三重四级杆质谱仪原理全

三重四级杆质谱仪原理三重四级杆质谱仪原理全第1页内容质量分析–基础知识–质量分析器性能特点•分辨率•准确率•质量范围多级质量分析–什么是多级质谱？–多级质谱怎样工作？–碰撞诱导解离(CID)–采集方式•SRM•MRMQQQ优点（选择性、灵敏度和速度）三重四级杆质谱仪原理全第2页质量分析:基本基础知识在质量分析器里所产生离子是依据他们质荷比(m/z).进行分离三重四级杆质谱仪原理全第3页质荷比

与小分子不一样，一个更大分子同位素质量簇中丰度最大离子可能不是最低同位素质量。注意这个改变是同位素分布，它将影响你分析结果。三重四级杆质谱仪原理全第4页质量分析器性能特点分辨率=M/ΔM分辨率为200时，准确率是～ppm分辨率为2500时，准确率是～100ppm三重四级杆质谱仪原理全第5页准确率（ppm级误差例子）一个质量为1000道尔顿化合物

1000±2.0Da(or±ppm)1000±0.5Da(or±500ppm)1000±0.1Da(or±100ppm)1000±0.01Da(or±10ppm)1000±0.002Da(or±2ppm)三重四级杆质谱仪原理全第6页一个单四极杆质谱仪三重四级杆质谱仪原理全第7页四极杆质量过滤器合成电压在两个对杆上数量是相同，极性是相反。三重四级杆质谱仪原理全第8页四极杆质量过滤器怎样工作？三重四级杆质谱仪原理全第9页四极杆质量过滤器稳定性图表马修稳定图三重四级杆质谱仪原理全第10页选择性离子监测与全扫描对比三重四级杆质谱仪原理全第11页三重四极杆与其它液相/质谱联用技术比较–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含有最好灵敏性和准确性。三重四极杆不是最好获取质谱图仪器，平行测量质谱系统会更加好些：

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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）所获取质谱图那么有说服力（定性）三重四级杆质谱仪原理全第12页质量分析器性能特点•

质量范围–不一样类型质量分析器质荷比范围。四极杆分析器经典扫描范围高达3000m/z。三重四级杆质谱仪原理全第13页多级质量分析——质谱/质谱方式介绍三重四级杆质谱仪原理全第14页多级质量分析通常经过由惰性气体分子，比如氮气，氩气或氦气，碰撞所选择分子离子来实现。这个过程就是所谓碰撞诱导解离（CID)。对所得碎片离子进行质量分析。碎片离子被用于对原来分子离子结构判断。多质谱分析可用于缩氨酸次序，碳水化合物结构特征，低聚核苷酸以及酯类药品类分子等测定。三重四级杆质谱仪原理全第15页什么是碰撞诱导解离（CID）？这是一个经过中性分子碰撞把能量传递给离子过程。这种能量传递足以使分子键断裂和所选择离子重排。

为何它那么主要？在70年代早期McLafferty(JACS,95,3886,1973)论证了从离子观察得键断裂和重排，表明了CID是中性分子分子结构经典代表。结构阐述用主要分裂机理方式解释CID谱图。三重四级杆质谱仪原理全第16页多级质谱分析两种型号质谱时间串联质谱空间串联质谱三重四级杆质谱仪原理全第17页时间串联多级质谱分析：经过离子阱质量分析器实现时间串联多级质量分析是经过同一个分析器实现，分离出所需离子，使之断裂，并分析碎片离子。三重四级杆质谱仪原理全第18页时间串联多级质谱:离子阱（质谱n）离子在离子阱中静电捕捉（无线电频率场见下列图）经过改变阱里电场，从而选择特定离子留在阱里，把其它排除出离子阱。在与惰性气体原子（氦，氩或者氮）碰撞后，所选择离子被激活，所产生更大动能使它们变成碎片。所得碎片离子经过分析后，得到碎片离子谱图。三重四级杆质谱仪原理全第19页时间串联多级质谱：优点•离子阱一个优点就是它们能够分离出某种离子，把其它离子排除出离子阱。•

