液相色谱-质谱联用仪的原理及应用课件

1、液相色谱-质谱的原理和应用，1。学习交换PPT、色谱-质谱、色谱分离能力、质谱定性功能，实现复杂混合物更准确的定量和定性分析。而且简化了样品的预处理过程，使样品分析更加容易。2。学习交换PPT和色谱-质谱的接口。接口：直接连接色谱仪和质谱仪的设备。功能：将色谱仪分离出的各种成分逐一送入质谱仪进行分析。接口应协调两个仪器的输出和输入之间的矛盾。结合两种仪器的分析方法，我们可以共同努力，取长补短。因此，接口是色谱-质谱分析中的关键设备。3。学习交换PPT、气相色谱-质谱的分类和气相色谱-质谱：开发最早的适合分析小分子、挥发性、热稳定和气化化合物的色谱仪器。液相色谱-质谱联用仪：液相色谱-质谱联用仪

2、的接口问题已经解决，近年来发展迅速。适用于分析大分子(包括蛋白质、多肽聚合物等)。)、非挥发性、热不稳定和极性化合物。毛细管电泳-质谱技术近年来发展迅速，尤其适用于生物大分子的分类和分析。4。学会交换PPT。质谱仪包括真空系统、进样系统、离子源、质量分析仪、检测器和数据处理系统。真空系统、样品入口系统、检测器、数据处理系统、质量分析器、离子源、电离源、质谱仪、5、学会交换PPT，质谱仪的离子源、质量分析器和检测器必须处于高真空状态。如果真空度过低，离子源灯丝会被破坏，背景会升高，光谱会变得复杂，离子源的调整会受到干扰，电极放电会加速。通常，质谱仪使用机械真空泵(前级粗真空泵)预抽真空，然后使用

3、高效油扩散泵或分子涡轮泵(高真空泵)持续运行以保持真空。只有当真空足够高时，离子才能从离子源到达检测器，如果真空不够高，灵敏度就低。真空系统，6，学会交换PPT，样品注入系统是一种将分析样品引入离子源的装置。抽样方法：1 .直接取样；2.仪器组合取样(气相色谱、液相色谱、毛细管电泳)；7.学习交换PPT色谱-质谱联用仪和色谱仪的接口构成了质谱的采样系统。接口应满足以下要求：1 .界面的存在既不会破坏离子源的高真空，也不会影响色谱柱的分离效率；2.接口应使色谱分离后尽可能多的组分进入质谱仪的离子源，同时使色谱流动相尽可能不进入质谱仪的离子源；3.界面的存在不会改变色谱分离后各组分的组成和结构。仪

4、器样品介绍，8。学会交换PPT。离子源电离待分析样品的原子或分子，获得带电离子，并加速离子进入质量分析仪。根据电离方式的不同，通常使用：离子源、电子碰撞电离源、ei化学电离源和ci快原子轰击电离源。APCI的FAB电喷雾电离源、电喷雾电离大气压化学电离源、基质辅助激光解吸电离源(MALDI，9)是应用最广泛的电喷雾电离源，尤其是气相色谱-质谱联用仪中应用最广泛的离子源，主要用于挥发性样品的电离。原理：从取样系统进入的气体样品到达离子源，与灯丝发出的电子碰撞，使样品分子电离。电子轰击电离源EI，电子轰击电离源示意图，10，学习交流等离子体发射光谱，特点：光谱简单，最强的峰是分子离子峰和准分子离子

5、峰，碎片离子峰很少。可用于负离子质谱，大多数有机化合物的负离子质谱灵敏度比正离子高2-3个数量级化学电离源原理：利用反应气体和样品分子的离子产生样品的分子离子。化学电离源示意图，11。学习交流PPT，快速原子轰击电离源FAB，FAB源原理：氩被电子轰击电离，产生的氩离子被电子透镜聚焦并加速产生动能可控的离子束，离子束携带的电荷被中和器中和成为高速定向运动的中性原子束，样品被这种原子束轰击电离。特点：适用于分子量大、不易气化、热稳定性差的样品分析。快速原子轰击电离源示意图，12。学习交流PPT，特点：1 .这是一种软电离方法，适用于分析强极性的有机化合物。2.它容易形成多电荷离子，并且可以测量大

