基于质谱技术分析方法简介
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高效液相色谱-质谱联用 气相色谱-质谱联用 串联质谱及其作用
高效液相色谱-质谱联用
数据及供电系统 ┏━━━━┳━━━━━╋━━━━━━┓ 进样系统 离子源 质量分析器 检测接收器 ┗━━━━━╋━━━━━━┛ 真空系统
高效液相色谱-质谱联用
混合样品注入色谱仪后，经色谱柱得到分离。从色谱仪 流出的被分离组分依次通过接口进入质谱仪。在质谱仪 中首先于离子源处被离子化，然后离子在加速电压作用 下进入质量分析器进行质量分离。分离后的离子按质量 的大小，先后由收集器收集，并记录质谱图。根据质谱 峰的位置和强度可对样品的成分和其结构进行分析。但 是，在液相色谱仪和质谱仪联用时，传统的HPLC系统中 遇到的流量和质谱仪要求的真空之间存在的难以协调性 似乎太大了。再者，HPLC缺乏灵敏性、选择性和通用的 检测器也是HPLC和MS联用的推动力。为了克服这一明 显的不相容问题，需要解决以下困难。
高效液相色谱-质谱联用
色谱仪与质谱仪的压力匹配问题 质谱仪要求在高真空［1.33×（10-2-10-5）Pa 即10-510-7mmHg］情况下工作，而液相色谱仪柱后压力约 为常压（760mmHg，即101325）。色谱流出物直接 引入质谱的离子源时，可能破坏质谱仪的真空度而不 能正常工作。要与一般在常压下工作的液质接口相匹 配并维持足够的真空，其方法只能是增大真空泵的抽 速，维持一个必要的动态高真空。所以现有商品仪器 的LC-MS设计均增加了真空泵的抽速并采用了分段、 多级抽真空的方法，形成真空梯度来满足接口和质谱 正常工作的要求。
高效液相色谱-质谱联用
接口
一、直接液体导入接口 二、传送带式接口 三、热喷雾接口 四、粒子束接口 五、快原子轰击 六、基质辅助激光解吸离子化（MALDI） 七、大气压离子化技术
高效液相色谱-质谱联用 大气压离子化技术（ ）是一类软离子 粒子束接口（ 传送带式接口（ PB MB ）由雾化器、去溶剂室、分离器 ）是将 LC 柱后流出的洗脱 基质辅助激光解吸离子化技术是采用短的脉冲 热喷雾接口： LC 洗脱物通过一根电阻式加热毛细管进 直接液体导入接口（ DLIAPI ）是将 HPLC的流动相 入一个专门设计的加热的离子室。毛细管内径约 0.1mm， 液，不停地由传送带送入 激光（ 1-10ns）使样品分子离子化后进入质谱 MS离子源。传送带的 和输送管四部分组成。流动相及被分析物在常压 化方式，它的出现，成功地解决了液相 沿着进样杆流动，然后通过一个直径为 3-5μm 比 DLI LC-MS 的取样孔要大得多。毛细管的温度调节到 仪分析。 MALDI 以激光照射靶面的方式提供离 调整依据流动相的组成进行。在传送过程中， 下借助气动雾化产生气溶胶，在粒子束接口中， 的针孔，使液体射入质谱计的 CI离子源中。仅 色谱和质谱联用的接口问题，使液相色 溶剂部分蒸发的程度。于是产生蒸气超声喷射，在含水 样品闪蒸解离进入离子源，进入离子源前，流 待测分子是通过一个动量分离器与溶剂分离的。 子化能量，样品底物中加入某些小分子有机酸 仅大约 10-50μl/min的液流，就如小液滴流一样 谱-质谱联用逐渐发展成为成熟的技术。 溶剂（电离的）情况下，喷射中含有夹带着荷电小液滴 作为质子供体。一般MALDI的操作是将液体样 动相通过两个不同的泵和真空阀在减压条件下 此气溶胶扩展进加热的去溶剂室，在那里含在另 可进入离子源，否则质谱计的泵系统将被损伤。 的雾状物。统计上，荷电产生并非通过外部电场。 TSP API主要包括电喷雾离子化（ESI）、离 加热除去，传送带式接口的优点是对样品的收 一附加气流中的小粒子将在动量分离器中与大多 品加入进样杆中，经加热、抽气使之形成结晶。 当它通过一个加热的去溶剂区域时，溶剂蒸发。 离子室是加热的，并由前级真空泵预抽真空。当液滴经 子喷雾离子化（ ISI ）和大气压化学离子 集率和富集率都高。缺点是移动带的记忆效应 数溶剂分子分离。而后经一根加热的转移管进入 将进样杆推入接口，在激光的照射和数万伏高 过离子源时，它们继续蒸发和变小。这样就有效地增加 在完全进入离子源后，这些蒸气由电子轰击源 化（ APCI）3种模式。