Agilent 6100 系列四极杆LC∕MS系统概念指南.pdf

Agilent TechnologiesAgilent 6100 系列系列 四极杆四极杆 LC/MS 系统系统概念指南概念指南Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南注意注意 安捷伦科技有限公司，2007-2008根据美国和国际版权法，未经安捷伦公司书面许可，本书内容不得以任何形式复制（包括电子存储修改或翻译）。手册部件号手册部件号G1960-97030版本版本2008 年 1中国印刷Agilent Technologies,Inc.5301 Stevens Creek Blvd.Santa Clara,CA 95051声明声明本书内容如有改变，恕不另行通知。安捷伦科技公司对本材料，及由此引出的任何商务和特种用途不承担责任。安捷伦科技公司对本手册中可能有的错误或与装置、性能及材料使用有关内容而带来的意外伤害和问题不负任何责任。如果安捷伦与用户对本书中的警告术语有不同的书面协议，这些术语与本书中的警告术语冲突，则以协议中的警告术语为准。本书内容如有改变，恕不另行通知。安捷伦科技公司对本材料，及由此引出的任何商务和特种用途不承担责任。安捷伦科技公司对本手册中可能有的错误或与装置、性能及材料使用有关内容而带来的意外伤害和问题不负任何责任。如果安捷伦与用户对本书中的警告术语有不同的书面协议，这些术语与本书中的警告术语冲突，则以协议中的警告术语为准技术许可技术许可 本书对硬件和/或软件的介绍已获得特许，未经许可，不得使用或复制。权力限制说明权力限制说明如果软件用于某一美国政府基本合同或次级合同，软件的使用将作为下列情况之一被许可：按照法案 DFAR 252.227-7014（1995 年 6 月）确定的“商业计算机软件”；或者按照法案FAR 2.101(a)确定的“商业条款”；或者按照法案 FAR 52.227-19（1987 年 6月）确定的“限制计算机软件”；或者任何相当机构法规或合同条款。软件的使用，复制或解密受安捷伦科技标准商业许可条款的管理，美国政府的非DOD 部门和机构将获得不比法案 FAR 52.227-19(c)(1-2)（1987 年 6 月）大的权利。美国政府的用户将获得不比法案FAR 52.227-14(c)(1-2)（1987 年 6 月）或DFAR 252.227-7015(b)(2)（1995 年 11月）确定的限制权利大的权利，这一原则适用于任何技术数据。安全警告安全警告小心小心小心小心提示表示危险提醒您在操作过程中注意，如果执行不当，将影响产品或丢失重要数据。不要忽视小心小心提示。警告警告警告提示表示危险。提醒您在操作过程中注意，如果执行不当，将导致人身伤害或死亡。警告提示表示危险。提醒您在操作过程中注意，如果执行不当，将导致人身伤害或死亡。不要忽视警告提示。不要忽视警告提示。Microsoft 是微软公司的美国注册商标。软件修订版软件修订版在有新文件替换之前，本指南适用于 Agilent 6100 系列四极杆 LC/MS 系统 B.03.01 版或更高版本的安捷伦化学工作站软件。如果您对本指南有任何建议，请发送电子邮件至 feedback_。Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南3内容提要内容提要.概念指南介绍了 Agilent 6100 系列四极杆 LC/MS 系统的概述信息，以帮助您了解硬件和软件的工作原理。如果您对本指南有任何建议，请发送电子邮件至 feedback_。1概述概述在 Agilent 6100 系列四极杆 LC/MS 系统中了解硬件的工作原理，并获取化学工作站软件的简要介绍。2仪器准备仪器准备了解准备 LC 和色谱柱用于分析以及准备调谐 MS 需要的概念。3数据采集数据采集学习建立方法和运行样本。4数据分析数据分析了解用于定性和定量数据分析所需的软件概念。5报告报告学习预定义的结果报告和建立自定义报告。6性能认证性能认证了解操作验证/性能认证(OQ/PV)以及系统认证的软件概念。7维护和故障排除维护和故障排除学习有助于您维护系统和诊断并解决问题的软件工具。4Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南目录目录Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南5目录目录1硬件和软件概述硬件和软件概述9安捷伦四极杆 LC/MS 系统的工作原理10概述10详细信息11可以采集的数据类型15扫描与选定离子监测(SIM)15碎片离子的生成：低碰撞诱导解离和高碰撞诱导解离16正离子和负离子19多信号采集19离子源21电喷雾电离(ESI)21大气压化学电离(APCI)25大气压光电离(APPI)26多模式电离(MMI)27化学工作站软件简介28概述28远程查看数据302仪器准备仪器准备31LC 系统的准备32用途32操作步骤总结32设置 LC 模块的参数34色谱柱调节与平衡37监视流量和压力的稳定性38MS 的准备调谐39概述39调谐方式406Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南目录系统概念指南目录调谐时间检查调谐41自动调谐43手动调谐45调谐报告47增益校正483数据采集数据采集51使用方法52方法和运行控制视图52调用、编辑、保存和打印方法53编辑方法的更多信息55运行样品58运行单个样品59运行序列59流动注射分析64监测分析68在线信号图68快速方法概览69日志69仪器关闭714数据分析数据分析73数据分析视图74调用和处理色谱图75调用信号76从色谱图显示中删除信号79更改色谱图的显示方式80使用光谱81显示光谱82峰纯度83目录目录Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南7执行定量分析84积分峰84校正86数据浏览和序列数据再处理88导航表88批处理浏览885报告报告91使用预定义报告92生成报告92报告类型93定义自定义报告94过程总结94报告模板示例：94“报告格式”视图956性能验证性能验证97验证(OQ/PV)视图98仪器验证99设置和运行仪器验证100软件中包含的 OQ/PV 测试102验证日志103系统验证104概述104设置和运行系统验证1057维护和故障排除维护和故障排除107“诊断”视图108概述108仪器面板109日志1118Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南目录系统概念指南目录维护112早期维护预警112维护日志113维护过程113放空和抽取 MS114诊断和解决问题115症状和原因115MS 诊断测试116解决问题1169Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南Agilent Technologies1硬件和软件概述硬件和软件概述安捷伦四极杆 LC/MS 系统的工作原理10概述10详细信息11可以采集的数据类型15扫描与选定离子监测(SIM)15碎片离子的生成：低碰撞诱导解离和高碰撞诱导解离16正离子和负离子19多信号采集19离子源21电喷雾电离(ESI)21大气压化学电离(APCI)25大气压光电离(APPI)26多模式电离(MMI)27化学工作站软件简介28概述28远程查看数据30本章概述了构成 Agilent 6100 系列四极杆 LC/MS 系统的硬件和软件。该系列包含四个系统 6110、6120、6130 和 6140。10Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南1硬件和软件概述硬件和软件概述安捷伦四极杆安捷伦四极杆 LC/MS 系统的工作原理系统的工作原理安捷伦四极杆安捷伦四极杆 LC/MS 系统的工作原理系统的工作原理概述概述质谱(MS)基于对在真空中移动的离子的分析。分析结果是质谱，提供有关分子量、结构、特征、数量和样品纯度等有价值的信息。MS 对定性和定量分析添加了特性。四极杆质量分析器有时被称为四极滤质器或四极杆。图 1 显示了 Agilent 6100 系列四极杆 LC/MS 系统的图解。大气压力下样品的电离发生在左侧显示的离子源中。Agilent 6100 系列四极杆 LC/MS 系统与很多安捷伦大气压电离(API)源兼容。图图 1安捷伦四极杆 LC/MS 系统结构图API 大气压电离一种常用的大气进样接口将离子从电离源引入质谱仪的真空系统。各种离子光学元件将聚焦离子并指导离子通过一系列真空级，直到离子到达四极杆质量分析器（质量分析器可分离离子）。然后，离子移动到检测器，检测器将离子记录为信号。毛细管雾化器毛细管雾化器HPLC 进样口离子源粗泵分流涡轮泵检测器四极杆滤质器进样口离子源粗泵分流涡轮泵检测器四极杆滤质器离 子 光 学离 子 光 学硬件和软件概述硬件和软件概述1详细信息详细信息Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南11详细信息详细信息图 2 和图 3 显示了 Agilent 6100 系列四极杆 LC/MS 系统中离子路径的更详细图解。