液质联用仪基本介绍及其应用技术.pptx

质谱仪基本介绍及其应用技术液质联用仪基本介绍及其应用技术1/32一一.概述概述二二.质谱分析原理质谱分析原理三三.仪仪器结器结构构四四.液质联用技术液质联用技术五五.质谱仪基本操作质谱仪基本操作六六.仪器维护及注意事项仪器维护及注意事项液质联用仪基本介绍及其应用技术2/32一一.概述概述 质谱法（质谱法（mass spectrometry，MS）利用离子化技术，将物质分子转化为离子离子(分子离子和碎片离子)，按其质荷比质荷比（m/z）差异分离、排列成谱图，从而进行物质成份和结构分析方法。质谱仪质谱仪 是一个测量带电粒子质合比装置，利用带电粒子在电场电场和磁场磁场中运动（偏转、漂移、震荡）行为进行分离与测量。在离子源中样品分子被电离和解离，得到分子离子分子离子和碎片离子碎片离子，将分子离子和碎片离子引入到一个强电场中，使之加速，加速电位通惯用到6-8kV,此时全部带单位正电荷离子取得动能都一样，即 eV=mv2/2 不过，不一样质荷比离子含有不一样速度，利用离子不一样质不一样质荷比及其速度差异荷比及其速度差异，质量分析器可将其分离，然后由检测器测量其强度。统计后取得一张以质荷比（m/z）为横坐标，以相对强度为纵坐标质谱图。1.什什么是么是质谱？液质联用仪基本介绍及其应用技术3/322.质谱分析过程质谱分析过程质谱分析过程能够分为四个基本步骤：1.经过适当进样装置将样品引入并进行气化;2.气化后样品引入到离子源进行电离，即离子化过程;3.电离后离子经过适当加速后进入质量分析器，按不一样质荷比进行分离;4.经检测、统计，取得一张谱图.液质联用仪基本介绍及其应用技术4/323、质谱法特点和用途、质谱法特点和用途1.测测定定非非常常准准确确分分子子量量，确确定定分分子子式式。2.分分析析速速度度快快，灵灵敏敏度度高高(5pg)，所所需需样样品品少少。3.分分析析范范围围广广（气气体体、液液体体、固固体体）。4.依依据据质质谱谱裂裂解解规规律律对对质质谱谱图图中中碎碎片片离离子子进进行行解解析析，可可判判定定或或验验证证有有机机化化合合物物。5.应应用用GC-MS、HPLC-MS等等技技术术，可可定定性性、定定量量地地对对有有机机混混合合样样品品进进行行分分析析。液质联用仪基本介绍及其应用技术5/32样品导样品导入系统入系统离子源离子源质量分质量分析器析器 真空泵真空泵离子检离子检测器测器放大统放大统计器计器按按m/z大小不一样大小不一样 进行分离进行分离质谱质谱图图二二.质谱分析原理质谱分析原理液质联用仪基本介绍及其应用技术6/32质谱仪原理图质谱仪原理图液质联用仪基本介绍及其应用技术7/32进样系统离子源质量分析器检测器1.气体扩散2.直接进样3.气相色谱4.液相色谱1.电子轰击2.化学电离3.场致电离4.激光 1.单聚焦 2.双聚焦 3.飞行时间4.四极杆 5.离子阱 6.串列式多级三三.仪仪器结器结构构 质谱仪普通由进样系统、离子源、分析器、检测器组成。还包含真空系统、电气系统和数据处理系统等辅助设备。液质联用仪基本介绍及其应用技术8/321.1.真空系统真空系统 质谱仪离子源、质量分析器和检测器必须在高真空状态下工作，以降低本底干扰，防止发生无须要离子-分子反应,所以质谱反应属于单分子分解反应。利用这个特点，我们用液质联用软电离方式能够得到化合物准分子离子，从而得到分子量。由机械真空泵(前极低真空泵)，扩散泵或分子泵(高真空泵)组成真空机组，抽取离子源和分析器部分真空。只有在足够高真空下，离子才能从离子源抵达接收器，真空度不够则灵敏度低。液质联用仪基本介绍及其应用技术9/322.2.离子源离子源电离室原理与结构图液质联用仪基本介绍及其应用技术10/32依据离子化方式不一样分类：EI:电子轰击电离硬电离。CI:化学电离关键是质子转移。FD:场解吸当前基本被FAB取代。FAB:快原子轰击适合难挥发、极性大样品。