被分离离子能够经过CID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(akaMSn)试验，以取得更多结构信息。•

另外一个优点就是它们能够富集离子，以提供更加好离子信号。三重四级杆质谱仪原理全第20页时间串联多级质谱：缺点•

缺乏三重四极杆（QQQ）类型母离子扫描和和中性丢失扫描高灵敏度。•

因为空间电荷效应影响，离子阱动态范围有限。因为假如过多离子积累在阱里，它们电荷相斥会对仪器分辨率和定量分析造成有害影响。三重四级杆质谱仪原理全第21页空间串联多级质谱：经过QQQ质量分析器完成•

空间串联多级质谱分析经过连续质量分析器实现，比如QQQ。三重四级杆质谱仪原理全第22页空间串联多级质谱：QQQ•

必须经过连续放置多个分析器来实现空间串联多级质谱分析。•

对于QQQ，每个分析器有以下单独作用：

–第一个四极杆(Q1)依据设定质荷比范围扫描和选择所需离子。–第二个四极杆(Q2)，也称碰撞池，用于聚集和传送离子。在所选择离子飞行途中，引入碰撞气体，比如氮气等。–第三个四极杆(Q3)用于分析在碰撞池中产生碎片离子。三重四级杆质谱仪原理全第23页空间串联多级质谱：QQQ•QQQ质谱仪对于液相色谱－质谱/质谱应用来说是权威分析工具，尤其是需要准确定量时。•

能够经过三重四极杆质谱仪能够进行以下几类试验：

–子离子扫描–母离子扫描–中性丢失扫描–单个反应监测–多重反应监测三重四级杆质谱仪原理全第24页QQQ多级质谱：子离子扫描•

Q1选择了某一特定质量母离子，Q2碰撞池产生碎片离子，然后在Q3中分析。此过程产生经典质谱质谱碎片谱图。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三重四级杆质谱仪原理全第25页QQQ多级质谱：母离子扫描•

在母离子扫描中，Q1测定母离子，Q3测定某个特定碎片离子，所以可在非常复杂混合物中监测某种特定分子。•

在下面例子中，睾丸激素在母碎片（m/z367）中碎片m/z97得到选择性监测，含有极高灵敏度和准确定量分析。三重四级杆质谱仪原理全第26页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中性丢失，比如缩氨酸磷酸盐中一个磷酸根丢失。在这个例子中，Q1和Q3扫描得到母离子谱图，这张谱图是母离子为了磷酸化，丢失了碎片98而得到。三重四级杆质谱仪原理全第27页QQQ多级质谱：单个反应监测(SRM)选择某一质量母离子，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单个离子碎片谱图。三重四级杆质谱仪原理全第28页QQQ多级质谱：多反应监测Q1选择某一质量母离子，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）。三重四级杆质谱仪原理全第29页采集类型：QQQ质谱仪三重四级杆质谱仪原理全第30页三重四极杆:SRM或MRM三重四级杆质谱仪原理全第31页多反应监测（MRM）三重四级杆质谱仪原理全第32页QQQ应用•采取QQQ,分析者能够采取最少样品制备步骤。•经惯用于少许化合物高通量定量分析，而不用于大量化合物同时高通量分析。。•一些例子：•食品中农药和除草剂•人类体液中违禁药品•地表水药品•生物基体中药品三重四级杆质谱仪原理全第33页酸性氯代除草剂基本知识•惯用于除去草地和谷类农作物中阔叶杂草•潜在地下水污染物•公众误用•需要对痕量级别定量三重四级杆质谱仪原理全第34页传统方法•

液－液萃取•

重氮甲烷衍生化•

气相色谱方法和选择性检测器（比如电子捕捉检测器）•

仪器二次运行确认•

存在问题•溶剂过量使用•

问题数据解释•

甲基化试剂