API 源生成离子后，系统离子传输和聚焦区域中的离子光学元件将指导离子向四极杆和检测器移动。运行过程中，离子将从大气压力为 760 torr 的源位置移动到为真空（大气压力为 10-6 torr）的四极杆和检测器位置。图图 2Agilent 6130 和 6140 四极杆 LC/MS 系统的离子路径HPLC 进样口进样口4321真空级：离子源离子传输和聚焦区域真空级：离子源离子传输和聚焦区域四极杆毛细管雾化器解离区四极杆毛细管雾化器解离区(CID)检测器锥孔体八极杆透镜检测器锥孔体八极杆透镜3 torr5X10-6 torr12Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南1硬件和软件概述硬件和软件概述详细信息详细信息图图 3Agilent 6110 和 6120 四极杆 LC/MS 系统的离子路径Agilent 6100 系列四极杆 LC/MS 系统的离子传输和聚焦区域封闭在真空多路连接管中。真空系统的功能是抽空离子聚焦和传输区域，并保持四极杆处于低压状态。因为雾化器与进样口毛细管成一合适的角度，所以大部分溶剂都从雾化室放空了，根本不会到达毛细管。只有离子、干燥气体和少量溶剂能通过毛细管传输。通过自动调谐仪器，可以自动设置离子路径中大部分元件的电压。参见第39 页的“MS 的准备调谐”。以下对离子光学元件的讨论是根据离子路径级和质谱仪的真空级进行组织的。离子传输和解离（第一真空级）离子传输和解离（第一真空级）API 源中产生的离子被静电吸引通过干燥气体，然后通过加热进样毛细管，进入真空系统的第一级。靠近毛细管出口处是一个带小孔的金属锥孔体。较重的离子动量也较大，会通过锥孔体的小孔。大多数较轻的干燥气体（氮气）分子被锥孔体转向，然后被粗泵抽出。通过锥孔体的离子移动到真空系统的第二级。4321真空级：真空级：离子源离子传输和聚焦区域离子源离子传输和聚焦区域四极杆毛细管雾化器四极杆毛细管雾化器HPLC 进样口解离区进样口解离区(CID)检测器锥孔体八极杆透镜检测器锥孔体八极杆透镜2 torr6X10-6 torr硬件和软件概述硬件和软件概述1详细信息详细信息Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南13大气压电离技术都是相对“软”技术。这些技术主要生成：分子离子 M+或 M-质子化的分子 M+H+简单加合物离子 M+Na+表示简单损耗（如水分子 M+H-H2O+损耗）的离子CID 碰撞诱导解离这些类型的离子可提供分子量信息，但您通常需要补充性结构化信息。要取得结构化信息，可以解离第一级中的分析物离子。要解离分析物离子，需要为这些离子提供额外的能量，然后在称为碰撞诱导解离(CID)的过程中让它们与中性分子碰撞。在大气进样毛细管的末端施加电压，为碰撞增加能量并生成更多解离。有关详细信息，请参见第 16 页的“碎片离子的生成：低碰撞诱导解离和高碰撞诱导解离”。离子传输（第二和第三真空级）离子传输（第二和第三真空级）八极杆离子向导是带公共开放轴的一组平行小金属杆，离子能通过此轴。Agilent 6130 和和 6140 四极杆四极杆 LC/MS 系统系统在第二真空级中，离子立即被八极杆离子向导聚焦，该八极杆离子向导在两个真空级之间来回移动。由于被大气压力牵引通过进样毛细管时获得的动量，离子能通过八极杆离子向导。应用到八极杆的射频电压会将超过特定质量范围的离子排斥到杆组的开放中心。离子会离开离子向导，然后经过两个聚焦透镜进入真空系统的第四级。Agilent 6110 和和 6120 四极杆四极杆 LC/MS 系统系统在第二真空级，离子在锥孔体 1 和锥孔体 2 之间传输。然后，离子进入第三真空级，并在该级通过八极杆离子向导。离子离开此离子向导后，经过两个聚焦透镜进入真空系统的第四级。14Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南1硬件和软件概述硬件和软件概述详细信息详细信息离子分离和检测（第四真空级）离子分离和检测（第四真空级）在第四真空级中，四极杆质量分析器根据质荷比分离离子。然后，电子倍增器检测这些离子。m/z 质荷比四极杆质量分析器（图 4）包含四个平行的杆，在这四个杆上施加有特定直流(DC)和射频(RF)电压。