1、1液相色譜液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀質(zhì)譜聯(lián)用儀的原理及應用的原理及應用福州大學測試中心馮蕊2色譜色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀質(zhì)譜聯(lián)用儀色譜的分離能力色譜的分離能力質(zhì)譜的定性功能質(zhì)譜的定性功能實現(xiàn)對復雜混合物更實現(xiàn)對復雜混合物更準確的定量和定性分準確的定量和定性分析。而且也簡化了樣析。而且也簡化了樣品的前處理過程，使品的前處理過程，使樣品分析更簡便。樣品分析更簡便。3色譜質(zhì)譜聯(lián)用的接口色譜質(zhì)譜聯(lián)用的接口接口：接口：是將色譜儀與質(zhì)譜儀直接聯(lián)接起來的裝置。是將色譜儀與質(zhì)譜儀直接聯(lián)接起來的裝置。作用：作用：將通過色譜儀分離開的各種組分逐一送入質(zhì)譜儀中進將通過色譜儀分離開的各種組分逐一送入質(zhì)譜儀中進行分析。接口要協(xié)調(diào)前后

2、兩種儀器的輸出和輸入間的行分析。接口要協(xié)調(diào)前后兩種儀器的輸出和輸入間的矛盾。將兩種儀器的分析方法結(jié)合起來，協(xié)同作用，矛盾。將兩種儀器的分析方法結(jié)合起來，協(xié)同作用，取長補短，獲得單獨使用時所不具備的功能。取長補短，獲得單獨使用時所不具備的功能。因此，因此，接口是色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)中的關(guān)鍵裝置。接口是色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)中的關(guān)鍵裝置。4色譜質(zhì)譜聯(lián)用的分類色譜質(zhì)譜聯(lián)用的分類u 氣相色譜氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用質(zhì)譜聯(lián)用：開發(fā)最早的色譜聯(lián)用儀器，開發(fā)最早的色譜聯(lián)用儀器，適宜分析適宜分析小分子、易揮發(fā)、熱穩(wěn)定、能氣化的化合物。小分子、易揮發(fā)、熱穩(wěn)定、能氣化的化合物。u 液相色譜液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用質(zhì)譜聯(lián)用：液相色譜液相

3、色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的接口問題得到解質(zhì)譜聯(lián)用的接口問題得到解決，近年有了飛速發(fā)展。決，近年有了飛速發(fā)展。適宜分析大分子（包括蛋白、多肽多聚物適宜分析大分子（包括蛋白、多肽多聚物等）、不揮發(fā)、熱不穩(wěn)定、極性的化合物。等）、不揮發(fā)、熱不穩(wěn)定、極性的化合物。u 毛細管電泳毛細管電泳-質(zhì)譜聯(lián)用質(zhì)譜聯(lián)用：近年發(fā)展迅速，特別對生物大分子近年發(fā)展迅速，特別對生物大分子的分類分析十分有用。的分類分析十分有用。5質(zhì)譜儀包括質(zhì)譜儀包括真空系統(tǒng)、進樣系統(tǒng)真空系統(tǒng)、進樣系統(tǒng)、離子源離子源、質(zhì)量分析質(zhì)量分析器、檢測器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)器、檢測器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。真空系統(tǒng)真空系統(tǒng)Vacuum System進樣系統(tǒng)進樣系統(tǒng)Sample

4、 Inlet檢測器檢測器Detector數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)Data System質(zhì)量分析器質(zhì)量分析器Mass Analyser離子源離子源Ionization Source質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀6u 質(zhì)譜儀的離子源、質(zhì)量分析器和檢測器必須處于質(zhì)譜儀的離子源、質(zhì)量分析器和檢測器必須處于高真高真空狀態(tài)空狀態(tài)。若真空度過低，則會造成離子源燈絲損壞、。若真空度過低，則會造成離子源燈絲損壞、本底增高、圖譜復雜化、干擾離子源的調(diào)節(jié)、加速極本底增高、圖譜復雜化、干擾離子源的調(diào)節(jié)、加速極放電等問題。放電等問題。u 一般質(zhì)譜儀都采用一般質(zhì)譜儀都采用機械真空泵（前級低真空泵）機械真空泵（前級低真空泵）預抽預抽真空，再

