临床色谱质谱检验技术：质谱技术概论（二）.pdf

临床色谱质谱检验技术第一章质谱技术概论主要内容临床色谱质谱检验技术做最优秀的第三方检测机构 To be the Best Independent Laboratories一、复习二、质谱离子源介绍三、小结与思考八临床色谱质谱检验技术金鼠检监King Med Diagnostics恸晶优走的第二右椅洲机均C质谱是什么?0质谱能做什么?O质谱有何独到之处?重要概念质何比,质谱图,同位素O分辨率金限检睑/4 M/神临床色谱质谱检验技术金融检监King Med Diagnostics质谱仪的原理质量分析检测根据质荷比(m/z)分离样品引入Method to vaporize sample金域检验KingMed Diagnostics质谱图数据分析4 r留神，样品引入O气态，液态O固态0色谱O流动注射分析C直接输注C样品靶金嫉检验KingMed Diagnostics离子源：将待分析样品电离，得到带有样品信息的离子电感耦合等离子体电昌源离子源根据待分析物 的化学性质电子电离源(Electron Ionization f EI)s应用最早且最为广泛的一种离子源；，基本原理：利用高能电子与中性气态分子发生作用，使后者电离，电离 生成的碎片离子可用于未知化合物的结构推断；，主要组成：O灯丝o电离室（离子盒）O电子阱（收集级）O永久磁铁O离子光学系统O加热器电子电离源(Electron Ionization f EI)永久磁铁引出与聚焦透镜工电离室=样品蒸气灯丝样品离子电子跳至分析器金照检睑King Med DiagnosticsT50010000V电子电离源(Electron Ionization f EI)分子离子产生：M+e-M+2e-e 丫 c cFragment ionSample from GC金呱检睑King Med Diagnostics4 p留神，,电子电离源(Electron Ionization f EI)A+CD+AB+ABC+-A-B-C-D+e基峰ABCD+BCD+fragment ions(碎片离子)分子离子金照检睑King Med Diagnostics4 r留神，,电子电离源(Electron Ionization f EI),优点：c非选择性电离，只要样品能气 化都能够离子化；o离子化效率高，灵敏度高；c EI谱提供丰富的结构信息，是化 合物的指纹谱；C有庞大的标准谱库供检索，谱 图是在70eV条件下获得的，谱 图重复性好，被称作经典的EI谱O缺点：C样品必须能气化，不适于难挥 发，热不稳定的样品；O有的化合物在EI方式下分子离子 不稳定易碎裂，得不到分子量 信息，谱图复杂解释有一定困 难；C EI方式只能检测正离子，不检测 负离子。气相色谱-质谱仪（GC-MS）岛津 QP2010 Ultra电喷雾电离源(Electrospray Ionization f ESI)雾化气加热头/辅助加热气峻雾针上的 高压使液滴 带电随着带电液 滴中溶剂挥A电喷雾电离源(Electrospray Ionization f ESI)o两种阐述机制：c小分子离子蒸发机制：在喷针针头与施加电压的电极之间形成强电场，该电 场使液体带电，带电的溶液在电场的作用下向带相反电荷的电极运动，并形 成带电的液滴；由于小雾滴的分散，比表面增大，在电场中迅速蒸发，结果 使带电雾滴表面单位面积的场强极高，从而产生液滴的爆裂，重复此过 程，最终产生分子离子；C大分子带电残基机制：首先也是电场使溶液带电，结果形成带电雾滴，带电 的雾滴在电场作用下运动并迅速去溶剂，溶液中分子所带电荷在去溶剂时被 保留在分子上，结果形成离子化的分子。大气压化学电离源(APCI)大气电晕放电针 使离子源的 N2或。2带 电带电荷的N?