/z).
进行分离的
第三页，共74页。
质荷比
与小分子不同，一个更大分子的同位素质量簇中丰度最大的离子可能 不是最低同位素质量。注意这个变化是同位素分布，它将影响你分析 的结果。
第四页，共74页。
质量分析器的性能特点
分辨率= M/ΔM 分辨率为200时，准确率是～2000ppm 分辨率为2500时，准确率是～100ppm
安捷伦6400系列液相色谱-三重串联四级杆质谱联用仪 现场培训手册-201006x
3. 基本操作 ..................................................................................................................................9 1) 开机 ......................................................................................................................................9 2) 关机 ......................................................................................................................................9 3) Masshunter 采集软件介绍................................................................................................12 4) 调谐 ....................................................................................................................................15 5) LCMS 方法设定（1200 部分） .........................................................................................17 6) LCMS 方法设定（1290 部分） .........................................................................................18 7) LCMS 方法设定（QQQ 部分） .........................................................................................22 8) 运行单个样品 ....................................................................................................................24 9) 运行序列样品 ....................................................................................................................25 10) 定性分析........................................................................................................................29 11) 定量分析........................................................................................................................34
安捷伦超高效液相色谱-三重四级杆质谱仪器讲解
液质联用仪本实验室使用的液质联用仪是安捷伦公司6400系列的一款产品，包括超高效液相色谱1290和质谱主机G6460，以及与其配套的计算机和打印机，他们之间通过网络协议通讯，并通过网络交换机连接在一起。