分析物离子被导入杆的中心。应用到杆上的电压生成电磁场。这些电磁场确定了哪些质荷比的离子能在给定时间通过过滤器。通过的离子聚焦在检测器上。图图 4四极杆质量分析器从从离子源到检测器离子源到检测器硬件和软件概述硬件和软件概述1可以采集的数据类型可以采集的数据类型Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南15可以采集的数据类型可以采集的数据类型扫描与选定离子监测扫描与选定离子监测(SIM)您可以在“方法和运行控制”视图中建立扫描或 SIM 分析，如第3 章所述。如图 5 所示，四极杆质量分析器能在两种模式下进行操作。要最有效地使用分析，挑选适当的模式非常重要。下面的讨论将帮助您进行选择。图图 5四极杆质量分析器能在扫描模式或选定离子监测(SIM)模式下进行操作。扫描模式扫描模式在扫描模式中，将分析一定范围的 m/z 值，例如，m/z 200 到1000。四极杆按顺序逐个过滤质量，整个扫描通常大约需要 1 秒钟。（准确时间取决于质量范围和扫描速度。）MS 固件通过增加DC 和 RF 电压逐步调整四极杆，这样可按顺序过滤整个质谱内相应的 m/z 值。m/zm/zm/zm/z1 次扫描次扫描1 次扫描次扫描SIM扫描不连续的质量质量范围丰度丰度时间时间扫描不连续的质量质量范围丰度丰度时间时间16Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南1硬件和软件概述硬件和软件概述碎片离子的生成：低碰撞诱导解离和高碰撞诱导解离碎片离子的生成：低碰撞诱导解离和高碰撞诱导解离全扫描分析很有用，因为该分析显示了离子源中存在的、给定质量范围内的所有离子。因为全扫描分析提供了在选定质量范围的检测限之上出现的所有电离化合物的全貌，所以该分析经常用于样品特性、结构解析和杂质分析。它还是开发 SIM 数据采集方法的起点（接下来讨论）。选定离子监测选定离子监测(SIM)模式模式为获得最佳的灵敏度，四极杆将在 SIM 模式下进行操作。在 SIM模式中，四极杆只分析具有几个指定 m/z 值的信号。所需的RF/DC 电压设置为一次只过滤一个质量。四极杆只逐步处理分析员选择的值，而不是逐步处理给定质量范围内的所有 m/z 值。因为四极杆花费将多时间采样每个选定的 m/z 值，所以系统能检测较低级别的样本。SIM 模式明显比扫描模式更灵敏，但只提供较少离子的信息。扫描模式通常用于定性分析或预先不知道分析物质量时的定量分析。SIM 模式用于对目标化合物进行定量分析和监测。碎片离子的生成：低碰撞诱导解离和高碰撞诱导解离碎片离子的生成：低碰撞诱导解离和高碰撞诱导解离建立数据采集方法时，您可使用碰撞诱导解离设置来控制解离量。您可以在“方法和运行控制”视图中建立方法，如第3 章所述。碎片离子（也称为产物离子）通过分解离子前体而形成。在Agilent 6100 系列四极杆 LC/MS 系统上，解离区域位于毛细管出口和锥孔体之间，那里的气压大约为 2 到 3 torr。根据该区域的电压，离子前体也许能保持不变地通过，也许被解离。当向该区域施加较低电压时，离子保持不变地通过。即使这些离子与该区域的气体分子发生碰撞，通常也没有足够能量进行解离。（请参见图 6。）硬件和软件概述硬件和软件概述1碎片离子的生成：低碰撞诱导解离和高碰撞诱导解离碎片离子的生成：低碰撞诱导解离和高碰撞诱导解离Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南17图图 6磺胺甲嘧啶的质谱低碰撞诱导解离m/z100200300050000100000150000200000250000300000350000 279.1 301.0 280.0 281.0M+Na+M+H+SNHH2NOONNCH3CH318Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南1硬件和软件概述硬件和软件概述碎片离子的生成：低碰撞诱导解离和高碰撞诱导解离碎片离子的生成：低碰撞诱导解离和高碰撞诱导解离图图 7磺胺甲嘧啶的质谱高碰撞诱导解离如果增加电压，离子拥有更多的平动能。然后，如果离子与气体分子发生碰撞，碰撞将平动能转化为分子振动，分子振动可导致离子解离。这称为碰撞诱导解离(CID)。图 7 显示了一个示例。即使发生该解离的位置不是离子在大气压力下形成的位置，按惯例还是称这种解离为“源内 CID”。通过分子解离得的离子用于结构测定或确认是否存在特定化学核素。