Waters质谱名词术语.pdf

质谱名词术语质谱名词术语Waters 中国有限公司中国有限公司培训中心培训中心2006 Waters Corporation什么是质谱分析法？什么是质谱分析法？?质谱分析质谱分析先将中性分子离子化，再顺次分离和记录各种离子的质荷比和丰度先将中性分子离子化，再顺次分离和记录各种离子的质荷比和丰度(强度强度)，从而实现分析目的的一种分析方法。，从而实现分析目的的一种分析方法。2006 Waters Corporation什么是质谱什么是质谱(Mass Spectrum)？?不同质荷比的离子经质量分析器分离不同质荷比的离子经质量分析器分离,而后被检测并记而后被检测并记录下来的谱图叫作质谱图。简称质谱。录下来的谱图叫作质谱图。简称质谱。?质谱图的横坐标是质荷比质谱图的横坐标是质荷比(m/z)，纵坐标是离子强度，纵坐标是离子强度?质谱法质谱法(Mass Spectrometry)即质谱分析法即质谱分析法,一般一般亦简称为质谱亦简称为质谱?质谱计质谱计(Mass Spectrometer):采用顺次记录各种质荷采用顺次记录各种质荷比离子的强度的方式测量化合物质谱的仪器比离子的强度的方式测量化合物质谱的仪器?质谱仪质谱仪(Mass Spectrography):采用干板记录方式采用干板记录方式,同时记录下所有离子的质谱仪器同时记录下所有离子的质谱仪器2006 Waters Corporation氯霉素的质谱图氯霉素的质谱图2006 Waters Corporation质谱基础知识质谱基础知识?质谱中采用的质量单位质谱中采用的质量单位?Da=Dalton(道尔顿道尔顿)质量单位质量单位,等于一个碳原子等于一个碳原子(12C)质量的十二分之一，约为质量的十二分之一，约为1.6610-24克克;一克约为一克约为61023道尔顿道尔顿?amu=atomic mass unit,原子质量单位原子质量单位1amu=1Da2006 Waters Corporation质子中子粒子粒子质量质量,amu电荷电荷电子电子0.00055-1质子质子1.0073+1中子中子1.00870e-e-e-e-e-e-原子结构及其质量原子结构及其质量2006 Waters Corporation原子量原子量12C 12.0000*98.8913C 13.0033 1.11*国际协议赋予其确切的质量为国际协议赋予其确切的质量为12原子量原子量(C)=0.9889(12.0000)+0.0111(13.0033)=12.011?一种元素的所有同位素的重量平均值叫作原子量一种元素的所有同位素的重量平均值叫作原子量符号符号质量质量,amu%天然丰度天然丰度碳碳2006 Waters Corporation质谱基础知识质谱基础知识?同位素同位素:具有相同的原子序数而又具有不同的质量数具有相同的原子序数而又具有不同的质量数的原子叫作同位素的原子叫作同位素?同位素丰度同位素丰度:自然界中某同位素原子所占的百分数叫做该同自然界中某同位素原子所占的百分数叫做该同位素的天然丰度位素的天然丰度2006 Waters Corporation同位素表示法同位素表示法C126C136?质量数质量数=质子质子+中子中子原子序数原子序数=质子数质子数?具有相同的元素符号具有相同的元素符号,在元素符号的左上角表明其质量数在元素符号的左上角表明其质量数2006 Waters Corporation天然同位素丰度天然同位素丰度氮氮14N 14.0031 99.6415N 15.0001 0.36硫硫32S31.972195.033S32.97150.7634S33.96794.22氯氯35Cl34.968975.7737Cl36.965924.23溴溴79Br78.918350.6981Br80.916349.31 原子符号质量原子符号质量,amu%天然丰度天然丰度2006 Waters Corporation怎样计算质量数怎样计算质量数?名义质量数名义质量数采用元素质量数的整数进行计算采用元素质量数的整数进行计算,例如例如:C=12,H=1,O=16?