ESI:电喷雾电离属最软电离方式，通常只产生分子离 子峰。适宜热不稳定极性分子，能分析小分子及大 分子(如蛋白质分子多肽等)。APCI:大气压化学电离适宜做弱极性小分子。APPI:大气压光喷雾电离适宜做非极性分子。MALDI:基体辅助激光解吸电离。通惯用于飞行时间质谱和 FT-MS，尤其适合蛋白质，多肽等大分子。其中ESI，APCI，APPI统称大气压电离(API)液质联用仪基本介绍及其应用技术11/323.3.质量分析器质量分析器质量分析器分类：质量分析器分类：1.单聚焦质量分析器单聚焦质量分析器 特点：含有质量色散作用2.双聚焦扇形磁场双聚焦扇形磁场-电场串联仪器电场串联仪器(sector).3.四极杆质谱仪四极杆质谱仪(Q).特点：扫描速率快，结构简单，价格较低。4.飞行时间质谱仪飞行时间质谱仪(TOF).5.离子阱质谱仪（离子阱质谱仪（TRAP）6.傅里叶变换傅里叶变换-离子盘旋共振质谱仪离子盘旋共振质谱仪(FT-ICRMS).7.串列式多级质谱仪串列式多级质谱仪 (MS/MS)：四极+TOF（Q-TOF）、三重四极杆（QqQ）、TOF+TOF 是质谱仪中将离子按质荷比分开部分,离子经过分析器后,按不一样质荷比(M/Z)分开,将相同M/Z离子聚焦在一起,组成质谱。液质联用仪基本介绍及其应用技术12/32四极杆质量分析器示意 图 四级杆质量分析器 四极杆分析器由四根棒状电极组成，它们距离相等而且相互平行，这四个棒状电极形成一个四极电场。四极杆处于对角位置两根杆被连接在一起，其中一对杆之间施加电压，同时在另外一对杆上施加大小相同、极性相反直流电压和相位相反、振幅/频率相同射频电压。Vdc为直流电压，Vrf为射频电压。直流电压与射频电压叠加在一起，且两对电极极性不停进行快速切换，使得带电离子震荡经过四极杆。液质联用仪基本介绍及其应用技术13/324.4.检测接收器检测接收器 接收离子束流装置有：电子倍增器、光电倍增器、微通道板将接收来电信号放大、处理并给出分析结果及控制质谱仪个部分工作。从几伏低压到几千伏高压。5.数据及供电系统数据及供电系统液质联用仪基本介绍及其应用技术14/32质谱仪主要性能指标质谱仪主要性能指标1.分辨率分辨率resolution power即表示仪器分开两个相邻质量离子能力，通惯用R 表示，试验室内TSQ Quantum 分别率为0.7。2.质量范围质量范围mass range四极质谱：4000以内离子阱质谱：6000飞行时间质谱：无上限3.质量测量精度质量测量精度离子质量测定精度，普通对质量几百离子，测量误差应-溶剂溶剂+H H+溶剂溶剂+H H+M-+M-溶剂溶剂+MM+大气压化学电离源大气压化学电离源(APCI)电离过电离过程：程：2.大气压化学电离离子源技术大气压化学电离离子源技术液质联用仪基本介绍及其应用技术20/32毛细管碎片碰撞电压（碎片碰撞电压（CID）Corona needle+锥孔透镜四极杆+八极杆热氮气热氮气液质联用大气压化学电离源(APCI)接口高能打拿极/电子倍增器液质联用仪基本介绍及其应用技术21/32离子化方式离子化方式不一样ESI 在溶液中进行离子化APcI在气相中进行离子化分析样品类型分析样品类型不一样ESI 极性化合物和生物大分子APcI弱极性化合物、小分子化合物(相对于ESI方式而言)，并有一定挥发性要求流动相流速流动相流速不一样ESI-0.001 to 0.3 mL/minAPcI-0.2 to 2 mL/minESI和和APCI区分区分液质联用仪基本介绍及其应用技术22/32其它事项其它事项1.扫描模式选择2.流动相选择3.流量和色谱柱选择4.辅助气体流量和温度选择液质联用仪基本介绍及其应用技术23/321.1.扫描模式选择扫描模式选择（1）正负离子模式:正离子模式正离子模式：适合于碱性样品，可用乙酸或甲酸对样品加以酸化。负离子模式负离子模式：适合于酸性样品，可用氨水或三乙胺对样品进行碱化。