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API液质使用笔记.pdf

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API 液质使用笔记(液质使用笔记(2010)方恩华方恩华 版权页 这是一本关于 API 系列液质联用仪的使用笔记 This is an Operation Notes of API LCMSMS 图书在版编目(cip)数据 API 液质使用笔记(2010)/方恩华.厦门:木思工作站,2010 年 2 月 ISBN 7-xxx-xxxxx-x I.X II.XIII.XIV.X 责任编辑:方恩华 技术协作:责任校对:印刷:出版发行:木思工作站 经销:开本:787*1092,A4(正十六开,210*297mm)印张:字数:157563 字 印次:x 年 x 月第 x 次印刷 印数:xxx-xxx 册 定价:xx.xx 元 凡购买 xx 的图书,如有缺损问题,请向 xx 调换。联系电话:。质量投诉电邮:,盗版举报电邮。扉页 -1-API 液质使用笔记(2010)扉页 Title page 标题:API 液质使用笔记(2010)类型:书 作者:方恩华 联系方式: 出版社:木思工作站 出版地点:厦门 关键词:API API3000 液质 Analyst 最后更新:2010 年 2 月 8 日 Title:The Operation Notes of API LCMSMS(2010)Reference type:book Auther:Fang Enhua email:F Publisher:Muse Workstation Place:Xia Men Keyword:API API3000 LC/MSMS Analyst Last Updated:February 8,2010 本段文字的出现,说明你现在看到的是初稿,更本段文字的出现,说明你现在看到的是初稿,更新日期是【新日期是【2010 年年 2 月月 8 日】,错误拙陋请包涵日】,错误拙陋请包涵 -2-题献 The Operation Notes of API LCMSMS(2010)题献 献给中国的 API 用户 本书助你了解 API 系列液质的原理和基本使用 2010 版序言-3-API 液质使用笔记(2010)2010 版序言 API 液质使用笔记(2010)是本人在进入液质领域从事农残检测后,因为工作需要而部分翻译和部分编写的一本 API 系列实用操作指导书。由于入行不久,很多仪器知识缺乏,为了更好的完成农残检测任务,充分的熟悉仪器是必要的环节。在阅读有关资料时,深感国内中文专著的缺乏以及操作针对性不强,于是在学习中记录些笔记并总结成篇,贡献于网络。方恩华 2010 年 2 月 于 海沧 电邮: 网页:http:/ 目录-5-API 液质联用仪使用笔记(2010)目录 扉页扉页-1-题献题献-2-2010 版序言版序言-3-目录目录-5-表目录表目录-9-图目录图目录-10-致谢致谢-11-关于本书关于本书-12-本书的组织结构本书的组织结构-13-1 API硬件与软件硬件与软件 1 1.1 串联四极杆质谱介绍 1 1.1.1 仪器所属公司历史 1 1.1.2 API质谱介绍 1 1.1.3 理论和操作的原理 3 1.1.4 质谱原理与离子路径 4 1.1.5 离子源 14 1.1.6 工作流程 17 1.1.7 深入阅读材料 19 1.1.8 网络资源 20 1.2 Analyst软件概述 22 1.2.1 软件图形界面 22 1.2.2 Analyst导航栏的的 5 个模式(Mode)29 1.2.3 在项目(project)下工作 31 1.2.4 Analyst支持的外围设备 34 1.2.5 仪器状态监测 35 1.2.6 菜单tool中的settings 40 1.2.7 软件中的计算器 62 2 导航栏之导航栏之configure 67 2.1 security configure 67 2.2 hardware configure 67 2.3 Report Template Editor(报告模板编辑)68 2.3.1 为何使用模板 68 2.3.2 报告模板的界面 68 2.3.3 可供打印的页心内容 69 2.3.4 可供打印的页眉页脚内容 70 2.3.5 打印过程 71 2.3.6 一些特殊元素(elements)的添加 