5、用高效率真空，再用高效率油擴散泵或分子渦輪泵（高真空泵）油擴散泵或分子渦輪泵（高真空泵）連續(xù)地運行以保持真空。連續(xù)地運行以保持真空。u 只有在足夠高的真空下，離子才能從離子源到達檢測只有在足夠高的真空下，離子才能從離子源到達檢測器，真空度不夠則靈敏度低。器，真空度不夠則靈敏度低。真空系統(tǒng)真空系統(tǒng)7進樣系統(tǒng)是將分析樣品引入到離子源的裝置。進樣系統(tǒng)是將分析樣品引入到離子源的裝置。進樣方式：進樣方式：1 直接進樣直接進樣2 儀器聯(lián)用的進樣儀器聯(lián)用的進樣 （GC、LC、CE） 進樣系統(tǒng)進樣系統(tǒng)8色譜色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀的質(zhì)譜聯(lián)用儀的接口和色譜儀接口和色譜儀組成了質(zhì)譜的進樣組成了質(zhì)譜的進樣系統(tǒng)。系統(tǒng)。接口應

6、滿足：接口應滿足：1. 接口的存在既不破壞離子源的高真空，也不接口的存在既不破壞離子源的高真空，也不影響色譜柱的分離柱效；影響色譜柱的分離柱效；2. 接口應能使色譜分離后的各組分盡可能多的接口應能使色譜分離后的各組分盡可能多的進入質(zhì)譜儀的離子源，同時使色譜流動相盡可進入質(zhì)譜儀的離子源，同時使色譜流動相盡可能的不進入質(zhì)譜的離子源；能的不進入質(zhì)譜的離子源；3. 接口的存在不改變色譜分離后各組分的組成接口的存在不改變色譜分離后各組分的組成和結(jié)構(gòu)。和結(jié)構(gòu)。儀器聯(lián)用的進樣儀器聯(lián)用的進樣9 離子源將欲分析樣品的原子或分子電離，得到帶電離離子源將欲分析樣品的原子或分子電離，得到帶電離子，并對離子進行加速使其

7、進入質(zhì)量分析器。根據(jù)電離子，并對離子進行加速使其進入質(zhì)量分析器。根據(jù)電離方式的不同，常用的有方式的不同，常用的有:離子源離子源電子轟擊電離源電子轟擊電離源 electron impact ionization source, EI化學電離源化學電離源 chemical ionization source, CI快原子轟擊電離源快原子轟擊電離源 fast atom bombardment source, FAB電噴霧電離源電噴霧電離源 electrospray ionization source, ESI大氣壓化學電離源大氣壓化學電離源 atmospheric pressure chemical

8、 ionization source, APCI基質(zhì)輔助激光解析電離源基質(zhì)輔助激光解析電離源 Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization, MALDI10EI源應用最為廣泛，特別是氣相色譜源應用最為廣泛，特別是氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀中應用最多的質(zhì)譜聯(lián)用儀中應用最多的離子源，它主要用于揮發(fā)性樣品的電離。離子源，它主要用于揮發(fā)性樣品的電離。原理：由進樣系統(tǒng)進入的氣體樣品到達離子源，與燈絲發(fā)出的原理：由進樣系統(tǒng)進入的氣體樣品到達離子源，與燈絲發(fā)出的電子發(fā)生碰撞使樣品分子電離。電子發(fā)生碰撞使樣品分子電離。電子轟擊電離源電子轟擊電離源 EI電子轟擊電離源示意圖電

9、子轟擊電離源示意圖11特點：特點：u譜圖簡單，最強峰為分子離譜圖簡單，最強峰為分子離子峰和準分子離子峰，碎片離子峰和準分子離子峰，碎片離子峰很少。子峰很少。u可用于負離子質(zhì)譜，多數(shù)有可用于負離子質(zhì)譜，多數(shù)有機化合物的負離子機化合物的負離子CI質(zhì)譜圖質(zhì)譜圖靈敏度要比其正離子的靈敏度要比其正離子的CI質(zhì)質(zhì)譜圖高譜圖高2-3個數(shù)量級。個數(shù)量級。u不適用難揮發(fā)試樣。不適用難揮發(fā)試樣。+氣體分子氣體分子試樣分子試樣分子+準分子離子準分子離子電子電子化學電離源化學電離源 CICI源原理：利用反應氣體的離子和樣品分子發(fā)生分子源原理：利用反應氣體的離子和樣品分子發(fā)生分子-離子反應離子反應而生成樣品分子離子。而

