三重四级杆质谱仪原理(全).pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2010-9-29,#,三重四级杆质谱仪原理,内容,质量分析,基础知识,质量分析器的性能特点,分辨率,准确率,质量范围,多级质量分析,什么是多级质谱？,多级质谱如何工作？,碰撞诱导解离,(CID),采集方式,SRM,MRM,QQQ,的优点（选择性、灵敏度和速度）,质量分析,:,基本基础知识,在质量分析器里所产生的离子是根据他们的质荷比,(m/z).,进行分离的,质荷比,与小分子不同，一个更大分子的同位素质量簇中丰度最大的离子可能不是最低同位素质量。注意这个变化是同位素分布，它将影响你分析的结果。,质量分析器的性能特点,分辨率,=M/,M,分辨率为,200,时，准确率是,2000ppm,分辨率为,2500,时，准确率是,100ppm,准确率（,ppm,级误差的例子）,一个质量为,1000,道尔顿的化合物,1000 2.0 Da(or 2000 ppm),1000 0.5 Da(or 500 ppm),1000 0.1 Da(or 100 ppm),1000 0.01 Da(or 10 ppm),1000 0.002 Da(or 2 ppm),一个单四极杆质谱仪,四极杆质量过滤器,合成电压在两个对杆上数量是相同的，极性是相反的。,四极杆质量过滤器如何工作的？,四极杆质量过滤器稳定性图表,马修稳定图,选择性离子监测与全扫描对比,三重四极杆与其他液相,/,质谱联用技术的比较,在质谱应用领域里三重四极杆是最灵敏和定量重现性最好的仪器。,在质谱应用领域里三重四极杆在执行中性丢失扫描和母子扫描模式具有最好的灵敏性和准确性。,三重四极杆不是最好的获取质谱图的仪器，平行测量的质谱系统会更好些：,三重四极杆质谱,/,质谱不如离子阱质谱仪（,TRAPS,）灵敏（定性）,三重四极杆质谱不如飞行时间质谱仪（,TOF,）所获取的质谱图那么,有说服力（定性）,质量分析器的性能特点,质量范围,不同类型质量分析器质荷比的范围。四极杆分析器典型的扫描范围高达,3000,m/z,。,多级质量,分析,质谱,/,质谱方式的介绍,多级质量分析,通常通过由惰性气体分子，例如氮气，氩气或氦气，碰撞,所选择的分子离子来实现的。这个过程就是所谓的碰撞诱,导,解离,（,CID),。,对,所得的碎片离子进行质量分析。,碎片离子,被用于对原来的分子离子的结构判断。,多,质谱分析可用于缩氨酸顺序，碳水化合物的结构特性，,低,聚核苷酸以及酯类药物类的分子等的测定。,什么是碰撞诱导解离（,CID,）？,这是一个通过中性分子的碰撞把能量传递给离子的过程。,这种能量传递足以使分子键断裂和所选择的离子重排,。,为什么,它那么重要,？,在,70,年代初期,McLafferty(JACS,95,3886,1973),论证了从,离 子观测,得的键断裂和重排，表明了,CID,是中性分子的,分子 结构,的典型,代表,。,结构,阐述,用,主要的分裂机理方式解释,CID,谱图。,多级质谱分析,两种型号的质,谱,时间串联的质,谱,空间串联的质谱,时间串联多级质谱分析,：通过,离子阱质量分析器实现,时间串联多级质量分析是通过同一个分析器实现的，分离出所需的,离子,，使之断裂，并分析碎片离子,。,时间串联的多级质谱,:,离子阱（质谱,n,）,离子,在离子阱中静电捕获（无线电频率场见下图）,通过,改变阱里的电场，从而选择特定的离子留在阱里,，把其他,的排除出离子阱。,在,与惰性气体原子（氦，氩或者氮）碰撞后，所选择的,离子,被激活，所产生的更大动能使它们变成碎片。,所得,的碎片离子通过分析后，得到碎片离子谱图。,时间串联的多级质谱：优点,离子,阱的一个优点就是它们能够,分离出,某种离子，把其他的离子排除出,离子,阱。,被,分离的离子能够通过,CID,的方式,变成,碎片然后被测定。,质,谱,/,质谱试验能快速进行。