单同位素质量数或准确质量数单同位素质量数或准确质量数用丰度最大的同位素准确质量数计算用丰度最大的同位素准确质量数计算例如：例如：1212C=12，1H=1.0078，16O=15.9948?平均质量数或化学质量数平均质量数或化学质量数考虑到所有天然同位素丰度的该元素原子量来计算考虑到所有天然同位素丰度的该元素原子量来计算例如：例如：C=12.001，H=1.00794，O=15.9994?四极杆质谱获得的单电荷离子的四极杆质谱获得的单电荷离子的m/z值，是单同位素质数，建议质谱峰标注到小数点后值，是单同位素质数，建议质谱峰标注到小数点后1位位2006 Waters Corporation分子量的计算分子量的计算?利血平利血平,C33H40N2O9,的的MW的计算的计算使用原子量使用原子量:使用单一同位素质量使用单一同位素质量:C:33 x 12.011=396.363 C:33 x 12.0000=396.000 H:40 x 1.0079=40.316 H:40 x 1.0078=40.312 N:2 x 14.0067=28.013 N:2 x 14.0031=28.006 O:9 x 15.9994=143.995 O:9 x 15.9949=143.954 608.687 608.2722006 Waters Corporation分子量计算器分子量计算器2006 Waters Corporation?质荷比质荷比(mass charge ratio):离子的质量离子的质量(以相对原子量单位计以相对原子量单位计)与它所带电荷与它所带电荷(以电子电量为单位计以电子电量为单位计)的比值的比值,叫作质荷比叫作质荷比,简写为简写为m/z?质荷比是质谱图的横坐标质荷比是质谱图的横坐标?质荷比是质谱定性分析的基础质荷比是质谱定性分析的基础质谱图名词与术语质谱图名词与术语2006 Waters Corporation?离子丰度离子丰度(Abundance of ions):检测器检测到的离子信号强度检测器检测到的离子信号强度?离子相对丰度离子相对丰度(Relative abundance of ions):以质谱图中指定质荷比范围内最强峰为以质谱图中指定质荷比范围内最强峰为100,其它离子峰对其归一化所得的强度其它离子峰对其归一化所得的强度?标准质谱图均以离子相对丰度值为纵坐标谱峰的离子丰度与物质的含量相关标准质谱图均以离子相对丰度值为纵坐标谱峰的离子丰度与物质的含量相关,因此是质谱定量的基础因此是质谱定量的基础质谱图名词与术语质谱图名词与术语2006 Waters Corporation?基峰基峰(Base peak):在质谱图中，指定质荷比范围内强度最大的离子峰叫作基峰。基峰的相对丰度为在质谱图中，指定质荷比范围内强度最大的离子峰叫作基峰。基峰的相对丰度为100?本底本底(Back ground):在与分析样品的相同条件下，不送入样品时所检测到的质谱信号，包括化学噪声和电噪声在与分析样品的相同条件下，不送入样品时所检测到的质谱信号，包括化学噪声和电噪声质谱图名词与术语质谱图名词与术语2006 Waters Corporation?总离子流图总离子流图(Total ions current,TIC):在选定的质量范围内在选定的质量范围内,所有离子强度的总和对时间或扫描所有离子强度的总和对时间或扫描次数所作的图。色质联用时次数所作的图。色质联用时,TIC即色谱图即色谱图?质量色谱图质量色谱图(Mass chromatograph):指定某一质荷比的离子强度对时间或扫描号所作的图指定某一质荷比的离子强度对时间或扫描号所作的图质谱图名词与术语质谱图名词与术语2006 Waters Corporation?二维数据二维数据(2D Data)液质联用中液质联用中,只包含色谱图的数据只包含色谱图的数据,例如用例如用SIR，MRM方式方式采集的数据（没有质谱信息）采集的数据（没有质谱信息）?三维数据三维数据(3D Data):液质联用中液质联用中,同时包含色谱图和质谱图的数据同时包含色谱图和质谱图的数据,例如用例如用Full Scan方式采集的数据（有质谱信息）方式采集的数据（有质谱信息）质谱图名词与术语质谱图名词与术语2006 Waters Corporation质谱分析名词与术语质谱分析名词与术语?