高级物理化学实验讲义-液质联用

1、高级物理化学实验讲义实验项目名称：LCQ-Fleet液质联用仪的原理、实验技术及应用姓名: 张诗群 学号：130420123 指导教师：谢莉莉成绩评定： 评阅教师：日期： 2012 年 6 月 17 日一、实验目的1. 掌握LCQ-Fleet液质联用仪基本原理。2. 熟悉该仪器的各部分的功能，并能进行简单的进样操作及控制软件的使用。3.初步使用该仪器的数据处理软件，对得到的较简单实验谱图进行正确的判断及归属。二、实验原理1. 质谱简化流程：2. LCQ-fleet的结构示意图。3. 质谱相关名词质荷比（m/z）：以原子质量单位表示的离子质量与其电荷数的比值。基峰：在质谱图中，指定质荷比范围内强

2、度最大的离子峰称作基峰。总离子流谱图（TIC）：对质荷比（m/z）在一定范围内的离子电流总和进行连续检测与记录的谱图。原子质量单位（u）：用来衡量原子或分子质量的单位，它被定义为碳12原子质量的1/12。名称CHCl3 M+H+平均分子量120.38绝对分子量118.92；120.92；122.92；124.91 低分辨质谱精确分子量118.9217；120.9187；122.9158；124.9128 HR-MS4. 离子的产生离子源类型：1. Electrospray Ionization (ESI) 电喷雾电离- 大多数情况下是液态过程。2. Atmospheric Pressure P

3、hoto-Ionization（APCI）大气压下化学电离-气相过程。3. Atmospheric Pressure Photo-Ionization（APPI）大气压下光离子化-气相过程。离子源作用：1. 去溶剂2. 真空过渡3. 离子化4. 去除干扰5. 电喷雾（ESI）电离过程6. ESI离子化特点： 1. 软电离方式，一般得到分子离子峰，如M+H+，M+Na+，M-H+; 2. 液态电离方式，流速耐受有限（250 ul/min）； 3. 可在常温下进行，热不稳定化合物首选； 4. 可产生多电荷离子；有利于大分子化合物（如蛋白和多肽）的分析； 5. 适用于强极性化合物； 6. 灵敏度高；

4、7. 大气压化学离子化（APCI）电离过程8. 大气压化学离子化（APCI）电离过程通过电晕放电离子化大气压化学电离有三个过程：1. 在高压电极作用下，氮气载气和气化的液相色谱溶剂发生反应，产生预反应离子。2. 通过一系列复杂反应，预反应离子与溶剂分子反应形成溶剂离子H3O+和CH3OH+。3. 溶剂离子与被分析物分子反应，在正电离模式下，形成正的分子离子；在负的电离模式下，形成负的分子离子。9. APCI离子化的特点： 1. 软电离方式，一般得到与溶剂中相似的准分子离子峰，如+H+、-H+。不同的是由于APCI电离过程中溶剂传递电荷所以更容易产生溶剂簇离子。2. 只能产生单电荷离子。3. 电

5、离过程需要高温，适合于热稳定化合物。4. 气态电离方式，可以承受更高的流速（50-2000µL/min）、缓冲盐浓度和复杂基质。5. 适合于更低极性的化合物（药物，农药，类固醇及含氮染料）。6. 分子量<1200 Da。10. ESI和APCI优点对比。ESI 1. 离子在液态产生2. 有益于热不稳定化合物的分析 3. 有益于中等到高等极性化合物的分析 4. 有益于大分子（蛋白/多肽） APCI 1. 离子在气态产生2. 不利于热不稳定化合物的分析3. 适合小分子（类固醇，甾体化合物）4. 适合含有发色基团的化合物（APPI）三、应用案例设计四、实验步骤1.配制好样品，等待测试

6、。2.打开仪器，设置好实验参数。3.等仪器都准备就绪时，手动进样。4.进样后，按照规定的实验方法操作计算机处理数据，当出现明显的强峰或者离子响应度足够的时候停止实验。5.设定仪器进水速度，对仪器进行洗涤。6.实验完成后，打印实验谱图。7.按相应的顺序关仪器。7.处理数据。五、分析数据根据所得的图谱可知，扫描结束时的离子响应度为2×104，符合要求，而扫描的质量范围在350-700之间，我们最终得到的两个较明显的峰分别为518.31和540.25。这两个峰分别为对应的化合物加上一个氢峰和钠峰后显示的峰值，所以可推断测定的化合物如下：六、实验注意事项样品量：固体或液体0.11mg，溶液浓

7、度为1020mol/L，至少为ng/mL。样品成份：请标明内容物的大致成份和相对含量。尽可能提供样品的结构式、分子量或所含官能团，以便选择电离方式；如有特殊要求者，请提供具体实验条件。样品内容物：易燃、易爆、毒害、腐蚀性样品必须注明。不含金属离子、表面活性剂、磷酸盐等不挥发盐，否则会毁坏离子源。pH值范围在57，样品中严禁含有无机或有机强酸、强碱。液相色谱-质谱联用时，所有缓冲体系一律用易挥发性缓冲剂，如乙酸、醋酸铵、氢氧化四丁基铵等配成。凡要求定量分析者请提供标准对照品。七、思考题1. 简述LCQ-Fleet液质联用仪中两种离子源ESI源与APCI源的优、缺点。答： ESI的优点： 1. 离

8、子在液态产生2. 有益于热不稳定化合物的分析 3. 有益于中等到高等极性化合物的分析 4. 有益于大分子（蛋白/多肽）缺点：1. 软电离方式，一般得到分子离子峰。 2. 液态电离方式，流速耐受有限（250 ul/min）； 3. 适用于强极性化合物；APCI的优点：1. 离子在气态产生2.不利于热不稳定化合物的分析3.适合小分子（类固醇，甾体化合物）4.适合含有发色基团的化合物（APPI）缺点：1.有限的结构信息2.易发生热裂解3.低质量时化学噪声大4.不适合做分子量大于1000的化合物2. LCQ-Fleet的主要有哪些方面的应用？答：随着联用技术的日趋完善，HPLC-MS逐渐成为最热门的分

9、析手段之一。特别是在分子水平上可以进行蛋白质、多肽、核酸的分子量确认，氨基酸和碱基对的序列测定及翻译后的修饰工作等，这在HPLC-MS联用之前都是难以实现的。HPLC-MS作为已经比较成熟的技术，目前己在生化分析、天然产物分析、药物和保健食品分析以及环境污染物分析等许多领域得到了广泛的应用。3. 使用LCQ-Fleet液质联用仪对样品浓度，溶剂选择，流动相添加剂等有需要特别注意哪些方面？答：样品量：固体或液体0.11mg，溶液浓度为1020mol/L，至少为ng/mL。溶剂选择：溶样溶剂，最好是用色谱纯的。流动相添加剂：应该选用具有低粘度、与检测器兼容性好、易于得到纯品和低毒性等特征的流动相溶剂。其他注意方面：样品成份：请标明内容物的大致成份和相对含量。尽可能提供样品的结构式、分子量或所含官能团，以便