10、生成樣品分子離子。化學電離源示意圖化學電離源示意圖12快原子轟擊電離源快原子轟擊電離源 FABFAB源原理：源原理：氬氣被電子轟擊而電離，生成的氬離子被電子透鏡氬氣被電子轟擊而電離，生成的氬離子被電子透鏡聚焦并加速生成動能可控的離子束，經(jīng)過中和器中和掉離子束所聚焦并加速生成動能可控的離子束，經(jīng)過中和器中和掉離子束所帶的電荷，成為高速定向運動的中性原子束，用此原子束轟擊樣帶的電荷，成為高速定向運動的中性原子束，用此原子束轟擊樣品使其電離。品使其電離。特點：特點：u適用于分析大分子適用于分析大分子量、難氣化、熱穩(wěn)定量、難氣化、熱穩(wěn)定性差的樣品。性差的樣品。快原子轟擊電離源示意圖快原子轟擊電離源示意

11、圖13特點：特點： 1. 是一種軟電離方式，適于分析極性強的有機化合物。是一種軟電離方式，適于分析極性強的有機化合物。2. 容易形成多電荷離子，可以測量大分子量的蛋白質(zhì)。容易形成多電荷離子，可以測量大分子量的蛋白質(zhì)。3. 主要應用于液相色譜主要應用于液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀。質(zhì)譜聯(lián)用儀。電噴霧電離源電噴霧電離源 ESIESI源原理：源原理：流出液在高電場下形成帶電噴霧，在電場力作用下流出液在高電場下形成帶電噴霧，在電場力作用下穿過氣簾；從而霧化、蒸發(fā)溶劑、阻止中性溶劑分子進入后端檢穿過氣簾；從而霧化、蒸發(fā)溶劑、阻止中性溶劑分子進入后端檢測。測。電噴霧電離源示意圖電噴霧電離源示意圖14大氣壓化學電離

12、源大氣壓化學電離源 APCICoronaNebulizer APCIHPLCinlet+APCI源原理：噴嘴下游放置一個針狀放電電極，進行高壓放電，源原理：噴嘴下游放置一個針狀放電電極，進行高壓放電，使空氣中某些中性分子電離，產(chǎn)生使空氣中某些中性分子電離，產(chǎn)生H3O+，N2+，O2+ 和和O+ 等離子，等離子，溶劑分子也會被電離，這些離子與樣品分子進行離子溶劑分子也會被電離，這些離子與樣品分子進行離子-分子反應，分子反應，使樣品分子離子化。使樣品分子離子化。特點：特點：u 屬于屬于“軟軟”電離方式，適電離方式，適于分析質(zhì)量數(shù)小于于分析質(zhì)量數(shù)小于2000u的的弱極性小分子化合物。弱極性小分子化合

13、物。u 只產(chǎn)生單電荷離子，主要只產(chǎn)生單電荷離子，主要是準分子離子，很少有碎片是準分子離子，很少有碎片離子。離子。u 主要應用于液相色譜主要應用于液相色譜-質(zhì)質(zhì)譜聯(lián)用儀。譜聯(lián)用儀。大氣壓化學電離源示意圖大氣壓化學電離源示意圖15 MALDI適用于生物大分子，如肽類，核酸類化合物。可得到適用于生物大分子，如肽類，核酸類化合物。可得到準分子離子峰，碎片離子和多電荷離子較少準分子離子峰，碎片離子和多電荷離子較少. 基質(zhì)輔助激光解析電離源基質(zhì)輔助激光解析電離源 MALDIMALDI源原理：待測物質(zhì)的溶液與基質(zhì)的溶液混合后蒸發(fā)，使源原理：待測物質(zhì)的溶液與基質(zhì)的溶液混合后蒸發(fā)，使分析物與基質(zhì)成為晶體或半晶體