本仪器于2014年年初安装使用，价值两百多万元。
物质只要能溶于液体，均可以被检测。
本实验室主要用于农产品样品的农药残留定性检测，超高效液相色谱1290是整个系统的分离和进样装置，样品在色谱柱中经初步分离，通过接口进入质谱。
质谱以离子源、质量分析器和检测器为核心。
离子源是将分析物中的中性化合物离子化，并将产生的离子在电场的作用下进入离子传输毛细管。
离子传输毛细管是离子的导入通道，它将离子源产生的离子传输进入质谱，同时，隔绝了外部的常压与质谱内部的高真空。
离子通过毛细管后，进入离子光学组件，它包括skimmer1，八极杆以及lens1和lens2，进一步除去了溶剂以及中性分子，也是一个高效的离子传输组件，并聚焦随机运动的离子进入三重四极杆质量分析器。
G6460的质量分析器是三重四级杆，是由三组四极杆空间串联而成，一个质谱就是一个四级杆，所以三重四级杆质谱是空间串联的多级质谱分析，也叫做QQQ质谱。
第一个四级杆根据设定的质合比范围扫描和选择所需的离子。
第二个四级杆，也称碰撞池，用于聚集和传送离子。
在选择离子飞行的途中，引入碰撞气体氮气，第三个四级杆用于分析在碰撞池中产生的碎片离子。
实际上，碰撞池采用了六极杆的设计，拥有更好的聚焦及传输功能，四级杆就被淘汰了，但还沿用三重四级杆的名称。
G6460质谱的检测器包括高能打拿极和电子倍增器，此外，质谱需要在真空环境下工作，它的真空系统由前级真空泵和分子涡轮泵组成，前级真空一般在 1.8-2.5Torr之间，高真空在1.9-2.3*10-5Torr之间。
原理：它以液相色谱作为分离系统，质谱为检测系统。
样品在质谱部分和流动相分离，被离子化后，经质谱的质量分析器将离子碎片按质量数分开，经检测器得到质谱图。
三重四级杆质谱仪原理详解
分辨率= M/ΔM 分辨率为200时，准确率是～2000ppm 分辨率为2500时，准确率是～100ppm
三重四级杆质谱仪原理详解
准确率（PPM级误差的例子）
一个质量为1000 道尔顿的化合物 1000 ± 2.0 Da (or ± 2000 ppm) 1000 ± 0.5 Da (or ± 500 ppm) 1000 ± 0.1 Da (or ± 100 ppm) 1000 ± 0.01 Da (or ± 10 ppm) 1000 ± 0.002 Da (or ± 2 ppm)
式变成碎片然后被测定。
• 质谱/质谱试验能快速进行。
• 离子阱允许对碎片离子和碎片
片段进行多重质谱/质谱(aka MSn)实验，以获得更多的结构 信息。
• 另外一个优点就是它们能够富
集离子，以提供更好三的重四离级杆子质谱信仪原号理详。解
时间串联的多级质谱：缺点
• 缺乏三重四极杆（QQQ）类型的母离子扫描和和中性丢
空间串联的质谱
三重四级杆质谱仪原理详解
时间串联多级质量分析是通过同一个分析器实现的，分 离出所需的离子，使之断裂，并分析碎片离子。
三重四级杆质谱仪原理详解
时间串联的多级质谱: 离子阱（质谱N）
离子在离子阱中静电捕获（无线电频率场见下图） 通过改变阱里的电场，从而选择特定的离子留在阱里，
质量分析: 基本基础知识
在质量分析器里所产生的离子是根据他们的质荷比(m/z). 进行分离的
三重四级杆质谱仪原理详解
质荷比
与小分子不同，一个更大分子的同位素质量簇中丰度最大的离子可 能不是最低同位素质量。注意这个变化是同位素分布，它将影响你分 析的结果。
三重四级杆质谱仪原理详解
质量分析器的性能特点
三重四级杆质谱仪原理详解
准确率（PPM级误差的例子）
一个质量为1000 道尔顿的化合物 1000 ± 2.0 Da (or ± 2000 ppm) 1000 ± 0.5 Da (or ± 500 ppm) 1000 ± 0.1 Da (or ± 100 ppm) 1000 ± 0.01 Da (or ± 10 ppm) 1000 ± 0.002 Da (or ± 2 ppm)
式变成碎片然后被测定。
• 质谱/质谱试验能快速进行。
• 离子阱允许对碎片离子和碎片
片段进行多重质谱/质谱(aka MSn)实验，以获得更多的结构 信息。
• 另外一个优点就是它们能够富
集离子，以提供更好三的重四离级杆子质谱信仪原号理详。解
时间串联的多级质谱：缺点
• 缺乏三重四极杆（QQQ）类型的母离子扫描和和中性丢
空间串联的质谱
三重四级杆质谱仪原理详解