6、分子量的蛋白质。3.它主要用于液相色谱-质谱分析。电喷雾电离源电喷雾电离源原理：流出物在高电场下形成荷电喷雾，在电场力的作用下通过空气幕；从而使溶剂雾化蒸发，防止中性溶剂分子进入后端进行检测。电喷雾电离源示意图，13。学习交流PPT原理，大气压化学电离源APCI，APCI源：在喷嘴下游放置一个针状放电电极进行高压放电，使空气中的一些中性分子电离，产生H3O、N2、O2和o等离子体，溶剂分子也将被电离。这些离子将与样品分子发生离子分子反应，从而电离样品分子。特点：属于“软”电离模式，适用于分析质量数小于2000u的弱极性小分子化合物。仅产生单电荷离子，主要是受激准分子离子，并且产生少量碎片离子。

7、主要用于液相色谱-质谱分析。大气压化学电离源示意图，14，学习交换PPT，MALDI，适用于生物大分子，如肽和核酸化合物。可以获得准分子离子峰，并且碎片离子和多电荷离子很少。MALDI，MALDI源的原理：将待测物质的溶液与基质溶液混合并蒸发，使分析物和基质变成晶体或半晶体。当受到一定波长的脉冲激光照射时，基质分子能有效吸收激光能量，使基质分子和样品分子进入气相并电离。矩阵辅助激光解吸电离源示意图，15。学习交流PPT。质量分析仪是质谱仪的核心。质量分析器的功能是按照m/z顺序分离和排列离子源产生的离子。常用的质量分析器有：磁扇形分析器，四极质量分析器，飞行时间，飞行时间)，离子阱，质量分析器

8、，16，学习交流PPT。磁质量分析器基于这样的事实，即当离子束在具有一定场强的磁场中移动时，其曲率半径与离子的质荷比和加速电压有关。它是质谱仪中最早使用的质量分析仪。它可分为单焦点磁质量分析仪和双焦点磁质量分析仪。磁质量分析仪、单焦点磁质量分析仪和双焦点磁质量分析仪原理图，具有单焦点磁质量分析仪低分辨率和双焦点磁质量分析仪高分辨率的特点。17、学习交流PPT，传统的四极杆质量分析器是由四个平行于轴等距离悬挂的直杆电极组成，而杆的理想表面是双曲面。在一定的DC/氯乙烯作用下，只有m/z满足一定要求的离子才能通过四极杆到达探测器，其他离子被过滤掉。四极杆质量分析仪具有重量轻、体积小、成本低的优点。

9、四极质量分析器的示意图，18，学习交流PPT，使用脉冲将离子源中的离子瞬间引出，并且在被加速电压加速后，它们具有相同的动能进入漂移管。质荷比小的离子速度最快，因此首先到达检测器，而质荷比大的离子最终到达检测器。飞行时间质谱图，带离子镜，飞行时间质量分析仪，特点：1)宽范围的检测质荷比，19、学习交流PPT，离子阱的原理类似于四极质量分析器。当高频电压的幅值和频率固定在一定值时，只有具有一定质荷比的离子才能在阱中的一定轨道上稳定旋转，改变端电极的电压，使得不同的m/z离子飞出阱到达探测器。离子阱质谱分析仪，其特征在于：单个离子阱可以实现多极“时间”系列质谱；结构简单，价格低廉，性价比高；高灵敏度

10、；广泛的质量范围。20，学习交流PPT、检测器和质谱仪。常用的探测器包括直接电探测器、电子倍增器、闪烁探测器和微通道板。电子倍增器使用来自质量分析器的离子轰击发射二次电子的电子倍增器管的阴极表面，然后用二次电子依次轰击一系列电极，从而使二次电子连续倍增。最后，阳极接收电子流，离子束信号被放大。电子倍增器原理图、21、学习交流用PPT、数据处理系统和质谱仪均配有完善的计算机系统，不仅可以快速准确地采集和处理数据，还可以监控质谱仪各单元的工作状态，实现质谱仪的全自动操作，取代人工定性和定量分析化合物。22，学习交流PPT，质谱图，质谱图：以检测器检测到的离子信号强度为纵坐标，离子质荷比为横坐标的图

11、即为质谱图。质荷比：离子质量(以相对原子量为单位)与其电荷(以电子电荷为单位)之比，写成m/z.峰：质谱中的离子信号通常称为离子峰或简称峰。离子丰度：检测器检测到的离子信号强度。基本峰：在质谱中，在规定的质荷比范围内强度最高的离子峰称为基本峰。23，学习通信PPT，质谱，24，学习通信PPT，分子离子：由样品分子中的电子损失形成的单电荷离子，它代表样品的分子量。准分子离子：它是指与分子有简单关系的离子，通过它也可以确定分子量。液体中最常见的准分子离子峰是氢、M-H、钠等。碎片离子：分子离子或准分子离子被裂解产生碎片离子，碎片离子可以进一步裂解成更小的碎片离子。碎片离子是质谱分析和推断分子结构的

