质谱技术简介及其在医学检验中的应用
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• Must remove solvent to “see” analyte
• Historically: extra pumping and heating • Applicable to electrospray ionisation
• ESI: see later
离子源
分子失去电子，生成带正电荷的分子离子 分子离子可进一步裂解，生成质量更小的碎片离子 50-70eV M + e M
进样系统
• 在不破坏真空度的情况下，使样品进入离子源。 • 气体可通过储气器进入离子源。 • 易挥Βιβλιοθήκη Baidu的液体，在进样系统内汽化后进入离子 源。 • 难挥发的液体或固体样品，通过探针直接插入 离子源。
Sample Introduction: （直接进样杆） Direct Insertion Probe (DIP)
+.
M .
-
+ 2e 小于1% +. +
M
+.
A B
+ + . R C D
+.
+
中性分子或碎片
质量分析器
◆ 质量分析器是质谱计的核心 ◆ 不同类型的质量分析器构成不同类型的质谱计 ◆ 不同类型的质谱计其功能，应用范围，原理，
实验方法均有所不同。
检测记录系统
质量分析器分离并加以聚焦的离子束， 按m/z的大小依次通过狭缝，到达收集器。 经接收放大后被记录。
灵敏度高，能检测纳克(ng)级样品；
有些化合物的分子离子不出现或很弱
基质辅助激光解吸电离(MALDI)
基本原理： 将样品分散在基质分子中并形成共结晶后直接进样, 当用激光(337 nm的氮激 光或355 nm的固体激光器)照射晶体时, 基质吸收了激光的大部分能量，使基质分子 和样品获得能量投射到气相并得到电离，成为带电荷的离子。因此基质在样品离子 形成过程中起到了质子化或去质子化的作用，使样品分子带上正电荷或负电荷，成 为带电荷的离子。 离子源特点: 1、使用脉冲式激光； 2、产生单电荷离子和部分双单电荷离子，质谱图中的谱峰与样品各组分的质量 数有一一对应关系； 3、离子化效率高，灵敏度高 (fmol～amol) 常用基质： 芥子酸(3,5-二甲氧基-4-羟基肉桂酸)（SA)、龙胆酸(2,5-二羟基苯甲酸)(DHB)、 α-氰基-4-羟基肉桂酸(CHCA)、吡啶甲酸(PA)、3-羟基吡啶甲酸(3HPA)。
质谱的特征
准确 快速 高通量 微量
检测成本低
能够分析分子结构
目录
CONTENT
目录
CONTENT
质谱仪是按照离子的质荷比(m/z)不同,来分离不同分子量
的分子.测定分子量进行成分和结构分析. 离子的生成方式有失去或捕获电荷(如:电子发射,质子化或 去质子化)
质谱计框图
质谱技术简介及其在 医学检验中的应用
MS Technology in medical laboratory
质谱 • 光谱
通常医学检验方法是基于光谱的分析。 质谱是运用电磁学原理，对荷电分子、亚稳 分子碎片进行分离、分析，与光谱学分析完全 不同。 随着质谱技术的发展，质谱在质检、环境、
临床检验中的应用越来越广泛。
基质辅助激光解析电离 Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization, MALDI 电喷雾电离 Electrospray Ionization, ESI 大气压化学电离 Atmospheric Pressure Chemical Ionization, APCI
• Direct insertion probe
• Conceptually very easy, practically very tricky
Sample Ceramic tip
Vacuum seals
Sample Introduction: Gas Chromatogram-MS (GC-MS)
检 测 器
EI源 FAB源 MALDI源
Quadruopole
电子倍增器
Ion trap
Time-of-flight
闪烁计数器
ESI源
质谱计构造:真空系统
• 离子源和质量分析器的真空度需保持在 10–4 ~ 10–5 Pa和10–5 ~ 10–6 Pa。 因为： – 大量氧会烧坏离子源的灯丝； – 用作加速离子的几千伏高压会引起放电； – 引起额外的离子－分子反应，改变裂解模型， 谱图复杂化。
离子化的方法
电子轰击电离 化学离子化 Electron Impact Ionization, EI Chemical Ionization, CI 场电离，场解吸 Field Ionization FD, Field Desorption FD
快原子轰击
Fast Atom Bombardment, FAB
真空系统
进样系统
Sample inlet
离子源 加速区
Ionisation source
Ion separation
质量分析器
Output
计算机数据 处理系统
检测器
Detector
离子源
质量过滤/分析器
进样部分 样品板 LC或GC + + +
+++ + + + + +++ ++ + + + + + + + + + +++++ +++ +++ ++
• GC output to mass spectrometer
• Sample already in gas phase
Sample + He from GC
He Vacuum pump
Sample
To MS
Sample Introduction: Liquid Chromatogram-MS (LC-MS)
• Direct infusion of sample in solution
• Syringe pump: slow steady infusion
• Output from HPLC
• Separation and identification of components
• Vast majority of solution is solvent
电子轰击电离
Electron Impact （EI）
+
+ +
+ +
(M-R2)+ (M-R1)+ M+ (M-R3)+ Mass Spectrometer
: R1 : R2 : R3 : R4 :e
电子轰击电离 EI
电子轰击电离又称为电子轰击，或电子电离。是应用最 普遍，发展最成熟的电离方法。
轰击电压 50-70eV, 有机分子的电离电位一般为7-15eV。 可提供丰富的结构信息。
• Historically: extra pumping and heating • Applicable to electrospray ionisation
• ESI: see later
离子源
分子失去电子，生成带正电荷的分子离子 分子离子可进一步裂解，生成质量更小的碎片离子 50-70eV M + e M
进样系统
• 在不破坏真空度的情况下，使样品进入离子源。 • 气体可通过储气器进入离子源。 • 易挥Βιβλιοθήκη Baidu的液体，在进样系统内汽化后进入离子 源。 • 难挥发的液体或固体样品，通过探针直接插入 离子源。
Sample Introduction: （直接进样杆） Direct Insertion Probe (DIP)
+.