通过使用中间解离电压，可以在同一个光谱里同时生成分子离子和碎片离子。FIA 流动注射分析理想的解离电压取决于化合物的结构和分析的需求。对于目标化合物分析，较好的方法是预先确定化合物对碰撞诱导解离设置的响应。达到这个目的最快方法是使用流动注射分析(FIA)系列。使用 FIA 系列，您可以在同一次分析中多次注入化合物，并在不同的时间窗口里改变碰撞诱导解离设置。您可以从结果数据评判最佳碰撞诱导解离设置。有关 FIA 的详细信息，请参见第 64 页的“流动注射分析”。m/z1002003000200004000060000M+H+M+Na+80000 124.1 186.0 279.1 156.1 108.2 301.0 323.0 213.2 107.1 280.1 125.1 187.0 157.1NHH2NOONNCH3CH3Sm/z 156m/z 186m/z 124m/z 213m/z108硬件和软件概述硬件和软件概述1正离子和负离子正离子和负离子Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南19正离子和负离子正离子和负离子您在“方法和运行控制”视图中设置方法时也设置了离子极性，如第3 章所述。大气压电离技术能生成正离子和负离子。对于任何指定的分析，主要的离子类型取决于分析物的化学结构和（尤其对于电喷雾电离）溶液的 pH 值。虽然离子源中可能存在一种或两种离子类型，离子传输和聚焦区域中离子光学元件的极性决定了检测到的离子类型。正离子和负离子分析要求不同的离子光学元件设置。软件控制的自动调谐过程会对正离子和负离子的设置进行优化，并将这些设置保存在一个调谐文件中。数据采集过程中，软件会访问这个调谐文件取得适当的设置。多信号采集多信号采集您可以在“方法和运行控制”视图中为多信号采集建立条件，如第3 章所述。使用 Agilent 6120、6130 和 6140 LC/MS 模型，您可以在单个分析中采集多种类型的数据。在单个分析运行中，您可以选择交互切换正负电离，交互切换高碰撞诱导解离和低碰撞诱导解离设置，以及交互切换扫描和 SIM 模式。因为最佳 MS 条件随化合物的不同而不同，所以多信号功能使您可以在单次运行中以更高的灵敏度分析更多的化合物。极性切换极性切换使用 Agilent 6120、6130 和 6140 LC/MS 模型，您可以交替切换扫描对正离子的分析和对负离子的分析。为快速切换极性，这些模型合并了用于 API 源的快速切换电源、透镜系统、四极杆和检测器。在色谱时间标度上切换极性的功能在分析完全未知样品时非常有用，因为它能避免为了检测两种离子而两次分析样本的需求。交互切换高交互切换高/低碰撞诱导解离低碰撞诱导解离使用 Agilent 6120、6130 和 6140 LC/MS 模型，您还可以在高解离电压和低解离电压之间交替切换扫描。使用此功能，您可以以低碰撞诱导解离设置采集扫描取得分子量信息，而以高碰撞诱导解离设置取得结构化信息。20Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南1硬件和软件概述硬件和软件概述多信号采集多信号采集交互切换交互切换 SIM/扫描扫描许多分析需要使用 SIM 模式来监测和/或定量底层目标化合物。有时还需要使用扫描分析来识别其他样品组分。使用 Agilent 6120、6130 和 6140 LC/MS 模型，您可以在 SIM 和扫描模式之间交互切换，这样就可以在单个分析中达到这两个目标。总而言之总而言之6120、6130 和 6140 LC/MS 模型可在单次分析中，在逐个扫描的基础上完成经过四种不同用户选择采集模式的循环。例如，您可以设置单次运行执行以下操作：以低碰撞诱导解离电压进行正离子扫描 以高碰撞诱导解离电压进行正离子扫描 以低碰撞诱导解离电压进行负离子扫描 以高碰撞诱导解离电压进行负离子扫描如果混合化合物中的有些化合物在正离子模式下响应较好而有些在负离子模式下响应较好，或者如果既需要分子离子又需要碎片离子，那么这样的分析是很理想的。一个周期所需的时间根据选择的模式个数、扫描范围和切换所需的内扫描延迟的不同而有所不同。为与窄色谱峰相分离，确保总周期时间短到仪器足以在峰中进行充足的检测非常重要。