14、，用一定波長的脈沖式激光進行分析物與基質(zhì)成為晶體或半晶體，用一定波長的脈沖式激光進行照射時，基質(zhì)分子能有效的吸收激光的能量，使基質(zhì)分子和樣品照射時，基質(zhì)分子能有效的吸收激光的能量，使基質(zhì)分子和樣品分子進入氣相并得到電離。分子進入氣相并得到電離。 基質(zhì)輔助激光解析電離源示意圖基質(zhì)輔助激光解析電離源示意圖16質(zhì)量分析器是質(zhì)譜儀的核心質(zhì)量分析器是質(zhì)譜儀的核心, 質(zhì)量分析器的作用是將離質(zhì)量分析器的作用是將離子源產(chǎn)生的離子按子源產(chǎn)生的離子按m/z順序進行分離并排列。順序進行分離并排列。 常用的質(zhì)量分析器有：常用的質(zhì)量分析器有：磁質(zhì)量分析器（磁質(zhì)量分析器（Magnetic Sector Analyzer）

15、 四極桿質(zhì)量分析器（四極桿質(zhì)量分析器（quadrupole mass analyzer）飛行時間質(zhì)量分析器（飛行時間質(zhì)量分析器（time of flight, TOF ）離子阱質(zhì)量分析器（離子阱質(zhì)量分析器（ion trap）質(zhì)量分析器質(zhì)量分析器17磁質(zhì)量分析器是根據(jù)離子束在一定場強的磁場中運動時，其運動磁質(zhì)量分析器是根據(jù)離子束在一定場強的磁場中運動時，其運動的曲率半徑與離子的質(zhì)荷比和加速電壓有關(guān)。是質(zhì)譜儀中最早使的曲率半徑與離子的質(zhì)荷比和加速電壓有關(guān)。是質(zhì)譜儀中最早使用的質(zhì)量分析器。分為單聚焦磁質(zhì)量分析器和雙聚焦磁質(zhì)量分析用的質(zhì)量分析器。分為單聚焦磁質(zhì)量分析器和雙聚焦磁質(zhì)量分析器。器。磁質(zhì)量分

16、析器磁質(zhì)量分析器單聚焦磁質(zhì)量分析器示意圖單聚焦磁質(zhì)量分析器示意圖雙聚焦磁質(zhì)量分析器示意圖雙聚焦磁質(zhì)量分析器示意圖特點：單聚焦磁質(zhì)量分析器分辨率低，雙聚焦磁質(zhì)量分析器分特點：單聚焦磁質(zhì)量分析器分辨率低，雙聚焦磁質(zhì)量分析器分辨率很高。辨率很高。18傳統(tǒng)的四極桿質(zhì)量分析器是由四根筆直的棒狀電極與軸線平行并傳統(tǒng)的四極桿質(zhì)量分析器是由四根筆直的棒狀電極與軸線平行并等距離的置懸著構(gòu)成，棒的理想表面為雙曲面。等距離的置懸著構(gòu)成，棒的理想表面為雙曲面。在一定在一定DC/VC作作用下，只有用下，只有m/z滿足一定要求的離子才能通過四極桿到達檢測器，滿足一定要求的離子才能通過四極桿到達檢測器，其他離子被濾掉。其他

17、離子被濾掉。四極桿質(zhì)量分析器四極桿質(zhì)量分析器四極桿質(zhì)量分析器具有重量輕、體積小、造價低廉等優(yōu)點。四極桿質(zhì)量分析器具有重量輕、體積小、造價低廉等優(yōu)點。+四極桿質(zhì)量分析器示意圖四極桿質(zhì)量分析器示意圖19用一個脈沖將離子源中的離子瞬間引出，經(jīng)加速電壓加速，它用一個脈沖將離子源中的離子瞬間引出，經(jīng)加速電壓加速，它們具有相同的動能進入漂移管，質(zhì)荷比小的離子具有最快的速們具有相同的動能進入漂移管，質(zhì)荷比小的離子具有最快的速度因而首先到達檢測器，質(zhì)荷比大的離子則最后到達檢測器。度因而首先到達檢測器，質(zhì)荷比大的離子則最后到達檢測器。Ion SourceDrift RegionDetectorReflectio