时间串联多级质量分析是通过同一个分析器实现的，分 离出所需的离子，使之断裂，并分析碎片离子。
三重四级杆质谱仪原理详解
时间串联的多级质谱: 离子阱（质谱N）
离子在离子阱中静电捕获（无线电频率场见下图） 通过改变阱里的电场，从而选择特定的离子留在阱里，
质量分析: 基本基础知识
在质量分析器里所产生的离子是根据他们的质荷比(m/z). 进行分离的
三重四级杆质谱仪原理详解
质荷比
与小分子不同，一个更大分子的同位素质量簇中丰度最大的离子可 能不是最低同位素质量。注意这个变化是同位素分布，它将影响你分 析的结果。
三重四级杆质谱仪原理详解
质量分析器的性能特点
三重四级杆质谱仪原理详解
第一个四极杆在选择性离子监测模式，第二个在全扫描监测模式
QQQ多级质谱：母离子扫描
• •
在母离子扫描中，Q1测定母离子，Q3测定某个特定 的碎片离子，因此可在非常复杂的混合物中监测某种 特定的分子。 在下面的例子中，睾丸激素在母碎片（m/z 367）中 碎片m/z 97得到选择性监测，具有极高的灵敏度和精 确的定量分析。
采集类型：QQQ质谱仪
三重四极杆: SRM 或MRM
多反应监测（MRM）
QQQ 应用
•
• •
采用QQQ,分析者可以采用最少的样品制备步骤。 经常用于少量化合物的高通量定量分析，而 不用 于大量化合物同时高通量分析。。
一些例子：
•食品中的农药和除草剂 • 人类体液中的违禁药物 • 地表水的药物 • 生物基体中的药物
什么是碰撞诱导解离（CID）？
这是一个通过中性分子的碰撞把能量传递给离子的过程。 这种能量传递足以使分子键断裂和所选择的离子重排。 为什么它那么重要？
在70年代初期McLafferty (JACS, 95, 3886, 1973) 论证 了从离子观测得的键断裂和重排，表明了CID是中性分子 的分子结构的典型代表。 结构阐述 用主要的分裂机理方式解释CID谱图。
QQQ多级质谱：单个反应监测(SRM)
选择某一质量的母离子，Q2碰撞单元产生碎片离子。 Q3只分析一个碎片离子。此过程产生一个简单的单个离 子碎片谱图。
QQQ多级质谱：多反应监测
Q1选择某一质量的母离子，碰撞单元产生碎片离子。 Q3用于搜寻多个选择反应监测，这就是多重反应监测 （MRM）。
QQQ多级质谱：中性丢失扫描
在QQQ中进行中性丢失扫描，Q1和Q3分析器的结合使 灵敏度 和选择性得到最大化。Q1/Q3中性丢失扫描可监 测母离子特定的中性丢失，例如缩氨酸磷酸盐中一个磷酸 根的丢失。在这个例子中，Q1和Q3的扫描得到母离子的 谱图，这张谱图是母离子为了磷酸化，丢失了碎片98而得 到的。
三重四级杆质谱仪原理详解
用主要的分裂机理方式解释CID谱图。
多级质谱分析
两种型号的质谱/质谱 时间串联的质谱/质谱
或 空间串联的质谱/质谱
时间串联多级质谱分析：通过离子阱质量分析器实现
时间串联多级质量分析是通过同一个分析器实现的，分 离出所需的离子，使之断裂，并分析碎片离子。
时间串联的多级质谱: 离子阱（质谱N）
• 离子在离子阱中静电捕获（无线电频率场见下图） • 通过改变阱里的电场，从而选择特定的离子留在阱里，把
谱分析。
• 对于QQQ，每个分析器有以下单独的作用：
– 第一个四极杆(Q1)根据设定的质荷比范围扫描和选择所需的离 子。
– 第二个四极杆(Q2) ，也称碰撞池，用于聚集和传送离子。在所 选 择离子的飞行途中，引入碰撞气体，例如氮气等。 – 第三个四极杆(Q3)用于分析在碰撞池中产生的碎片离子。
空间串联多级质谱：QQQ
碎片m/z 97得到选择性监测，具有极高的灵敏度和精 确的定量分析。
QQQ在多QQ级Q质中谱进：行中中性性丢丢失失扫扫描描，Q1和Q3分析器的结合使
灵敏度 和选择性得到最大化。Q1/Q3中性丢失扫描可监 测母离子特定的中性丢失，例如缩氨酸磷酸盐中一个磷酸 根的丢失。在这个例子中，Q1和Q3的扫描得到母离子的 谱图，这张谱图是母离子为了磷酸化，丢失了碎片98而得 到的。
一个质量为1000 道尔顿的化合物 1000 ± 2.0 Da (or ± 2000 ppm) 1000 ± 0.5 Da (or ± 500 ppm) 1000 ± 0.1 Da (or ± 100 ppm) 1000 ± 0.01 Da (or ± 10 ppm) 1000 ± 0.002 Da (or ± 2 ppm)
多级质量分析
质谱/质谱方式的介绍
多级质谱分析
两种型号的质谱/质谱 时间串联的质谱/质谱