M .
-
+ 2e 小于1% +. +
M
+.
A B
+ + . R C D
+.
+
中性分子或碎片
质量分析器
◆ 质量分析器是质谱计的核心 ◆ 不同类型的质量分析器构成不同类型的质谱计 ◆ 不同类型的质谱计其功能，应用范围，原理，
实验方法均有所不同。
检测记录系统
质量分析器分离并加以聚焦的离子束， 按m/z的大小依次通过狭缝，到达收集器。 经接收放大后被记录。
灵敏度高，能检测纳克(ng)级样品；
有些化合物的分子离子不出现或很弱
基质辅助激光解吸电离(MALDI)
基本原理： 将样品分散在基质分子中并形成共结晶后直接进样, 当用激光(337 nm的氮激 光或355 nm的固体激光器)照射晶体时, 基质吸收了激光的大部分能量，使基质分子 和样品获得能量投射到气相并得到电离，成为带电荷的离子。因此基质在样品离子 形成过程中起到了质子化或去质子化的作用，使样品分子带上正电荷或负电荷，成 为带电荷的离子。 离子源特点: 1、使用脉冲式激光； 2、产生单电荷离子和部分双单电荷离子，质谱图中的谱峰与样品各组分的质量 数有一一对应关系； 3、离子化效率高，灵敏度高 (fmol～amol) 常用基质： 芥子酸(3,5-二甲氧基-4-羟基肉桂酸)（SA)、龙胆酸(2,5-二羟基苯甲酸)(DHB)、 α-氰基-4-羟基肉桂酸(CHCA)、吡啶甲酸(PA)、3-羟基吡啶甲酸(3HPA)。
质谱的特征
准确 快速 高通量 微量
检测成本低
能够分析分子结构
目录
CONTENT
目录
CONTENT
质谱仪是按照离子的质荷比(m/z)不同,来分离不同分子量
的分子.测定分子量进行成分和结构分析. 离子的生成方式有失去或捕获电荷(如:电子发射,质子化或 去质子化)
质谱计框图
质谱技术简介及其在 医学检验中的应用
MS Technology in medical laboratory
质谱 • 光谱
通常医学检验方法是基于光谱的分析。 质谱是运用电磁学原理，对荷电分子、亚稳 分子碎片进行分离、分析，与光谱学分析完全 不同。 随着质谱技术的发展，质谱在质检、环境、
临床检验中的应用越来越广泛。
基质辅助激光解析电离 Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization, MALDI 电喷雾电离 Electrospray Ionization, ESI 大气压化学电离 Atmospheric Pressure Chemical Ionization, APCI
• Direct insertion probe
• Conceptually very easy, practically very tricky
Sample Ceramic tip
Vacuum seals
Sample Introduction: Gas Chromatogram-MS (GC-MS)
检 测 器
EI源 FAB源 MALDI源
Quadruopole
电子倍增器
Ion trap
Time-of-flight
闪烁计数器
ESI源
质谱计构造:真空系统
• 离子源和质量分析器的真空度需保持在 10–4 ~ 10–5 Pa和10–5 ~ 10–6 Pa。 因为： – 大量氧会烧坏离子源的灯丝； – 用作加速离子的几千伏高压会引起放电； – 引起额外的离子－分子反应，改变裂解模型， 谱图复杂化。
离子化的方法
电子轰击电离 化学离子化 Electron Impact Ionization, EI Chemical Ionization, CI 场电离，场解吸 Field Ionization FD, Field Desorption FD
快原子轰击
Fast Atom Bombardment, FAB
真空系统
进样系统
Sample inlet
离子源 加速区
Ionisation source
Ion separation
质量分析器
Output
计算机数据 处理系统
检测器
Detector
离子源
质量过滤/分析器
进样部分 样品板 LC或GC + + +
+++ + + + + +++ ++ + + + + + + + + + +++++ +++ +++ ++
• GC output to mass spectrometer
• Sample already in gas phase
Sample + He from GC
He Vacuum pump
Sample
To MS
Sample Introduction: Liquid Chromatogram-MS (LC-MS)
• Direct infusion of sample in solution
• Syringe pump: slow steady infusion
• Output from HPLC
• Separation and identification of components
• Vast majority of solution is solvent
电子轰击电离
Electron Impact （EI）
+
+ +
+ +
(M-R2)+ (M-R1)+ M+ (M-R3)+ Mass Spectrometer
: R1 : R2 : R3 : R4 :e
电子轰击电离 EI
电子轰击电离又称为电子轰击，或电子电离。是应用最 普遍，发展最成熟的电离方法。
轰击电压 50-70eV, 有机分子的电离电位一般为7-15eV。 可提供丰富的结构信息。