72 2.3.7 打印步骤 73 3 导航栏之导航栏之Tune 75-6-目录 The Operation Notes of API LCMSMS(2010)3.1 校正和优化 75 3.1.1 仪器参数 75 3.1.2 仪器参数的优化 77 3.1.3 质量数相关参数的校正 88 3.1.4 优化分辨率 94 3.1.5 校准优化相关报告 99 3.1.6 Quantitative Optimization定量方法的自动优化 100 3.2 调谐模式 109 3.2.1 Tuning工具条中的快捷方式 110 3.2.2 质谱直接进样配置文件的选择 110 3.3 三重四级杆的 8 种质谱扫描模式 112 3.3.1 扫描模式的介绍 112 3.3.2 扫描模式设定的含义 113 3.3.3 单级模式的通用设定 114 3.3.4 多级模式的通用设定 115 3.4 手动建立采集方法 116 3.4.1 手动调谐的窗口元素 116 3.4.2 Manual Tuning手动调谐 126 3.4.3 手动建立液质联用方法 128 4 导航栏之导航栏之Acquire 131 4.1 Acquire-IDA方法 131 4.2 Acquire-采集方法 131 4.2.1 采集方法的说明 131 4.3 建立质谱方法 132 4.3.1 方法属性method properties 133 4.3.2 定义一个FIA方法 134 4.3.3 定义一个自动进样器方法 134 4.3.4 定义一个泵方法 135 4.3.5 定义一个柱温方法 137 4.3.6 定义一个阀方法 138 4.3.7 定义一个模数转换方法 139 4.3.8 增加和移除一个外部设备方法 140 4.3.9 时间段和实验 140 4.4 Acquire-采集批 141 4.5 Acquire-批次 141 4.5.1 样品批次的说明 141 4.5.2 批次的建立 142 4.6 Acquire-ExpressView 146 4.6.1 使用批次模板 147 4.7 Acquire-序列 147 4.7.1 设置序列 147 4.7.2 序列的列项目 148 4.7.3 采集过程的控制 149 4.7.4 样品采集的管理 150 目录-7-API 液质联用仪使用笔记(2010)4.7.5 查看样品信息 151 4.7.6 增加一个批 152 5 导航栏之导航栏之Explore 153 5.1 数据浏览的基本操作 153 5.1.1 打开一个数据文件 153 5.1.2 谱图类型 154 5.1.3 信息窗口 155 5.1.4 Explore菜单项目 156 5.1.5 图形处理的 4 种操作 156 5.1.6 控制图形 160 5.1.7 数据复制 164 5.1.8 处理数据Processing Data 164 5.1.9 Performing a Background Subtraction 164 5.2 窗格的操作 164 5.3 处理色谱图 166 5.3.1 The Chromatogram Pane 167 5.3.2 基峰色谱图,BPC 167 5.4 处理质谱图 167 5.4.1 TIC(Total Ion Chromatograms)170 5.4.2 Extracting Ions 171 5.4.3 XIC(Extracted Ion Chromatograms)171 5.5 处理表格 172 5.5.1 数据列表(Data List Table)173 5.5.2 峰列表(Peak List)173 5.5.3 校正峰列表(Calibration Peak List)174 5.5.4 建立列表 175 5.6 化合物数据库 175 5.6.1 Database Editor 175 5.6.2 化合物数据库的使用 177 6 导航栏之导航栏之Quantitate 181 6.1 定量概述Quantitation Overview 181 6.1.1 定量方法建立 181 6.1.2 完整定量方法建立 183 6.1.3 定量向导使用说明 184 6.1.4 快速定量方法 190 6.1.5 使用Semi-Automatic Method Editor 190 6.2 结果表的操作results table 191 6.2.1 概述 191 6.2.2 结果表的打印 192 6.2.3 结果表的右键关联菜单 