它们的共同点是 了荷电液滴的场梯度。最终梯度高达足以使其成为自由 不易削除，高的流动带背景在测定低质量化合 质谱。分析物小粒子在离子源与热源室的壁碰撞 电压的作用下，肉桂酸可以将质子传递给样品 电离，在所使用的离子源压力下（约 1 离子而从液滴表面放出。这些离子通过取样锥内的小孔 样品的离子化在处于大气压下的离子化 物时极为不利；分析物的范围限制在热稳定的 而分解。蒸发掉残余的溶剂，释放出的气态待测 分子使之离子化，经高电场的“抽取”相“排 torr,1torr=133.322Pa ），CI等离子体形成。因 离开 TSP离子源。这些离子可用传统的质谱仪进行质量 化合物。 分子即可用所选的方法（主要为 斥”作用直接进入真空。 EI或CI）进行离 室完成，离子化效率高，大大增强了分 为溶剂蒸气大大超过任何样品量，当分析物洗 分析。 子化。 脱导入离子源后，用 CI方式使之电离。 析的灵敏度和稳定性。
高效液相色谱-质谱联用
色谱仪与质谱仪的流量匹配问题
一般质谱仪最多只允许1-2ml/min气体进入离子源，而流量为 1ml/min的液体流动相汽化后，气体的流量为150-1200ml/min。
汽化问题
被色谱分离后的样品必须以气态的、未发生裂解和分子重排的 形式进入质谱仪离子源。这就要求色谱流出物在进入质谱仪以前 汽化。HPLC的流出物为液体，必须采用不使组分发生化学变化 的方法使之汽化。 为了克服这一限制所采用的方法有： （1）扩大MS真空系统的抽气容量； （2）在引入真空系统之前除去溶剂； （3）牺牲灵敏度，分流流出物； （4）使用可在较低流量下有效工作的微型LC柱。
高效液相色谱-质谱联用
液质联用技术就是将液相色谱和质谱仪通过一 种称为“接口”的装置直接联接起来，将通过液 相色谱仪分离开的各种组分逐一通过接口送入到 质谱仪中进行分析。因Biblioteka Baidu，接口是色谱联用技术 中的关键装置，它要协调前后两种仪器的矛盾， 既要不影响前一级色谱仪器对组分的分离性能， 又要同时满足后一级质谱仪对样品进样的要求和 仪器的工作条件。接口将两种分析仪器的分析方 法结合起来，协同作用，取长补短，获得了两种 仪器单独使用时所不具备的功能。
高效液相色谱-质谱联用 气相色谱-质谱联用 串联质谱及其作用
高效液相色谱-质谱联用
数据及供电系统 ┏━━━━┳━━━━━╋━━━━━━┓ 进样系统 离子源 质量分析器 检测接收器 ┗━━━━━╋━━━━━━┛ 真空系统
高效液相色谱-质谱联用
混合样品注入色谱仪后，经色谱柱得到分离。从色谱仪 流出的被分离组分依次通过接口进入质谱仪。在质谱仪 中首先于离子源处被离子化，然后离子在加速电压作用 下进入质量分析器进行质量分离。分离后的离子按质量 的大小，先后由收集器收集，并记录质谱图。根据质谱 峰的位置和强度可对样品的成分和其结构进行分析。但 是，在液相色谱仪和质谱仪联用时，传统的HPLC系统中 遇到的流量和质谱仪要求的真空之间存在的难以协调性 似乎太大了。再者，HPLC缺乏灵敏性、选择性和通用的 检测器也是HPLC和MS联用的推动力。为了克服这一明 显的不相容问题，需要解决以下困难。
高效液相色谱-质谱联用
色谱仪与质谱仪的压力匹配问题 质谱仪要求在高真空［1.33×（10-2-10-5）Pa 即10-510-7mmHg］情况下工作，而液相色谱仪柱后压力约 为常压（760mmHg，即101325）。色谱流出物直接 引入质谱的离子源时，可能破坏质谱仪的真空度而不 能正常工作。要与一般在常压下工作的液质接口相匹 配并维持足够的真空，其方法只能是增大真空泵的抽 速，维持一个必要的动态高真空。所以现有商品仪器 的LC-MS设计均增加了真空泵的抽速并采用了分段、 多级抽真空的方法，形成真空梯度来满足接口和质谱 正常工作的要求。
高效液相色谱-质谱联用
接口
一、直接液体导入接口 二、传送带式接口 三、热喷雾接口 四、粒子束接口 五、快原子轰击 六、基质辅助激光解吸离子化（MALDI） 七、大气压离子化技术