分子离子分子离子:分子失去一个电子生成的离子分子失去一个电子生成的离子,其质荷比等于分子。其质荷比等于分子。?准分子离子准分子离子:指与分子存在简单关系的离子指与分子存在简单关系的离子,通过它可以确定分通过它可以确定分子量。例如子量。例如:分子得到或失去一个氢生成的离子分子得到或失去一个氢生成的离子:(M+H)+,(M-H)-就是最常见的准分子离子。就是最常见的准分子离子。2006 Waters Corporation质谱分析名词与术语质谱分析名词与术语?碎片离子碎片离子:分子离子裂解所生成的产物离子分子离子裂解所生成的产物离子?母离子与子离子：母离子与子离子：任何离子进一步裂解产生了某离子任何离子进一步裂解产生了某离子,则前者称则前者称为母离子，后者称为子离子为母离子，后者称为子离子2006 Waters Corporation质谱分析名词与术语质谱分析名词与术语?单电荷离子与多电荷离子单电荷离子与多电荷离子:只带一个电荷的离子叫单电荷离子只带一个电荷的离子叫单电荷离子,带两个或两个以上电荷的离子叫多电荷离子带两个或两个以上电荷的离子叫多电荷离子,它们时它们时常具有非整数质荷比常具有非整数质荷比?同位素离子同位素离子:由元素的重同位素构成的离子叫作同位素离子由元素的重同位素构成的离子叫作同位素离子,它们它们在质谱图中总是出现在相应的分子离子或碎片离子在质谱图中总是出现在相应的分子离子或碎片离子的右侧的右侧2006 Waters Corporation质谱分析名词与术语质谱分析名词与术语?氮规则：氮规则：当化合物不含氮或含偶数个氮原子时当化合物不含氮或含偶数个氮原子时,该化合物的分子量为偶数该化合物的分子量为偶数,当化合物含奇数个氮原子时当化合物含奇数个氮原子时,该化合物的分子量为奇数。该化合物的分子量为奇数。?API电离方式使用氮规则时要将准分子离子还原成分子量后再使用电离方式使用氮规则时要将准分子离子还原成分子量后再使用2006 Waters Corporation质谱分析名词与术语质谱分析名词与术语?Full Scan(全扫描全扫描)：检测一段质荷比范围离子的采集方式检测一段质荷比范围离子的采集方式,由每个采样点提取一张质谱图由每个采样点提取一张质谱图?Scan Time(扫描时间扫描时间):Full Scan方式采集数据的参数方式采集数据的参数,单位为秒单位为秒,表示四极杆扫描某一范围质荷比离子的时间表示四极杆扫描某一范围质荷比离子的时间?Inter Scan Delay(扫描延迟时间扫描延迟时间):Full Scan方式采集数据的参数方式采集数据的参数,单位为秒单位为秒,表示两次扫描之间的间隔表示两次扫描之间的间隔2006 Waters Corporation质谱分析名词与术语质谱分析名词与术语?选择离子监测选择离子监测(Selected Ion Record,SIR):选择能够表征某物质的一个质谱峰进行检测选择能够表征某物质的一个质谱峰进行检测?Dwell Time(驻留时间驻留时间):SIR方式采集数据时的一个参数方式采集数据时的一个参数,单位为秒单位为秒,表示四极杆放行该离子的时间表示四极杆放行该离子的时间?MRM(Multiple Reaction Monitoring-多反应检测多反应检测):串联质谱的一种采集方式串联质谱的一种采集方式,同时以同时以SIR方式检测母离子与子离子方式检测母离子与子离子,特点是高选择性和高灵敏度相结合特点是高选择性和高灵敏度相结合,适用于痕量目标监测物的定量分析适用于痕量目标监测物的定量分析2006 Waters Corporation质谱仪器名词与术语质谱仪器名词与术语?真空度：表示质谱仪器真空状态的参数，单位为真空度：表示质谱仪器真空状态的参数，单位为(torr,相当于相当于mmHg);质谱仪器要求的真空度为质谱仪器要求的真空度为10-510-8?质谱仪之所以要在真空下工作是为了尽量减少离子质谱仪之所以要在真空下工作是为了尽量减少离子-分子之间的碰撞分子之间的碰撞(即即,得到最大平均自由程得到最大平均自由程)?