192 6.2.4 使用向导方式获得结果表 194 6.2.5 方法的校正曲线设置 195 6.3 峰的回顾 199 6.3.1 Analyst软件寻峰过程 199-8-The Operation Notes of API LCMSMS(2010)6.3.2 查看峰积分及更新积分方法 201 6.3.3 Reviewing Peaks 205 6.3.4 峰回顾窗口定制 207 6.3.5 右键:Table Settings 208 6.4 建立表格相关查询 211 6.4.1 查询的使用query 211 6.4.2 建立默认查询 212 6.4.3 使用和建立Queries 213 6.4.4 一个精密度查询的例子 214 6.5 保证定量的精确性(Accuracy)214 6.5.1 查看统计表 215 6.6 定量分析的编辑者追踪 215 6.6.1 建立全局相关的编辑追踪。216 6.6.2 建立表格相关的编辑追踪。216 6.7 建立及执行分类排序 217 6.7.1 表格有关排序 218 6.7.2 全局有效排序 218 6.8 对定量分析结果画关系图 218 6.8.2 三种方式建立 metric plots 222 6.8.3 使用公式(可选部件)224 7 使用与维护使用与维护 225 7.1 外围设备 225 7.1.1 针泵 225 7.1.2 切换阀 225 7.2 仪器维护 225 7.2.1 常用耗材 225 7.2.2 清洁 225 7.2.3 气体 225 7.3 使用经验 226 7.3.1 离子化部分 226 7.3.2 化合物研究思路 226 7.3.3 色谱柱 226 7.4 故障解决 227 8 API液质常用表液质常用表 229 8.1 API 100 系列参数 229 8.2 API 300 系列参数 229 8.3 API 2000 系列参数 230 8.4 API 3000 系列参数 232 8.5 PPG精确质量数(Exact Mass)表 234 9 索引索引 237 表目录-9-API 液质联用仪使用笔记(2010)表目录 表 1-1 状态工具条(status bar)背景色含义.35 表 3-1 CEM优化计算举例(假设仪器原CEM=2000V).82 表 3-2 门帘气CUR的起始值(=最小值).84 表 3-3 流速和温度优化推荐范围.87 表 3-4 Q1 模式,positive ion(正离子)校正选择质量数.93 表 3-5 Q1 模式,negative ion(负离子)校正选择质量数.93 表 3-6 Q3 模式,positive ion(正离子)校正选择质量数.94 表 3-7 Q3 模式,negative ion(负离子)校正选择质量数.94 表 3-8 Q1MS(Q1)母离子扫描可选项.错误!未定义书签。错误!未定义书签。表 8-1 Q1、Q3 和MS/MS正负模式下质谱默认参数表.233 -10-图目录 The Operation Notes of API LCMSMS(2010)图目录 图 1-1 施加在四极杆上的DC和RF(AC性质)电压.2 图 1-2 API 系列单四极杆质谱仪组成部件.2 图 1-3 API系列三重四极杆质谱仪组成部件.3 图 1-4 三重四极杆离子路径MRM原理.7 图 1-5 质谱通道中的电势降.10 图 1-6 真空为路径提供无干扰的环境.11 图 1-8 真空腔内的真空度有差别.13 图 2-1 报告模板页眉页脚设定界面.68 图 2-2 报告模板打印和页面设定界面.69 致谢-11-API 液质联用仪使用笔记(2010)致谢 感谢 API 公司的工程师在平时仪器使用中提供的热情帮助。感谢仪器信息网()和小木虫论坛()上的众多网友提供的资料,为我学习液质仪器提供了巨大的帮助。-12-关于本书 The Operation Notes of API LCMSMS(2010)关于本书(about this book)本书的组织结构-13-API 液质联用仪使用笔记(2010)本书的组织结构(How this book is organized)本书针对 API 公司的系列液质仪器,硬件从 API3000 开始,软件从 Analyst1.3 开始,介绍了其硬软件的基本原理。主要以软件使用为主体内容,附带介绍了一些仪器日常使用和维护的经验。