硬件和软件概述硬件和软件概述1离子源离子源Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南21离子源离子源Agilent 6100 系列四极杆 LC/MS 系统使用以下可互换的大气压电离(API)源进行操作：ESI（电喷雾电离）APCI（大气压化学电离）APPI（大气压光电离）MMI（多模式电离）电喷雾电离电喷雾电离(ESI)您在“方法和运行控制”视图中设置方法时也可控制雾化室参数（雾化器压力、干燥气体流速和温度以及毛细管电压），如第3 章所述。在分析物到达质谱仪之前，电喷雾电离部分依靠化学成分在溶液中生成分析物离子。如图 8 所示，在大气压力下，存在强静电场和加热的干燥气体时，将 LC 洗脱液喷雾（雾化）进雾化室。静电场出现在雾化器和毛细管之间，雾化器在安捷伦设计中是接地，而毛细管是高电压。喷雾与毛细管成一合适的角度。这个安捷伦专利设计可以减少液滴的背景噪声，提高灵敏度并较长时间保持毛细管清洁。注意注意6100 系列 LC/MS 系统上使用的源是 B 类源。6100 系列 LC/MS 系统与先前安捷伦 LC/MS 模型上使用的 A 类源不兼容。22Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南1硬件和软件概述硬件和软件概述电喷雾电离电喷雾电离(ESI)图图 8电喷雾离子源电喷雾电离(ESI)包括四个步骤：1 离子的形成2 雾化3 去溶剂化4 离子蒸发离子的形成离子的形成大气压电离-电喷雾中的离子形成通过多个机械装置形成。如果分析物、溶剂和缓冲液的化学成分正确，则离子可以在雾化之前在溶液中生成。这将带来高分析物离子浓度和良好的大气压电离-电喷雾灵敏度。ESI 不是总需要预制的离子。未在溶液中电离的一些化合物仍可以分析。雾化、去溶剂化和离子蒸发的过程，可以在喷雾液滴的表面产生强电荷。这会引起液滴表面处分析物分子的电离。加热的干燥气体毛细管雾化器加热的干燥气体毛细管雾化器HPLC 进样口溶剂喷雾进样口溶剂喷雾硬件和软件概述硬件和软件概述1电喷雾电离电喷雾电离(ESI)Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南23雾化雾化雾化（气雾剂生成）在以下步骤中使用样品溶液：a 样品溶液通过称为雾化器的接地针进入雾化室。b 对于高流速电喷雾，雾化气体通过罩在针外面的一根管子集中进入雾化室中。c 雾化气体生成的强剪力和雾化室中强电压(2-6 kV)的共同作用，可以将样品溶液抽出并分成液滴。d 随着液滴的分散，静电场会将一种极性的离子优先迁移到液滴表面。e 结果，样品被充电并同时分散成带电液滴的精细喷雾，因此得名电喷雾。因为创建气雾剂时并未加热样品溶液，所以 ESI 不对大部分分析物进行热分解。去溶剂化和离子蒸发去溶剂化和离子蒸发在对离子进行质量分析之前，必须除去溶剂以生成裸离子。中性、加热的干燥气体（通常为氮气）的计数器电流会蒸发溶剂，减小液滴直径，并强制主要的电荷（如表面电荷）更加接近（请参见图 9）。图图 9离子从溶液的脱附库伦排斥力带相同符号电的核素之间的排斥力当库伦排斥力等于液滴的表面张力时，液滴将爆炸并产生更小的带电液滴，可进一步蒸发。这个过程在液滴上反复发生，以至形成带有高表面电荷密度的液滴。当电荷密度达到约 108 V/cm3时，将发生离子蒸发（裸离子直接从液滴表面脱离）。这些离子被吸引并通过毛细管进样口进入离子光学元件和质量分析器。+-+-+-+-+蒸发排出的分析物离子蒸发排出的分析物离子24Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南1硬件和软件概述硬件和软件概述电喷雾电离电喷雾电离ESI)溶液化学成分的重要性溶液化学成分的重要性对溶剂和缓冲液的选择是使用电喷雾进行成功的电离的关键。如甲醇等溶剂有较低的热容量、表面张力和电容率，可促进雾化和去溶剂化。要获得电喷雾模式的最佳结果：根据所需的离子极性和样本的 pH 值调整溶剂的 pH 值。要加强离子脱附，可使用汽化温度低且表面张力低的溶剂。选择在气相反应（例如，质子传递或离子偶反应）中不会中和离子的溶剂。要降低离子源中盐的积聚，可选择更易挥发的缓冲液。多次充电多次充电电喷雾尤其适用于分析大生物分子（例如，蛋白质、肽和低聚核苷酸），不过也能分析较小的分子（例如药品和环境污染物）。大分子通常需要多次充电。由于多次充电，即使典型的四极杆 LC/MS仪器的质量范围（更准确的说，是质荷比）约为 3000 m/z，您也可以使用电喷雾来分析有 150,000 u 这么大的分子。例如：100,000 u/10 z=1,000 m/z 可选的 Agilent LC/MSD Deconvolution&Bioanalysis 软件可执行完成解卷积的计算。