或 空间串联的质谱/质谱
时间串联多级质谱分析：通过离子阱质量分析器实现
时间串联多级质量分析是通过同一个分析器实现的，分 离出所需的离子，使之断裂，并分析碎片离子。
时间串联的多级质谱: 离子阱（质谱N）
• 离子在离子阱中静电捕获（无线电频率场见下图） • 通过改变阱里的电场，从而选择特定的离子留在阱里，把
谱分析。
• 对于QQQ，每个分析器有以下单独的作用：
– 第一个四极杆(Q1)根据设定的质荷比范围扫描和选择所需的离 子。
– 第二个四极杆(Q2) ，也称碰撞池，用于聚集和传送离子。在所 选 择离子的飞行途中，引入碰撞气体，例如氮气等。 – 第三个四极杆(Q3)用于分析在碰撞池中产生的碎片离子。
空间串联多级质谱：QQQ
碎片m/z 97得到选择性监测，具有极高的灵敏度和精 确的定量分析。
QQQ在多QQ级Q质中谱进：行中中性性丢丢失失扫扫描描，Q1和Q3分析器的结合使
灵敏度 和选择性得到最大化。Q1/Q3中性丢失扫描可监 测母离子特定的中性丢失，例如缩氨酸磷酸盐中一个磷酸 根的丢失。在这个例子中，Q1和Q3的扫描得到母离子的 谱图，这张谱图是母离子为了磷酸化，丢失了碎片98而得 到的。
一个质量为1000 道尔顿的化合物 1000 ± 2.0 Da (or ± 2000 ppm) 1000 ± 0.5 Da (or ± 500 ppm) 1000 ± 0.1 Da (or ± 100 ppm) 1000 ± 0.01 Da (or ± 10 ppm) 1000 ± 0.002 Da (or ± 2 ppm)
多级质量分析
质谱/质谱方式的介绍
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质谱的扫描方式
Full Scan（全扫描）
残留分析的样品基质较为复杂，用全扫描的话，得 到的图可能一个特征的峰都没有
五 质谱是如何得到如此丰富的图谱 的？（质谱的扫描方式）
质谱的扫描方式
SIM（选择离子监控）
五 质谱是如何得到如此丰富的图谱 的？（质谱的扫描方式）
质谱的扫描方式
SIM（选择离子监控）
检测中心培训（一）
080114
液相色谱串联三重四级杆质谱基础知识
一 液质联用
为什么要液质联用？
有很多物质如硝基呋喃类、氨基糖苷 类在常规的检测器如紫外、荧光检测 器上没有响应的
液质联用的实质
质谱仪作为液相色谱的检测器
一 液质联用
液质联用仪
兽药残留中应用最广泛的一种液质联 用仪--液相色谱串联三重四级杆质谱
q2 Q3
Q1
一 液质联用
整个质谱仪的模式图
电喷雾离子源 Q1 q2 Q1 检测器
二 质谱基本原理
质谱：称量离子质量的工具
12 units 0 m/e
二 质谱基本原理
质谱：称量离子质量的工具
12 units 12 m/e
二 质谱基本原理
质谱：称量离子质量的工具
12 units 12 m/e
选择离子流图（SIM)：选取其中几个 特征离子扫描，对保留时间作图，即 得到选择离子色谱图。
三 质谱基本概念
选择离子流图（SIM)：
SIM通过去除本底和其 他无关离子的干扰， 降低噪声，提高选择 性、分辨率和灵敏度， 可使复杂的TIC简化， 对特定化合物的分析 或化合物的分类十分 有用。
三 质谱基本概念
与全扫描相比，基质的影响大大降低，得到一个 m/z特定的峰。 但这就能定性了吗？
五 质谱是如何得到如此丰富的图谱 的？（质谱的扫描方式）
质谱的扫描方式
MRM（多级反应监测）
五 质谱是如何得到如此丰富的图谱 的？（质谱的扫描方式）
质谱的扫描方式
MRM（多级反应监测）
在药残分析中，常用的扫描 方式是多反应监测
我们所做的已知化合物，并且有现成 的方法和图谱
RF/DC
mabove m mbelow
离子源
X+,X-
RF/DC
离子源
质量分析器
检测器
三 质谱基本概念
质谱图
样品的分子在离子源内电离，产生各 种质荷比（m/e）的离子，然后通过质 量分析器按其质荷比分离，分离后的 离子依次被检测器检测并记录下来， 形成一个按质荷比大小排列的图谱。
三 质谱基本概念
三 质谱基本概念
棒状图：
碎片离子峰
分子离子峰
分子离子峰： 进入质谱离子 源的物质在电 离过程中失去 一个电子而形 成的单电荷离 子，它代表该 物质的分子量
三 质谱基本概念
棒状图：
基峰
碎片离子峰
分子离子峰
基峰：丰度最 高的那个峰 离子丰度: 检 测器检测到的 离子信号强度.