1 API 硬件与软件 1 API 液质联用仪使用笔记(2010)1 1 API 硬件与软件 API 硬件与软件 1.11.1 串联四极杆质谱介绍 串联四极杆质谱介绍 API 系列液质仪最早的名字为 PE SCIEX,之后冠以 API 名,包括 API1XX,300,365,目前包括 2000,3000,4000,5000 系列。质谱 Mass Spectrometry(MS)是一种分析技术,可以用来鉴定未知化合物,定量已知化合物。质谱仪(mass spectrometer)是一种可以测定带电分子或离子的仪器。离子(ions)在质谱仪中可以按照质荷比(m/z,mass-to-charge ratio)被排序。检测器将此信号转换为电流信号,作为 m/z 信号函数的电流信号被放大后交由数据处理系统转化为质谱图(mass spectrum)。1.1.11.1.1 仪器所属公司历史 仪器所属公司历史 2008 年 6 月 12 日 Invitrogen 公司(NASDAQ:IVGN)和 Applera 公司今天宣布,双方的董事会已批准了一项最终的合并协议,Invitrogen 将收购 Applera 的 ABI 集团的所有股份,现金和股票交易的总值达 67 亿美元。合并后的公司将命名为 Applied Biosystems,Inc.,公司总部在加州的 Carlsbad。Invitrogen 公司(美国英杰生命技术有限公司),创立于 1987 年,总部位于美国加利福尼亚州的 Carlsbad。Applera-Applied Biosystems(以下简称 ABI),ABI 的总部设在加州的 Foster City(福斯特市)。Applera 公司由两个集团公司组成(ABI 和 Celera)。应用生物系统公司(ABI)服务于生命科学产业和研究领域,开发和营销建立在仪器基础上的系统,消耗品,软件和服务。Celera 集团经营诊断业务,通过集成独有的发明的产品和服务的组合,来提供个性化的疾病管理。2009-9-3 Danaher Corporation(丹纳赫)11 亿美元收购 AB(Applied Biosystems)质谱业务。新 Danaher 营运公司将宣告成立,新公司将被命名为 AB SCIEX。致力于从事质谱和相关分析技术业务。从 2010 年初开始,Life Technologies/Applied Biosystems 将不再处理新质谱产品和服务订单,所有质谱业务向 AB SCIEX 过渡。1.1.1.1 仪器历代仪器历代 100,100B;100LC;150EX;150MCA;165,165B 为 PE,API 公司历史上的单级质谱。300;365;2000;3000 为 API 公司历史上的串联三重四极杆质谱 4000;5000 开始分串联三重四极杆(4000,5000);串联三重四极杆-trap 联用(4000Q-trap,5000 Q-trap);串联三重四极杆-tof 联用(4000Q-tof,5000 Q-tof)5500 串联三重四极杆-trap 联用。1.1.21.1.2 API质谱介绍 API质谱介绍 1.1.2.1 单四极杆质谱仪单四极杆质谱仪 单四极杆质谱仪(Single Quadrupole Mass Spectrometer)可以用于化合物的定性(qualitative)和定量(quantitative)分析,在药物(pharmaceutical),工业,生物领域得到应用。以前的 PE SCIEX,现在叫 AB SCIEX公司生产的 API(Atmospheric Pressure Ionization,大气压电离)系列质谱仪,是一种实验室台面式(laboratory benchtop)质谱系统。此系统采用离子喷雾电离源(IonSpray source),这是一种空气辅助电喷雾源(pneumatically assisted electrospray)。这一系列的仪器通过碰撞诱导碎裂(CID,collisionally induced dissociation)得到分子结构信息。2 1-API 硬件与软件 The Operation Notes of API LCMSMS(2010)图 1-1 施加在四极杆上的 DC 和 RF(AC 性质)电压 Figure 1-1 RF&Resolving DC applied to Quadrupole 单四极杆质谱仪可以在一次进样中实施MS和 CID/MS分析。对于多肽和蛋白质,在 200 KDa内可以精确的测定分子量,精确度达到 0.01%。