大分子需要多次充电时，可使用称为解卷积的数学过程来确定分析物实际的分子量。硬件和软件概述硬件和软件概述1大气压化学电离大气压化学电离(APCI)Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南25大气压化学电离大气压化学电离(APCI)APCI 是气相化学电离过程。APCI 技术通过雾化针传送 LC 洗脱液，产生精细喷雾。喷雾通过加热陶瓷管，洗脱液滴可在陶瓷管中完全汽化（图 10）。然后，所产生的气体/蒸汽混合物通过电晕放电针，其中溶剂蒸汽被电离以产生试剂气体离子。这些离子通过化学电离过程依次电离样品分子。然后样品离子被引入毛细管中。图图 10大气压化学电离(APCI)源APCI 要求分析物处于气相才能发生电离。要汽化溶剂和分析物，APCI 源通常在 400 到 500 癈 的汽化室温度下进行操作。APCI 适用于各种分子极性。APCI 很少导致多次充电，因此通常用于小于 1,500 u 的分子。由于该分子量限制和对高温汽化的使用，相对于电喷雾，APCI 较不适于分析热稳定差的大生物分子。APCI 非常适于电离极性较低的化合物，这些化合物通常由正相色谱进行分析。+干燥气体毛细管雾化器（喷雾器）干燥气体毛细管雾化器（喷雾器）HPLC 进进样样口汽化室电晕（加热器）放电针口汽化室电晕（加热器）放电针26Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南1硬件和软件概述硬件和软件概述大气压光电离大气压光电离(APPI)大气压光电离大气压光电离(APPI)使用 APPI 技术，LC 洗脱液可通过雾化针产生精细喷雾。喷雾通过加热陶瓷管，洗脱液滴可在陶瓷管中完全汽化。所产生的气体/蒸汽混合物通过氪灯的光子束电离样本分子（图 11）。然后样品离子被引入毛细管中。APPI 和 APCI 相似，只是 APPI 用灯替代电晕针用于电离。APPI通常还使用附加的溶剂或流动相改良剂（称为“掺杂剂”）来帮助光电离过程。APPI 适用于许多通常由 APCI 分析的相同化合物。已证实 APPI对非极性化合物的分析尤其有价值。图图 11大气压光电离(APPI)源+干燥气体毛细管雾化器（喷雾器）干燥气体毛细管雾化器（喷雾器）HPLC 进样口进样口汽化室汽化室UV 灯灯（加热器）（加热器）h 硬件和软件概述硬件和软件概述1多模式电离多模式电离(MMI)Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南27多模式电离多模式电离(MMI)多模式源是能在三种不同模式（APCI、ESI 或同时 APCI/ESI）下操作的离子源。多模式源包含两个电力相分离的优化区域，一个区域用于 ESI，另一个用于 APCI。在同时 APCI/ESI 时，两个电离模式中得到的离子都进入毛细管，并由质谱仪同时进行分析。图图 12多模式源多模式电离(MMI)对筛选以下样品很有用处：未知样品，或者样品为混合化合物并且一些化合物由 ESI 响应而另一些由 APCI 响应。在这些情况下，多模式源能避免为了得到完整分析而两次分析样本的需求。与 APCI 和 APPI 源中监视汽化室温度不同，多模式源中监视实际的蒸汽温度。结果，汽化室通常设置为 200 到 250 C 之间。干燥气体毛细管雾化器干燥气体毛细管雾化器HPLC 进样口进样口APCI热容器热容器ESI 区域区域区域区域电晕放电针电晕放电针28Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南1硬件和软件概述硬件和软件概述化学工作站软件简介化学工作站软件简介化学工作站软件简介化学工作站软件简介概述概述Agilent 6100 系列四极杆 LC/MS 系统的化学工作站软件按视图组织。您可以通过每种视图执行一组特定的任务。菜单和工具栏随每个视图而更改。图图 13您可以使用这些按钮在六个化学工作站视图之间切换。以下总结了化学工作站视图及其功能：有关“方法和运行控制”视图的详细信息，请参见第3 章。方法和运行控制方法和运行控制 设置方法 更改 Agilent 1100 系列 LC 模块或 Agilent 1200 系列 LC 模块的设定值，包括芯片箱 更改 Agilent 6100 系列四极杆 LC/MS 系统的设定值 更改安捷伦 API 源的设定值 分析单一样品 分析自动序列 分析 FIA 系列 按需实时查看数据硬件和软件概述硬件和软件概述1概述概述Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南29有关“数据分析”视图的详细信息，请参见第4 章。