,离子,阱允许对碎片离子和碎片片段,进行,多重质谱,/,质谱,(aka MSn),实验，,以获得,更多的结构信息。,另外,一个优点就是它们能够富集,离子,，以提供更好的离子信号。,时间串联的多级质谱：缺点,缺乏,三重四极杆（,QQQ,）类型的,母离子,扫描和和中性,丢失 扫描,的,高灵敏度,。,因为,空间电荷效应的影响，离子阱,的 动态范围,有限。因为如果,过多的,离子积累在阱里，它们的电荷相斥会对仪器的分辨率和,定量分析造成,有害的影响。,空间串联的多级质,谱：通过,QQQ,质量,分析器完成,空间,串联的多级质谱分析通过连续的质量,分析器实现,，,例如,QQQ,。,空间串联多级质谱：,QQQ,必须,通过连续放置多个分析器来,实 现,空间串联的多级质,谱分析,。,对于,QQQ,，每个分析器有以下单独的作用：,第一,个四极杆,(Q1),根据设定的质荷比范围扫描和选择所需的,离 子,。,第二,个四极杆,(Q2),，也称碰撞池，用于聚集和传送离子。,在所选 择离子,的飞行途中，引入碰撞气体，例如氮气等。,第三,个四极杆,(Q3)用于分析在碰撞池中产生的碎片离子。,空间串联多级质谱：,QQQ,QQQ,质谱仪对于液相色谱质谱,/,质谱应用来说是权威的,分析,工具，特别是需要精确定量时。,可以,通过三重四极杆质谱仪可以进行如下几类试验：,子离子扫描,母离子扫描,中性丢失扫描,单个反应监测,多重反应监测,QQQ,多级,质,谱：子离子,扫描,Q1,选择,了某一特定质量的母离子,，,Q2,碰撞,池产生,碎片离子,，然后,在,Q3,中,分析。此过程产生典型的质谱质谱碎片,谱图。,第一个四极杆在选择性离子监测模式，第二个在全扫描监测,模式,QQQ,多级,质,谱：母离子,扫描,在,母离子扫描中,，,Q1,测定,母离子,，,Q3,测定某个特定的,碎片离子,，因此可在非常复杂的混合物中监测某种特定的分子。,在,下面的例子中，睾丸激素在母,碎片（,m/z 367,）中碎片,m/z 97,得到,选择性监测，具有极高的灵敏度和精确的定量分析,。,QQQ,多级质谱：中性丢失扫描,在,QQQ,中,进行中性丢失扫描,，,Q1,和,Q3,分析器,的结合使,灵敏度 和,选择性得到最大化,。,Q1/Q3,中性,丢失扫描可监测,母离子,特定的中性丢失，例如缩氨酸磷酸盐中一个磷酸根的,丢失,。在这个例子中，,Q1,和,Q3,的扫描得到母离子的谱图，,这张,谱图是母离子为了磷酸化，丢失了碎片,98,而得到,的。,QQQ,多级质谱：单个反应监测,(SRM),选择某一质量的母离子，,Q2,碰撞单元产生碎片离子。,Q3,只分析一个,碎片离子,。此过程产生一个简单的单个离子碎片谱,图。,QQQ,多级,质谱：多反应监测,Q1,选择某一质量的母离子，碰撞单元产生碎片离子,。,Q3,用于搜寻多,个选择,反应监测，这就是多重反应监测（,MRM,）。,采集,类型：,QQQ,质谱仪,三重四极杆,:SRM,或,MRM,多反应监测（,MRM,）,QQQ,应用,采用,QQQ,分析者可以采用最少的样品制备步骤。,经常,用于少量化合物的高通量定量分析，,而 不,用于大量,化合物,同时高通量分析。,一些例子,：,食品,中的农药和除草剂,人类体液中的违禁,药物,地表水的药物,生物基体中的药物,酸性氯代除草剂的基本知识,常用于除去草地和谷类农作物中阔叶杂草,潜在的地下水污染物,公众的误用,需要对痕量级别定量,传统方法,液,液萃取,重氮甲烷,衍生化,气相,色谱方法和选择性检测器（例如电子捕获检测器）,仪器,二次运行确认,存在,问题,溶剂的过量使用,问题,数据的解释,甲基,化试剂的安全关注,为什么使用,HPLC/MS/MS?,不,需进行衍生化。,在,单个分析中实现确认定量。,在,复杂很脏的基体中的低,检测限,提高,实验室效率,/,产出率（使用固相萃取技术）,更可靠,和可值得信赖的测试结果。,无基体效应,(,土壤,),在,380,微升每个土壤萃取物中注射进,20,微升混标,