或02传递 电荷给气化 的溶剂分子真空雾化气(GS1)=Solvent Molecule=Analyte带电的溶剂分子91.Ionisation of solvent molecules簇合物形成XH4：XHMass Analyzer电晕放电针(NC)2.Reaction with analyte molecules;.Formation of,_Orifice(DP)与分析物分子后带电荷的气 化溶剂又将 电荷转移给 分析物ESI与APQ的比较APCI高效液相色谱串联质谱仪（LGMS/MS）API 4000+API 5500高效液相色谱一串联质谱仪（LGMS/MS）Waters TQ-SAglient 6495电感耦合等离子体O电感耦合等离子体（Inductively Coupled Plasma,ICP）在20世纪60年代作为激发光 源被用于原子发射光谱（ICP-AES）分析；O 1974年由美国应用实验室生产出第一台商品仪器，由于灵敏度高、检出限低、线性动态 范围宽、多元素同时测定等优点，在此后二十多年得到较大发展，成为痕量元素分析的主 要技术手段之一；O但ICP-AES存在较为严重的光谱干扰，仪器系统的背景噪音也较大，尤其是在分析某些基 体复杂样品中痕量和超痕量元素时，不能满足信噪比及检出限的要求；O由此出现了新的ICP联用技术一电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）。自1984年第一台商 品仪器问世以来，这项技术已从最初在地质科学研究的应用迅速发展到广泛应用于环境保 护、半导体、生物、医学、冶金、石油、核材料分析等领域，被称为当代分析技术最激动 人心的发展。电感耦合等离子体C等离子体的一般概念O等离子体是指含有一定浓度阴阳离子、能够导电的气体混合物。在等离子体 中，阴阳离子的浓度是相同的，净电荷为零；O通常用氮形成等离子体。氮离子和电子是主要导电物质，一般温度可以达到 10Q00K（常用8000K）;C使用氮气作为等离子气的原因：氮的第一电离能高于绝大多数元素的第一电 离能（除He、F、Ne外），且低于大多数元素的第二电离能（除Ca、Sr、Ba等）o因此，大多数元素在氧气等离子体环境中，只能电离成单电荷离子，进而 可以很容易地由质谱仪器分离并加以检测。0金放检睑KinMed Diagnostics4 r留神，电感耦合等离子体的形成等离子气Plasma gasRF工作线圈(内通循环水)载气_carrier gas辅助气 Aux石英同心炬管mu射频电压诱导氮离子和电子快速 震荡，产生热量(8,000 K)载气将样品气溶胶载到等离 子体的中心，进而样品发生 干燥、去溶剂、解离、原子 化和电离等过程 仲心温度6800K)电感耦合等离子体原理ICP最热部分 8000KRF发生器频率27MHz,样品通道6800K以上样品停留时间为几个毫秒在采样锥口处样品 以正离子形态存在Qy)采桂锥口处正离子浓度、最局，而多原子离子干扰 浓度最徒气溶胶干燥粒子蒸发与解离解离成单原子且电离ICP-MS系统示意MS质谱仪 接口 等离子体源进样系统金国检睑 4 M 用 尚大彳KingMed Diagnostics电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）Agilent 7700基质辅助激光解析电离源为基本原理：2 基质辅助激光解析电离源(matrix-assisted laser desorption/ionization,MALDI)是将待测物与固体有机小分子基质以1:5000以上的比例混合后以激光照射，基质在 吸收激光能量后将其均匀传递给待测物分子，使之气化并形成离子。基质辅助激光解析电离源3核心：O激光：能量密度极大的单色光（波长单一的光束），用于提供激发样品的能里,C基质：MALDI的重要核心组成，主要作用是吸收激光能量并将能量传递给 待测物分子并使之离子化。一溶解性吸光性基质的物质必须具有的特性Y 反应性挥发性解吸作用基质辅助激光解析电离源特点C可检测几十万甚至几百万质量数的分子；O电离方式对样品的破坏性小，质量测定范围大，分子量测定准确；C以单电荷离子为主，因而质谱图较为简单；C与时间飞行质谱仪联用(MALDI-TOF-MS),分析时间快，原则上它可以在一次电离事件中给出所有离子的质谱图；O MALDITOFMS是强力支持蛋白质组学分析的高性能设备。0-才E用科，彳MADLI-TOF-MSs在临床实验室中，成功应用于微生物鉴定工作;s采用该技术后，微生物鉴定的时间明显缩短.鉴定的范圉也更广.特别是对于难鉴定、少见的病原微生物，质二|准确、稳定、高通量、低成本等特点；,生物梅里埃公司于推出了首个同时在美E于临床检验使用的MADLITOFMS系自临床快速鉴定，也是第一种能够在数分电合快速的药敏试验，能在很短的治疗时n 口这将降低发病率和死亡率。/八临床色谱质谱检验技术金融检监King Med DiagnosticsdO掌握质谱离子源0今天重点讲述了几大类离子源?O其特点分别是怎样的？