仪器组成部件示意图见 图 1-2。图 1-2 API 系列单四极杆质谱仪组成部件 Figure 1-2 API Series Single Quadrupole System Components With Pump 1.1.2.2 三重四极杆质谱仪三重四极杆质谱仪 三重四极杆质谱仪(Triple Quadrupole Mass Spectrometer)此系统同样采用离子喷雾电离源(IonSpray source)。术语 LC-MS/MS 被用来描述液相色谱和质谱联用的分析方式。三重四极杆质谱仪可以实现复杂的 MS/MS 分析,对于不是很严格的实验,本仪器也可以实现单四极杆质谱1.1-串联四极杆质谱介绍 3 API 液质联用仪使用笔记(2010)扫描(single MS scans)。三重四极杆质谱仪可以用于制药行业,在药物开发中可以起到化合物分析的作用。对于药物分析,样品不用特殊处理的话,一天可以分析百来个样品。对于多肽和蛋白质,在 200 KDa内可以精确的测定分子量,精确度达到 0.01%。仪器组成部件示意图见 图 1-3。图 1-3 API 系列三重四极杆质谱仪组成部件 Figure 1-3 API Triple Quadrupole Series System Components With Pump 1.1.2.3 与质谱仪联用的液相与质谱仪联用的液相 液相(Liquid Chromatography,LC),在质谱系统前接液相可使复杂样品在导入质谱前根据不同化合物的性质而色谱分离。分离度(amount of separation)由液相条件,样品类型,基质复杂性(complexity of the matrix)决定。1.1.31.1.3 理论和操作的原理 理论和操作的原理 理论和操作的原理(Principles of Theory and Operations)。液相色谱串联质谱 LC-MS(Liquid Chromatography-Mass Spectrometry)是一种十分优越的研究工具,相对于常规的紫外(ultraviolet)和荧光(fluorescent)检测器,液质联用可以提供非常好的特异性(specificity),灵敏度(sensitivity)和准确度(accuracy)。LC-MS 即可以定性(qualitative)也可以定量(quantitative),十分适合在药物,工业和生物分子分析领域使用。通过 MS 扫描特定的离子可以发现特定化合物的存在并确定大致浓度范围。或者监测碎片离子(fragment ions)的断裂模式,也可以得到一些被分析物的分子结构信息。1.1.3.1 操作原理操作原理 API 串联质谱仪(tandem mass spectrometers)的操作原理(Theory of Operations)。API 系列在 LC-MS 分析应用中是多用途和可靠的,可以辨别(identify),定量(quantify)或验证(examine)有机化合物。系统由 API 仪器,窗口操作系统和辅助外围部件(associated peripherals)以及样品引入系统(sample introduction system)组成。API 质谱可以和多数液相分离技术联用:Liquid Chromatography(LC 液相),CapillaryElectrophoresis(CE 毛细管电泳),Ion Chromatography(IC 离子色谱)和 Supercritical Fluid Chromatography(SFC 超临界色谱)。将 API 系统和样品引入设备连接,设备同步后,可以自动分析样品。样品初步分离程度由样品类型和基质决定。还可以使用 FIA(流动注射)或针泵(syringe pump)直接进样。多数情况下,在样品引入质谱前,需要使用色谱来分离不同化合物。4 1-API 硬件与软件 The Operation Notes of API LCMSMS(2010)液相分离和单四极杆质谱联用可以实现根据质量数检测样品的功能;液相分离和串联四极杆质谱联用可以实现多种扫描模式检测的功能。具体使用何种方式最终由分析目的决定。如果只是检测质荷比,单四极杆就够用了。使用 MS/MS 可以得到分析物更详细的结构信息。在定量优化时,使用 FIA 方式优化仪器各参数:源,气流,化合物相关参数。FIA:流动注射,一种自动分析方法。