药物分离与检测科学

《药物分离与检测科学》

Ⅰ、GC-MS

仪器组成：载气系统、进样系统、色谱柱和柱温箱、检测器、数据处理器（《仪器分析》第4版P5-6）

程序升温（temperature programing）（P22）

热导池检测器（TCD）的结构与工作原理（P34-37）

氢火焰离子化检测器（FID）的结构与工作原理（P38-40）

质谱仪的组成：真空系统、进样器、离子源、质量分析器、离子检测器（P394-400）

离子源：是使中性原子或分子电离，并从中引出离子束流的装置

EI（Electron impact ion source，电子轰击离子化）原理（P395）：用离子源电子束由通电加热的灯丝(阴极)发射，由位于离子化另一侧的电气(阳极)所接收，此两极问的电位差决定了电子的能量。大多数标准质谱图是在70ev获得的。具有一定能量的电子与由进样系统进入离子化室的样品蒸气相碰撞，导致样品分子的电离，分子失去或得到一个电子成为有一个不成对电子自由基离子(radical ion)，称为分子离子M+，M+继续受到电子轰击而引起化学键的断裂或分子重排，瞬间产生多种离子。特点：使用最广泛，谱库最完整；电离效率高；结构简单，操作方便；但分子离子峰强度较弱或不出现（因电离能量最高）。

CI（Chemical Ionization，化学电离源）原理(P397)：使用时，往离子源中送入反应气和气化的样品，由于反应气分子与样品分子相比是比较多的，所以反应气先被轰击电子电离成离子，然后反应气离子和样品分子发生反应，产生样品离子。以甲烷反应气为例，部分反应为：

多用于不稳定的样品分子。特点：准分子离子峰的强度高，碎片离子峰少，强度低。软离子化（Soft Ionization）：给样品较小能量的电离方法为软电离方法，得到丰度高的分子离子峰或准分子离子峰，但能供结构信息的碎片离子较少；ESI、MADLI

硬离子化（Hard Ionization）：能给样品较大能量的电离方法为硬电离方法，多得到碎片离子峰，有助于分析化合物结构，EI、CI、FAB。

GC与MS的连接：喷射式分子分离器，载气带着组分气体，一起从色谱柱流出，经过一小孔加速喷射进入分离器的喷射腔中，分离器进行抽气减压，由于载气分子量小，扩散速度快，经喷咀后，很快扩散开来并被抽走。而组分气体分子的质量大，扩散速度慢，依靠其惯性运动，继续向前运动而进入捕捉器中。必要时使用多次喷射，经分子分离器后，50%以上的组分分子被浓缩并进入离子源中，而压力也降至约1.3×10-2Pa。

Ⅱ、LC-MS

梯度洗脱（Gradient elution）（P84）

HPLC的分离原理：液液分配、液固吸附、离子对、离子交换，空间排阻（P70-77）MALDI（Matrix-Assisted Laser Desorption，基质辅助激光解吸电离）MALDI的原理是用激光照射样品与基质形成的共结晶薄膜，基质从激光中吸收能量传递给生物分子，而电离过程中将质子转移到生物分子或从生物分子得到质子，而使生物分子电离的过程。因此它是一种软电离技术，适用于混合物及生物大分子的测定。

ESI（Electron Spray Ionization，电喷雾离子源）：经液相色谱分离的样品溶液流入离子源。在N2流下汽化后进入强电场区域，强电场形成的库仑力使小液滴样品离子化，借助于逆流加热N2分子离子颗粒表面液体进一步蒸发，使分子离子相互排斥形成微小分子离子颗粒。

样品溶液通过毛细管喷嘴喷出，带电液滴被静电场吸向质谱入口，同时伴随干燥或加热干燥气体吹送，使液滴表面溶剂挥发，液滴体积变小，表面电荷密度变大，当同种电荷之间的库仑斥力达到雷利极限时，突破表面张力，液滴爆裂为更小的带电液滴，这一过程不断重复，使最终的液滴非常细小，呈喷雾状，此时液滴表面电场非常强大，使分析物离子化，带单电荷或多电荷。

特点：软电离，既可以分析小分子，又可以分析大分子。

APCI（Atmospheric Pressure Chemical Ionization，大气压化学电离源）从液相色谱流出的样品溶液进入一具有雾化气套管的毛细管，被氮气流雾化，通过加热管时被气化。在加热管端进行电晕尖端放电，溶剂分子被电离，充当反应气，与样品气态分子碰撞，经过复杂的反应过程，样品分子生成准分子离子。

APPI（大气压光致离子化）

质量分析器：

术语：灵敏度（sensitivity）：单位量的样品产生的信号强度；

分辨率（resolution）:如果质谱仪在质量M处刚刚分开M和M+△M两个质量的离子，则R=M/△M；

质量范围：所能测定的质荷比的范围；

质量稳定性：常用一定时间为质量漂移的质量单位来表示；

质量精度（准确度）：是多次测量的离子实测值（M）与理论值（M0）的相对标准偏差。

四级杆质量分析器（quadrupole-MS,Q-MS）（P403）

离子阱质谱（Ion-trap MS）（P404）

飞行时间质量分析器（Time of flight，TOF）(p404)

串联质谱：

三重四级杆（Triple Quadrupole MS，QqQ，空间串联）（P425）

四级杆-TOF（Q-TOF，空间串联）

离子阱质谱（时间串联）

CID（collision-induced dissociation，碰撞诱导解离）通过与中性分子碰撞将能量传递给离子的过程。能量传递足以导致键的开裂和重排。

通过CID会产生碎片，碎裂过程如下：ABCD+→ABC+ + D（中性碎片）

电荷保留在质子亲和势较高的碎片上。

MRM（multiple reaction monitoring，多反应监测）MRM技术是一种基于已知或假定的反应离子信息，有针对性地选择数据进行质谱信号采集，对符合规则的离子进行信号记录，去除不符合规则离子信号的干扰，通过对数据的统计分析从而获取质谱定量信息的质谱技术。MRM技术是在单反应监测(single reaction monitoring, SRM)技术的基础上演化而来的。对于MRM技术而言关键在于首先要能够检测到具有特异性的母离子，然后只将选定的特异性母离子进行碰撞诱导(collision-induced)，最后去除其他子离子的干扰，只对选定的特异子离子进行质谱信号的采集。具有灵敏、准确和特异等优点

TIC（Total ion current/chromatogram，总离子流图）在GC-MS或LC-MS等方法中使用的一种色谱图。质量分析器在可能出现的质荷比范围内以固定时间间隔重复地扫描，检测系统就可连续不断的得到变化着的质谱信号。计算机一边收集存储，一边将每次扫描的离子流求和，获得总离子流。总离子流随时间变化的图谱称为总离子流色谱图(TIC)。

EIC（Extracted ion current/chromatogram，萃取离子流图）从TIC中提取的某个离子的色谱图。

ICP（Inducting coupled plasma, 电感耦合高频等离子体）等离子体是一种由自由电子、离子、中性原子与分子所组成的在总体上呈中性的气体。当在感应线圈上施加高频电场时，由于某