（2）全扫描方式（Q1 扫描）能够得到准分子离子，从而判断出其分子量，用于判别是否有未知物，并确认一些判断不清化合物。（3）母离子扫描母离子分析可用来判定和确认类型已知化合物，尽管它们母离子质量能够不一样，但在分裂过程中会生成共同子离子。（4）选择离子扫描（SRM 模式）（又叫子离子扫描）用于结构判断(得到二级谱图即碎片离子)和选择离子对作各种反应监测（SRM）。该 模式对目标物质最为灵敏，干扰最低，普通用于定量分析。液质联用仪基本介绍及其应用技术24/32 2.流动相选择惯用流动相为甲醇、乙腈、水和它们不一样百分比混合物以及一些易挥发盐缓冲液，如甲酸铵、乙酸铵等，还能够加入易挥发酸碱如甲酸、乙酸和氨水等调整pH 值。3.流量和色谱柱选择 不加热ESI最正确流速是150ulmin，当前多用l2.1mm微柱；TIS源最高允许lmlmin，提议使用200400ulmin；APCI最正确流速lmlmin，常规直径4.6mm柱最适当。为了提升分析效率，常采取 100 mm 短柱。4.辅助气体流量和温度选择 操作中温度普通选择高于分析物沸点 20 左右即可。对热不稳定性化合物，要选取更低温度以防止显著分解。液质联用仪基本介绍及其应用技术25/32五、质谱仪基本操作五、质谱仪基本操作开机步骤以安捷伦6400系列质谱仪为例：1.分别打开计算机、网络交换机（LAN Switch）电源、液相电源2.打开质谱前面左下角的电源开关，等待大约两分钟，听到第二声溶剂阀切换的声音(表明质谱自检完成)后，可以联机。3.质谱一接通电源，前级真空规就开始工作，监视前级真空值。4.在计算机桌面上双击MassHunter 采集软件图标，进入MassHunter工作站。5.确认氮气气源输出已经打开，气体输出压力为90 psi。6.等待四极杆温度达到100，高真空达到4 x10-5 Torr之后，即可进行调谐或开始实验。液质联用仪基本介绍及其应用技术26/32关机步骤1.在MassHunter采集软件内点击三级四极杆MS的图标，选择Vent执行放空操作。2.可以在三重四极杆Method的Diagnosis界面观察涡轮泵转速的下降情况。3.等待真空泵停转且内部真空放空后，系统会给出放空完成的提示，关闭MassHunter 软件，然后关闭质谱及LC各模块、PC的电源.液质联用仪基本介绍及其应用技术27/32数据采集软件功效区、状态区介绍：液质联用仪基本介绍及其应用技术28/32 方法建立打开MassHunter采集软件界面 点击Method Editor，以下列图。或经过菜单FileNewMethod创建一个新方法。液质联用仪基本介绍及其应用技术29/32 定性分析打开定性分析软件 ，主要功效区惯用快捷键介绍以下：液质联用仪基本介绍及其应用技术30/32六、仪器维护及注意事项1.天天试验完成之后，使用1:1异丙醇-水溶液清洗或擦洗离子源，注意勿将溶液喷入毛细管入口。2.每七天开启前级泵上气振阀两次，每次半小时。开启时能够将气振阀开到最大后，向回转半圈。3.天天清洗雾化器组件，在清洗前应留出足够时间让它冷却下来，预防烫伤。4.氮气发生器过滤装置必须定时更换，应每六个月到一年更换干燥气气体净化管。MS维护周期表维护周期表 液质联用仪基本介绍及其应用技术31/32注意事项1.因为任何原因造成断电，请关闭仪器面板左下角开关，等候供电恢复10分钟以上再开启电源，不然有可能烧毁电路板。2.在仪器开机（即使处于休眠）时假如长时间停顿气体供给，会造成真空腔体内部污染。3.在仪器开始抽真空时，请不要打开前级泵上气振阀，不然可能因为回油污染真空腔体内部。4.会产生离子化抑制溶剂要慎用，如三氟乙酸、有机胺类。禁用溶剂有：强酸强碱、不挥发性酸及对应盐（如磷酸盐、硼酸盐、柠檬酸盐等）、表面活性剂、离子对试剂。5.质谱连接电脑禁止更改网络设置，禁止安装防火墙。尽可能防止使用U盘等移动存放设备。液质联用仪基本介绍及其应用技术32/32