它是把一定体积的液体试样注射到一个运动着的、无空气间隔的由适当液体组成的连续载流中。被注入的试样形成了一个带,然后被载带到检测器中连续地记录其吸光度、电极电位或其他物理参数的变化。因为流动系统很简单,许多分析法都能同:流动注射,一种自动分析方法。它是把一定体积的液体试样注射到一个运动着的、无空气间隔的由适当液体组成的连续载流中。被注入的试样形成了一个带,然后被载带到检测器中连续地记录其吸光度、电极电位或其他物理参数的变化。因为流动系统很简单,许多分析法都能同 FIA 相结合,如光度法、电化学分析法、滴定法、原子吸收、相结合,如光度法、电化学分析法、滴定法、原子吸收、ICP 光谱(感应耦合等离子体光谱)、溶剂萃取等。流动注射法是非连续试样连续流动分析的一个新概念,在分析化学中已形成了一个分支,适用于微量分析,并能作在线分析。光谱(感应耦合等离子体光谱)、溶剂萃取等。流动注射法是非连续试样连续流动分析的一个新概念,在分析化学中已形成了一个分支,适用于微量分析,并能作在线分析。1.1.41.1.4 质谱原理与离子路径 质谱原理与离子路径 1.1.4.1 一级一级MS(mass separation)原理)原理 单级质谱,一级质谱,也叫1MS,是一次质量数分离(mass separation)的意思。单级四极杆质谱仪可以根据样品中各化合物形成离子质荷比的大小进行分离鉴定。一个特定质荷比的离子可以被一个起到质量过滤器(mass filter)作用的四极杆挑选出来并检测,形成样品的质量谱(mass spectra)。质量过滤器四极杆(mass filter quadrupole)由固定在陶瓷材质的环状构造(ceramic collar)上的四根圆柱棒(cylindrical rods)组成,各自带电有极性,故称为四极杆(quadru,四;pole,杆)。四极杆中间的柱状空间就是离子通过的路径(ion path)。加载于四极杆上的 RF/DC 电压比值是决定带电离子能否通过的决定因素。1.1-串联四极杆质谱介绍 5 API 液质联用仪使用笔记(2010)可以无阻碍通过四极杆的具有特定质荷比的离子,其质荷比数值(m/z ratios)是施加在四极杆上电压场能量(Quadrupole Power Supply(QPS)voltages)大小的函数。不符合此能量场的离子以不稳定摆动的(unstable oscillations)方式,逐渐增加振动运动的空间幅度(increase in amplitude),最后,这些离子以碰撞到四极杆(collide with the quadrupole rods)或被抽走的方式离开离子流(ion stream),不能到达检测器。下面举例说明离子路径上发生的事件:样品引入离子化质量数分离检测。一个含有三种分子 R,M,and N 混合物的样品被引入到离子源。在离子源内发生软电离(Soft ionization),产生质量数+1 的 R+,M+,and N+分子离子。在四极杆电场内,分别被选择性的过滤通过,抵达检测器,产生信号。在正离子模式(positive mode)下,通过附加(attaching)一个或几个质子(即 H 核,+H)形成典型的带正电的准分子离子(quasi-molecular ions)。在负离子模式下,通过附加(attaching)一个电子(electron)或消除一个或几个质子形成典型的带负电的准分子离子。6 1-API 硬件与软件 The Operation Notes of API LCMSMS(2010)Figure 1-4 Isolation of Mixture R,M,and N 有时,发生在通气孔(orifice)和锥孔(skimmer,功能为撇渣器)之间区域(也叫初级碰撞区,primary collision region)的先导离子(precursor ion)的破碎反应(fragmenting)可以产生额外的化合物结构信息。这一过程常常被定义为“碰撞诱导质谱(CID/MS)”,(collision-induced mass spectrometry)。CID/MS:一个含有分子 M 的样品被引入到离子源。在离子源内发生电离(ionization)和破碎(fragmenting),产生准分子离子 M+和 M 的若干碎片 A+,B+和 C+离子。在四极杆电场内,分别被选择性的过滤通过,抵达检测器,产生信号。