四 质谱进行定性分析
质谱图：
棒状图：
对于电喷雾串联三重四级杆质谱，Q1中 离子还是完整的（母离子），分子在q2中 与Ar碰撞，产生子离子，子离子在Q3中 分离，并为计算机所记录，可得到棒状图
三 质谱基本概念
棒状图：
横坐标是质荷比 (m/z)、纵坐标是 离子的相对强度， 以基峰为100%、 经过计算机处理 的质谱棒状谱图 称为棒图。
质谱怎么确证物质的？
色谱的保留时间 母离子的质荷比 子离子的特征
四 质谱进行定性分析
欧盟2002/657/EC指令中规定在农药和兽 药残留分析中以质谱作为确认方法，必 须达到4点的要求，才能满足鉴定 LC/MS/MS，一个母离子为1点，一个子 离子为1.5点，那么确认时只需选择1个 母离子和2个子离子即可达到4点的要 求——二级质谱很容易到达此要求
五 质谱是如何得到如此丰富的图谱 的？（质谱的扫描方式）
质谱的扫描方式
MRM（多级反应监测）
多组分同时分析 共流出物的分析 母离子-子离子关系明确，定性能力强 复杂样品、脏样品的分析 同位素内标的使用
六 质谱图的解释
质谱图的解释
质谱最难的是图谱的解析
参考书有，王光辉著《有机质谱解析》 经验
质谱分析法：主要是通过对样品离子质 荷比的分析而实现对样品进行定性和定 量的一种方法 质荷比：指带电粒子的质量与所带电荷 之比值。以m/e表示。是质谱分析中的一 个重要参数，不同m/e值的粒子在一定电 磁场下，所运行的轨迹是不同的。
三 质谱基本概念
只有一定质荷比的离子才能通过质 量分离器而被检测器所感应
四 质谱进行定量分析
质谱的定量计算
用LC-MS/MS进行定量分析，其基本方 法与普通液相色谱法相同。 即通过色谱峰面积和标样进行定量。
五 质谱是如何得到如此丰富的图谱 的？（质谱的扫描方式）
质谱的扫描方式
Full Scan（全扫描）
五 质谱是如何得到如此丰富的图谱 的？（质谱的扫描方式）
8
9
10 11 12 13 14 15 16
二 质谱基本原理
质谱：称量离子质量的工具
12 uni 14 15 16
二 质谱基本原理
质谱：称量离子质量的工具
12 m/e
分子的数量
8
9
10 11 12 13 14 15 16
质荷比
三 质谱基本概念
质谱图
总离子流图（TIC）：计算机可以把采 集到的每个质谱的所有离子相加得到 总离子强度,总离子强度随时间变化的 曲线就是总离子色谱图
三 质谱基本概念
总离子流图（TIC）
总离子流图的横座标是出峰时间,纵座标是峰高。总离 子色谱图与一般色谱仪得到的色谱图基本上是一样的。
三 质谱基本概念
质谱图
数据处理系统 液相色谱
质谱
一 液质联用
液质联用仪的组成
大气 真空系统
液相色 谱
样品入 口
离子化 （离子源 ）
质量分析 器
检测器
数据系 统
质谱部分
一 液质联用
离子源
最常用的离子源-电喷雾离子源（ESI)
干燥 气 四极预 杆
喷雾针装置
喷雾室
毛细 管
一 液质联用
质量分离器
兽药残留最常用的是三重串联四级杆（QqQ）