高效液相色谱-质谱联用 大气压离子化技术（ ）是一类软离子 粒子束接口（ 传送带式接口（ PB MB ）由雾化器、去溶剂室、分离器 ）是将 LC 柱后流出的洗脱 基质辅助激光解吸离子化技术是采用短的脉冲 热喷雾接口： LC 洗脱物通过一根电阻式加热毛细管进 直接液体导入接口（ DLIAPI ）是将 HPLC的流动相 入一个专门设计的加热的离子室。毛细管内径约 0.1mm， 液，不停地由传送带送入 激光（ 1-10ns）使样品分子离子化后进入质谱 MS离子源。传送带的 和输送管四部分组成。流动相及被分析物在常压 化方式，它的出现，成功地解决了液相 沿着进样杆流动，然后通过一个直径为 3-5μm 比 DLI LC-MS 的取样孔要大得多。毛细管的温度调节到 仪分析。 MALDI 以激光照射靶面的方式提供离 调整依据流动相的组成进行。在传送过程中， 下借助气动雾化产生气溶胶，在粒子束接口中， 的针孔，使液体射入质谱计的 CI离子源中。仅 色谱和质谱联用的接口问题，使液相色 溶剂部分蒸发的程度。于是产生蒸气超声喷射，在含水 样品闪蒸解离进入离子源，进入离子源前，流 待测分子是通过一个动量分离器与溶剂分离的。 子化能量，样品底物中加入某些小分子有机酸 仅大约 10-50μl/min的液流，就如小液滴流一样 谱-质谱联用逐渐发展成为成熟的技术。 溶剂（电离的）情况下，喷射中含有夹带着荷电小液滴 作为质子供体。一般MALDI的操作是将液体样 动相通过两个不同的泵和真空阀在减压条件下 此气溶胶扩展进加热的去溶剂室，在那里含在另 可进入离子源，否则质谱计的泵系统将被损伤。 的雾状物。统计上，荷电产生并非通过外部电场。 TSP API主要包括电喷雾离子化（ESI）、离 加热除去，传送带式接口的优点是对样品的收 一附加气流中的小粒子将在动量分离器中与大多 品加入进样杆中，经加热、抽气使之形成结晶。 当它通过一个加热的去溶剂区域时，溶剂蒸发。 离子室是加热的，并由前级真空泵预抽真空。当液滴经 子喷雾离子化（ ISI ）和大气压化学离子 集率和富集率都高。缺点是移动带的记忆效应 数溶剂分子分离。而后经一根加热的转移管进入 将进样杆推入接口，在激光的照射和数万伏高 过离子源时，它们继续蒸发和变小。这样就有效地增加 在完全进入离子源后，这些蒸气由电子轰击源 化（ APCI）3种模式。它们的共同点是 了荷电液滴的场梯度。最终梯度高达足以使其成为自由 不易削除，高的流动带背景在测定低质量化合 质谱。分析物小粒子在离子源与热源室的壁碰撞 电压的作用下，肉桂酸可以将质子传递给样品 电离，在所使用的离子源压力下（约 1 离子而从液滴表面放出。这些离子通过取样锥内的小孔 样品的离子化在处于大气压下的离子化 物时极为不利；分析物的范围限制在热稳定的 而分解。蒸发掉残余的溶剂，释放出的气态待测 分子使之离子化，经高电场的“抽取”相“排 torr,1torr=133.322Pa ），CI等离子体形成。因 离开 TSP离子源。这些离子可用传统的质谱仪进行质量 化合物。 分子即可用所选的方法（主要为 斥”作用直接进入真空。 EI或CI）进行离 室完成，离子化效率高，大大增强了分 为溶剂蒸气大大超过任何样品量，当分析物洗 分析。 子化。 脱导入离子源后，用 CI方式使之电离。 析的灵敏度和稳定性。
高效液相色谱-质谱联用
色谱仪与质谱仪的流量匹配问题
一般质谱仪最多只允许1-2ml/min气体进入离子源，而流量为 1ml/min的液体流动相汽化后，气体的流量为150-1200ml/min。
汽化问题
被色谱分离后的样品必须以气态的、未发生裂解和分子重排的 形式进入质谱仪离子源。这就要求色谱流出物在进入质谱仪以前 汽化。HPLC的流出物为液体，必须采用不使组分发生化学变化 的方法使之汽化。 为了克服这一限制所采用的方法有： （1）扩大MS真空系统的抽气容量； （2）在引入真空系统之前除去溶剂； （3）牺牲灵敏度，分流流出物； （4）使用可在较低流量下有效工作的微型LC柱。
高效液相色谱-质谱联用
液质联用技术就是将液相色谱和质谱仪通过一 种称为“接口”的装置直接联接起来，将通过液 相色谱仪分离开的各种组分逐一通过接口送入到 质谱仪中进行分析。因Biblioteka Baidu，接口是色谱联用技术 中的关键装置，它要协调前后两种仪器的矛盾， 既要不影响前一级色谱仪器对组分的分离性能， 又要同时满足后一级质谱仪对样品进样的要求和 仪器的工作条件。接口将两种分析仪器的分析方 法结合起来，协同作用，取长补短，获得了两种 仪器单独使用时所不具备的功能。