12、重要信息。质谱中的离子，25，学会在质谱中交换PPT、离子、母离子和子离子：任何离子进一步裂解成质量电荷较小的离子，前者是后者的母离子或前体离子，后者是前者的子离子。同位素离子：由元素的重同位素组成的离子。各种元素的同位素基本上都是根据它们在自然界中的丰度比出现在质谱中的，这有利于确定化合物和碎片的元素组成。亚稳态离子：在从离子源到探测器的飞行过程中破裂的离子。它可以指示离子产生的方式，这对于结构判断非常有用。26，学习交流PPT，质谱中的离子，单电荷离子：带一个电荷的离子，z=1。多电荷离子：带有两个或多个电荷的离子，如z2。奇电子离子(OE):一种带有不成对电子的离子，用符号表示。偶电子离

13、子(EE):其外部电子完全配对的离子，用符号表示。27，对PPT、液相色谱-质谱和液相色谱-质谱的研究始于20世纪70年代，直到90年代才出现广泛接受的商品界面和成套仪器。通常，液相色谱在常压下工作。除了真空匹配，液-质在线技术发展可以说是界面技术的发展。质谱的工作需要一个高真空系统，而液相色谱-质谱要解决的首要问题是真空的匹配。学习交流平台、液相色谱-质谱接口的发展、20世纪70年代的直接液体引入接口(DLI)移动带技术、80年代的热喷涂接口、90年代的粒子束接口、大气压下的基质辅助激光分析接口(MALDI)电喷雾电离接口(ESI)优点：是液体质量法中最简单的接口，且成本低。缺点：不能在大流

14、量下工作；喷嘴容易堵塞。直接液体引入接口DLI，这种方法始终停留在实验室使用阶段，并没有真正形成商业仪器。30，学习交流PPT，MB:在液相色谱柱后增加一条传送带，柱后的流出物滴落在传送带上，通过红外加热除去大部分溶剂后进入真空室，传送带的移动速度根据流动相的组成进行调整。优点：基于溶剂和样品沸点差异的分离可用于大多数有机物质的质谱分析。缺点：不适合分析高沸点和难挥发的化合物；电离效率低；灵敏度低；残留在移动带上的挥发性物质容易引起记忆效应，干扰分析。移动带技术MB，31，学习交流PPT，TS:喷雾探针代替直接取样棒，当流动相通过喷雾针时，它被加热到完全蒸发点以下5-10，在体积膨胀后，它以超

15、音速喷射探针以形成雾状混合物。优点：能适应较大流量和较高含水量的液相。缺点：分子量限制在200-1000的化合物；对热稳定性差的化合物有明显的分解作用。热喷涂界面TS，32，学习交流PPT，FB:也称为动量分离器。将流动相和样品喷入气溶胶中，除去溶剂后在动量分离器中发生动量分离，然后通过加热的转移管进入质谱。优点：电离是通过质谱的电离或电离模式进行的，可以得到经典的质谱图。缺点：因为电离方法仍然是电子轰击，不是软电离，它不适合分析热不稳定的化合物；主要用于分析分子量小于1000u的非极性或中等极性化合物。优点：它是一种“冷”离子源，适用于分析热不稳定和难以蒸发的化合物，特别是肽和蛋白质。电喷雾

16、界面前分析的有效性是其他界面无法比拟的。缺点：混合样品中共存物质的干扰抑制了样品分子的电离，导致灵敏度下降；它只能在低流速下工作，这严重限制了液柱的分离效果。快速原子轰击FAB，34，学习通信PPT，矩阵辅助激光分辨MALDI，MALDI:矩阵辅助激光分辨电离源优点：它特别适合与飞行时间质谱联用，可测量的分子量高达数百万，灵敏度高。缺点：同FAB一样，混合样品中共存物质的干扰也很明显，导致质谱信号微弱或无质谱信号，灵敏度降低。35，研究交流等离子体等离子体，电喷雾电离，电喷雾电离：电喷雾电离源的特性：广泛的应用范围；电离效率高，蛋白质接近100%；有许多电离模式可供选择：电喷雾电离(-)；ESI(-)；它能产生多电荷离子，适用于测量大分子量的蛋白质；它属于“软”电离模式，可以分析热不稳定化合物。36，学习交流PPT，大气压化学电离，APCI APCI:大气压化学电离源特点：属于“软”电离模式，适