碰撞可能导致离子偏离所期望的轨迹碰撞可能导致离子偏离所期望的轨迹(由离子源到四极杆检测器由离子源到四极杆检测器)?碰撞可能导致产生意外的离子或带来副反应碰撞可能导致产生意外的离子或带来副反应,平均自由程平均自由程:1 atm 10-6m;10-4torr 0.5 m?防止在高电压防止在高电压(用于某些离子聚焦用于某些离子聚焦)下生成电弧下生成电弧?减少污染减少污染/化学噪音化学噪音2006 Waters Corporation质谱仪器名词与术语质谱仪器名词与术语?离子源离子源(Ion source):质谱仪器中使样品电离生成离子的部件。如：质谱仪器中使样品电离生成离子的部件。如：EI，FAB，ESI，APcI等等?质量分析器质量分析器(Mass analyzer)：质谱仪器中使离子按其质荷比大小进行分离的部件。如；四极杆，离子阱，质谱仪器中使离子按其质荷比大小进行分离的部件。如；四极杆，离子阱，TOF等等?离子检测器离子检测器(Ion detector)：质谱仪器中检测并放大离子丰度的部件。如：光电倍增器，电子倍增器，多通道板检测器等质谱仪器中检测并放大离子丰度的部件。如：光电倍增器，电子倍增器，多通道板检测器等2006 Waters Corporation质谱仪器名词与术语质谱仪器名词与术语?离子源的种类离子源的种类:EI:电子轰击电离源电子轰击电离源FAB:快原子轰击电离源快原子轰击电离源ESI:电喷雾电离源电喷雾电离源APcI:大气压化学电离源大气压化学电离源API:大气压电离源大气压电离源,泛指泛指ESI和和APcIMAlDI:基质辅助激光解析电离源基质辅助激光解析电离源2006 Waters Corporation?分辨率分辨率(Resolution，R):在给定样品的条件下在给定样品的条件下,仪器对相邻两个仪器对相邻两个质谱峰的区分能力。质谱峰的区分能力。?R=质谱仪器名词与术语质谱仪器名词与术语 m m 2006 Waters Corporation质谱分辨率的定义质谱分辨率的定义分辨率通常以下式表达分辨率通常以下式表达式中 m 是峰质心的 m/z,式中 m 是峰质心的 m/z,m 是 5%峰高处的峰宽,m 是 5%峰高处的峰宽,或者,更常用的是半峰宽或者,更常用的是半峰宽(FWHM=Full Width Half Maximum)(FWHM=Full Width Half Maximum)mm 2006 Waters Corporation?仪器在质量数仪器在质量数m附近能够分辨的最小相对质量差附近能够分辨的最小相对质量差m在相同离子质量数上，分辨率越高，能够分辨的在相同离子质量数上，分辨率越高，能够分辨的m越小，测定的质量精度越高。越小，测定的质量精度越高。在相同的分辨率下，测量高质量数离子的质量精度低，测量低质量数离子的质量精度高。在相同的分辨率下，测量高质量数离子的质量精度低，测量低质量数离子的质量精度高。换言之，在相同的质量精度要求下，测定较高质量的离子，要求较高的分辨率。换言之，在相同的质量精度要求下，测定较高质量的离子，要求较高的分辨率。质谱分辨率的物理意义质谱分辨率的物理意义2006 Waters Corporation低分辨与高分辨的差别低分辨与高分辨的差别C 12H 1O 16N 14低分辨低分辨低分辨低分辨CO=28N2=28C2H4=28C 12.0000H 1.0078O 15.9949N 14.0031高分辨高分辨高分辨高分辨CO=27.9949N2=28.0061C2H4=28.03132006 Waters Corporation单位质量分辨率单位质量分辨率?四极杆质量分析器的特点是以单位质量分辨率运行四极杆质量分析器的特点是以单位质量分辨率运行,这可以通过将某个质量范围的半峰宽调谐到这可以通过将某个质量范围的半峰宽调谐到 0.6 amu 来实现来实现2006 Waters Corporation质谱仪器名词与术语质谱仪器名词与术语?灵敏度灵敏度(Sensitivity)在规定条件下，对选定化合物产生的某一质谱峰，仪器对单位样品所产生的响应值。