Figure 1-5 Isolation of Product Ions from a Sample Using Orifice-Skimmer Technique 离子源产生的离子,被真空场和电场吸引,通过由惰性气体(高纯氮气)形成的干燥门帘气(curtain of dry inert gas,门帘气,一种类似商场门口位于门框顶吹风机原理的气流,排除非带电离子干扰,Keeps atmosphere out of MassSpec),克服门帘气阻力(离子有损失),进入真空腔(vacuum chamber)内的离子光学路径(ion optics housed)。1.1-串联四极杆质谱介绍 7 API 液质联用仪使用笔记(2010)同样位于真空腔内的质量过滤四极杆根据离子的质荷比选择性的过滤这些离子。过滤通过的离子被聚焦到检测器,这些离子碰撞(collide)检测器时,产生电脉冲(pulse of electrons)。这个电脉冲信号被采集和转化为数字信号(digital signal),成为对应于某离子质荷比的一个强度信号。所有数据传输到电脑,可以显示为某时刻(比如 1s 内 50-200amu)的质谱图(full mass spectra),或某时间段内单离子或多离子的离子强度-时间图(ions versus time),或总离子流图(total ion current versus time)。1.1.4.2 二级二级MS(mass separation)原理)原理 串联四极杆质谱原理 二级质谱,也叫2MS,是两次质量数分离(mass separation)的意思,需要两个起同样质量过滤作用的四极杆(Q1 and Q3),一个位于中间位置仅附加 RF 电压,起碰撞破碎作用的四极杆(Q2,collision cell),故称为串联三重四极杆(Triple Quadrupole)。图 1-4 说明离子路径上发生的MRM事件:样品引入离子化Q1 质量数分离Q2 碰撞破碎 Q3 质量数分离检测。一个含有三种分子 R,M,and N 混合物的样品被引入到离子源。在离子源内发生软电离(Soft ionization),产生 R+,M+,和 N+准分子离子。在 Q1 四极杆电场内,只有 M+被选择性的过滤通过,抵达 Q2,M+离子和中性气体分子(neutral gas molecules)发生碰撞,破碎,形成 A+,B+和 C+若干子离子,这些子离子到达 Q3 四极杆电场,只有 B+被选择性的过滤通过,抵达检测器,产生信号。Q2 碰撞池内发生的过程被定义为碰撞激活分裂(Collisionally Activated Dissociation,CAD)。由源产生的离子被定义为先驱离子、母离子(precursor ions),由 Q2 内中性气体碰撞产生的离子被定义为子离子、碎片离子(product or fragment)。图 1-4 三重四极杆离子路径 MRM 原理 Figure 1-6 Isolation of Product Ions from a Mixture of R,M,and N 8 1-API 硬件与软件 The Operation Notes of API LCMSMS(2010)Q1 和 Q3 仅让某质荷比离子通过的模式,可以理解为一种固定监测模式;如果 Q1 和 Q3 在毫秒级时间内逐步改变电压比值,依次让质荷比不同的离子通过,可以理解为一种扫描监测模式。也就是说 Q1 和 Q3 分别具有固定和扫描两种监测模式,排列组合后,Q1 和 Q3 一共可以形成 4 种监测模式:子离子,MRM,母离子,中性丢失。“Q1 固定+Q3 扫描”=子离子扫描模式,可以寻找特定化合物的二级碎片;“Q1 固定+Q3 固定”=MRM 模式,可以检测特定化合物,并加以定性定量,因为此时 Q1 和 Q3 都处于固定监测模式,灵敏度最大。“Q1 扫描+Q3 固定”=在母离子扫描模式(Precursor Ion scan),第二个质量分析器(second mass analyzer)Q3 固定监测特定离子 B+,第一个质量分析器(first mass analyzer)Q1 扫描监测一个质荷比范围。得到的结果是一个质谱图,即碰撞后能够产生特定 B+离子的所有母离子。此模式的作用是:如果一些结构不同的化合物都可以产生一特定离子,则以扫描监测母离子方式筛查目标样品中这类化合物的存在情况。“Q1 扫描+Q3 扫描,扫描质量差固定”=在中性丢失扫描模式(Neutral Loss scan),二个质量分析器 Q1 和Q3 以一个固定的质量数差值,同步扫描监测,得到的结果是一个质谱图,即所有发生特定中性丢失的离子对的母离子和子离子质量数。