数据分析数据分析 查看从 MS 和 UV 监测器收集的色谱和光谱 积分色谱峰 执行定量分析 检查峰纯度 解卷积多次充电光谱 生成报告 再处理序列中的数据有关“报告格式”视图的详细信息，请参见第5 章。报告格式报告格式 设计自定义的报告模板有关“验证”视图的详细信息，请参见第6 章。验证验证(OQ/PV)验证系统性能 执行测试用于证明是否完全遵循法规要求（操作认证性能验证，或者 OQ/PV）有关“诊断”视图的详细信息，请参见第7 章。诊断诊断 了解仪器问题的可能原因 运行测试以诊断仪器问题 需要执行系统维护时接收通知 抽取并放空系统有关“MSD 调谐”视图的详细信息，请参见第2 章。MSD 调谐调谐 优化并校正 MS30Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南1硬件和软件概述硬件和软件概述远程查看数据远程查看数据远程查看数据远程查看数据有两种设置计算机的方式，从而您可以远程查看化学工作站数据。一种方式是安装数据分析，数据分析是化学工作站软件在远程计算机上的唯一版本。此安装提供与您在控制 Agilent 6100 系列LC/MS system 的化学工作站上相同的数据分析功能。如果您需要详细的数据分析的全部功能，这种方式很理想。您可以在 LC/MS 化学工作站安装 CD 上找到化学工作站数据浏览器软件。另一种方式是在远程计算机上安装化学工作站数据浏览器。使用化学工作站数据浏览器，您可以轻松地查看化学工作站 LC 和LC/MS 数据文件，不过其功能与全部化学工作站数据分析有所不同。数据浏览器软件对于合成化学家和其他将 LC/MS 系统用于“一步步”分析的人来说很理想。31Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南Agilent Technologies2仪器准备仪器准备LC 系统的准备32用途32操作步骤总结32设置 LC 模块的参数34色谱柱调节与平衡37监视流量和压力的稳定性38MS 的准备调谐39概述39调谐方式40调谐时间检查调谐41自动调谐43手动调谐45调谐报告47增益校正48本章中，您会了解有助于准备仪器进行分析的概念。本章假设已安装了硬件和软件，配置了仪器并进行了性能验证。如果以上未完成，请参见 Agilent 6100 系列单四极杆 LC/MS 系统安装指南。32Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南2仪器准备仪器准备LC 系统的准备系统的准备LC 系统的准备系统的准备用途用途要实现良好的灵敏度，开始 LC/MS 分析前正确准备 LC 和色谱柱非常重要。要实现最佳信噪比，整个 LC 系统必须没有盐（如非挥发性缓冲液）和不需要的有机化合物的污染。一些对 UV 检测器没有影响的污染物会导致 MS 出现问题。这些污染物可能会引起离子抑制和/或高背景，而这些问题都会严重降低灵敏度。要使基线平滑且噪音小，LC 流必须也非常稳定。操作步骤总结操作步骤总结准确的 LC 准备步骤取决于先前使用 LC 的方法和要执行的分析类型。下面提供了一些规则：典型准备典型准备在开始分析前，LC 路径应该无污染，且流量应该非常稳定。通常，您可以通过执行以下操作来实现这些目标：1 吹扫泵以去除气泡。吹扫计划使用的每个通道。有关吹扫泵的说明，请在在线帮助中搜索关键字“吹扫”，滚动主题列表，直到您看到以“吹扫”作为开头的条目。2 调节色谱柱以除去不纯物或残留样品。有关详细信息，请参见第 37 页的“色谱柱调节与平衡”。3 在流动相初始组成时使色谱柱达到平衡。有关详细信息，请参见第 37 页的“色谱柱调节与平衡”。4 确保系统流量和压力稳定。有关详细信息，请参见第 38 页的“监视流量和压力的稳定性”。仪器准备仪器准备2操作步骤总结操作步骤总结Agilent 6100 系列四极杆系列四极杆 LC/MS 系统概念指南系统概念指南33更全面的准备更全面的准备在日常工作中采用上述四个步骤即可，但如果出现以下情况之一，则可能需要进行更全面的 LC/色谱柱冲洗：您没有将此 LC 用于 MS。色谱柱为新色谱柱。更改为不同的流动相组成。LC 用来分析不洁样品。下一次分析需要最高灵敏度。更彻底的 LC 清洗协议在 Agilent 6100 单四极杆系统安装指南中介