在规定条件下，对选定化合物产生的某一质谱峰，仪器对单位样品所产生的响应值。?灵敏度是质谱仪器对样品量感测能力的评定指标。实验中常以信噪比表示。灵敏度是质谱仪器对样品量感测能力的评定指标。实验中常以信噪比表示。?在某些类型的质谱仪器中在某些类型的质谱仪器中,灵敏度与分辨率 成反比例关系灵敏度与分辨率 成反比例关系,提高分辨率的同时提高分辨率的同时,会降低灵敏度会降低灵敏度,反之亦然。反之亦然。2006 Waters Corporation质谱仪器名词与术语质谱仪器名词与术语?绝对灵敏度和相对灵敏度绝对灵敏度和相对灵敏度:有机质谱常用某种标准样品的最小检测量来衡量灵敏度参数有机质谱常用某种标准样品的最小检测量来衡量灵敏度参数,当测试条件相同时当测试条件相同时,所用的样品量越小所用的样品量越小,表明仪器的灵敏度越高表明仪器的灵敏度越高,这种方法就是绝对灵敏度法。这种方法就是绝对灵敏度法。?而相对灵敏度法是衡量仪器检测含于其它物质中的极微样品的能力而相对灵敏度法是衡量仪器检测含于其它物质中的极微样品的能力,通常用通常用ug/ml(ppm),ng/ml(ppb)表示表示,相对灵敏度与进样量有关相对灵敏度与进样量有关,增加进样量能增加样品的绝对量增加进样量能增加样品的绝对量,使仪器较容易地检测出样品的信号。使仪器较容易地检测出样品的信号。2006 Waters Corporation质谱仪器名词与术语质谱仪器名词与术语?信噪比信噪比(S/N=Signal to Noise Ratio):谱峰谱峰(信号信号)强度与噪音强度的比值强度与噪音强度的比值?噪音强度的测量噪音强度的测量:PtP(peak to peak):峰到峰噪音值峰到峰噪音值,选取一段基选取一段基线的噪音最大值线的噪音最大值RMS(Root Mean Square):均方根噪音值均方根噪音值,选取选取一段基线噪音的均方根值一段基线噪音的均方根值?灵敏度必须在指定的相同条件下灵敏度必须在指定的相同条件下(浓度浓度,分辨率分辨率,流速流速,进样体积和被检测离子等等进样体积和被检测离子等等)测定才有可比性测定才有可比性2006 Waters Corporation质谱仪器名词与术语质谱仪器名词与术语?质量范围质量范围(Mass range)：质谱仪器能测量的离子质量下限与上限之间的一个范围。离子质量的单位即原子质量单位质谱仪器能测量的离子质量下限与上限之间的一个范围。离子质量的单位即原子质量单位(amu)?质量歧视效应质量歧视效应(Mass discrimination effects):质谱仪器中的一些部件，例如质量分析器、离子检测器，对不同质量的离子产生偏差响应的现象质谱仪器中的一些部件，例如质量分析器、离子检测器，对不同质量的离子产生偏差响应的现象2006 Waters Corporation质谱仪器名词与术语质谱仪器名词与术语?气相色谱与质谱联用气相色谱与质谱联用(GC-MS):气相色谱仪和质谱仪的在线联用技术。可用于挥发性混合物的快速分离与定性气相色谱仪和质谱仪的在线联用技术。可用于挥发性混合物的快速分离与定性?液相色谱与质谱联用液相色谱与质谱联用(LC-MS):高效液相色谱与质谱的在线联用技术。液相色谱作为质谱的特殊进样器高效液相色谱与质谱的在线联用技术。液相色谱作为质谱的特殊进样器;反过来反过来,也可把质谱看作是液相色谱的检测器也可把质谱看作是液相色谱的检测器.?质谱质谱-质谱联用质谱联用(MS-MS):指质谱与质谱的在线联用指质谱与质谱的在线联用,也称串联质谱也称串联质谱例如例如:Q-Q(三重四极串联三重四极串联),Q-TOF2006 Waters Corporation质谱仪器名词与术语质谱仪器名词与术语?接口接口(Interface):用于协调联用的两种仪器的输出和输入状态的硬件设备用于协调联用的两种仪器的输出和输入状态的硬件设备?软电离技术软电离技术(Soft Ionization):化学电离、大气压电离等低能量电离方式的总称化学电离、大气压电离等低能量电离方式的总称,特点是基本没有碎片离子生成特点是基本没有碎片离子生成