此模式的作用是:从相似功能化合物组中确定化合物(identifying compounds from similar functional groups)。MS/MS 技术十分适合混合物的分析,在假定化合物离子具有特定质荷比情况下,化合物的各自碎片质谱可以分别获得而不会交叉影响。当样品中的化合物被分别洗脱时,可以通过监测特定母离子/子离子的模式实现目标化合物的分析,比单级质谱具有更好的特异性。MS/MS 技术也适合于结构阐述。有时,发生在通气孔(orifice)和锥孔(skimmer)之间区域(也叫初级碰撞区,primary collision region)的先导离子(precursor ion)的破碎反应(fragmenting)可以产生额外的化合物结构信息。碎片离子(fragment ions),二代碎片离子谱(second generation fragment ionspectrum)可以提供原始母离子(original precursor ions)和第一代碎片离子(first generation fragment ions)的结构信息。Figure 1-7 Isolation of Second Generation Product Ions from Mixture M 1.1.4.3 真空界面真空界面 真空界面(Vacuum Interface)是源与真空腔的分隔区域。离子从离子源被拉到真空腔(vacuum chamber)的过程中,经过一个很小的孔,可以称为“通气孔”(orifice)。这个孔被一个与离子运行方向相反的外吹气流保护,气流由高纯氮气(nitrogen)组成,称为“门帘气”(gas curtain)。这个孔是穿过门帘气阻力的离子和少量中性离子进入真空腔的必经之路。门帘气可以阻止大部分不带电的样品和溶剂分子通过孔进入真空腔,但是对被电场吸引的带电离子的通过阻力要小很多(当然还是有反吹损失的)。门帘气还提供了一个环境干燥的去簇区域,即溶剂分子离开带电离子的去簇过程(declustering solvent molecules from the ions)。门帘气和通气孔是大气压-真空界(atmospheric pressure-to-vacuum interface)的一部分。这个界面由两个很小的腔室组成,被通气孔分隔开。门帘气界面(gas curtain interface)在大气压下被氮气冲刷;差动真空界面(Differentially Pumped Interface),位于通气孔的后面,保持一个略低于 2 torr 的压力。1.1-串联四极杆质谱介绍 9 API 液质联用仪使用笔记(2010)Figure 1-8 Vacuum Interface Cross SectionSide Views 离子从离子源经过界面(interface)被拉到真空腔内的一个空间电荷光学系统(vacuum chamber optics)的动力是电势差(electrical gradient),由施加在离子路径(ion path)中离子光学原件(ion optics elements)上的电压形成。具体来说,门帘气盘(curtain plate),通气孔(orifice),聚焦环(focusing ring.)都有电压。Figure 1-9 从 orifice(通气孔)到接地的 skimmer(锥孔撇渣器)电势上升程度,被定义为去簇电压(Declustering Potential,术语:DP)。DP 是电场推动力,DP 越大,传递给离子的能量越大,这个能量用来破坏附着在离子上的水和溶剂分子对离子的结合力。如果 DP 足够大,通气孔-撇渣器(orifice-to-skimmer)之间的电势差可能引起共价键的断裂(fragment covalent bonds),形成碎片离子(fragment ions),这一过程发生在离子到达第一个质量选择器 Q1 之前,多数时候,应该避免这样的提前裂解。位于 skimmer 前的聚焦环(focusing ring)带有聚焦电压(focussing potential,术语:FP),在离子通过撇渣器(skimmer)进入真空腔时起到协助传输(assist in the transmissio
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