18、n配離子反射鏡的飛行時間質(zhì)譜示意圖配離子反射鏡的飛行時間質(zhì)譜示意圖飛行時間質(zhì)量分析器飛行時間質(zhì)量分析器特點：特點： 1）檢測離子的質(zhì)荷比范圍非常寬；）檢測離子的質(zhì)荷比范圍非常寬；2）靈敏度高，適合于作串聯(lián)質(zhì)譜的第二級；）靈敏度高，適合于作串聯(lián)質(zhì)譜的第二級；3）掃描速度快，適合研究極快過程。）掃描速度快，適合研究極快過程。20離子阱與四極質(zhì)量分析器的原理離子阱與四極質(zhì)量分析器的原理類似，當高頻電壓幅值和高頻電類似，當高頻電壓幅值和高頻電壓頻率固定為某一值時，只能使壓頻率固定為某一值時，只能使某一質(zhì)荷比的離子在阱內(nèi)一定軌某一質(zhì)荷比的離子在阱內(nèi)一定軌道上穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，改變端電極電壓，道上穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，改變端

19、電極電壓，不同不同m/z離子飛出阱到達檢測器。離子飛出阱到達檢測器。離子阱質(zhì)量分析器離子阱質(zhì)量分析器特點：特點：u單一的離子阱可實現(xiàn)多極單一的離子阱可實現(xiàn)多極“時間上時間上”的串聯(lián)質(zhì)譜；的串聯(lián)質(zhì)譜；u結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜，性價結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜，性價比高；比高；u靈敏度高；靈敏度高；u質(zhì)量范圍大。質(zhì)量范圍大。21檢測器檢測器質(zhì)譜儀常用的檢測器有直接電檢測器、質(zhì)譜儀常用的檢測器有直接電檢測器、電子倍增器電子倍增器、閃爍檢測器和微通道板等。閃爍檢測器和微通道板等。 電子倍增器運用質(zhì)量分析器出來的離子轟擊電子倍增管的陰極表電子倍增器運用質(zhì)量分析器出來的離子轟擊電子倍增管的陰極表面，使其發(fā)射出二次電子，

20、再用二次電子依次轟擊一系列電極，面，使其發(fā)射出二次電子，再用二次電子依次轟擊一系列電極，使二次電子獲得不斷倍增，最后由陽極接受電子流，使離子束信使二次電子獲得不斷倍增，最后由陽極接受電子流，使離子束信號得到放大。號得到放大。電子倍增器示意圖電子倍增器示意圖22數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)質(zhì)譜儀都配有完善的計算機系統(tǒng)，不僅能快速準確的采集數(shù)據(jù)質(zhì)譜儀都配有完善的計算機系統(tǒng)，不僅能快速準確的采集數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)，而且能監(jiān)控質(zhì)譜儀各單元的工作狀態(tài)，實現(xiàn)質(zhì)譜和處理數(shù)據(jù)，而且能監(jiān)控質(zhì)譜儀各單元的工作狀態(tài)，實現(xiàn)質(zhì)譜儀的全自動操作，并能代替人工進行化合物的定性和定量分析。儀的全自動操作，并能代替人工進行化合物的定性

21、和定量分析。23質(zhì)譜譜圖質(zhì)譜譜圖質(zhì)譜圖：質(zhì)譜圖：以檢測器檢測到的離子信號強度為縱坐標，離子以檢測器檢測到的離子信號強度為縱坐標，離子質(zhì)荷比為橫坐標所作的圖就是質(zhì)譜圖。質(zhì)荷比為橫坐標所作的圖就是質(zhì)譜圖。質(zhì)荷比：質(zhì)荷比：離子質(zhì)量（以相對原子量單位計）與它所帶電荷離子質(zhì)量（以相對原子量單位計）與它所帶電荷（以電子電量為單位計）的比值，寫作（以電子電量為單位計）的比值，寫作m / z 。峰：峰：質(zhì)譜圖中的離子信號通常稱為離子峰或簡稱峰。質(zhì)譜圖中的離子信號通常稱為離子峰或簡稱峰。離子豐度：離子豐度：檢測器檢測到的離子信號強度。檢測器檢測到的離子信號強度。基峰：基峰：在質(zhì)譜圖中，指定質(zhì)荷比范圍內(nèi)強度最大的

22、離子在質(zhì)譜圖中，指定質(zhì)荷比范圍內(nèi)強度最大的離子峰稱作基峰。峰稱作基峰。24質(zhì)譜譜圖質(zhì)譜譜圖m/z豐度豐度基峰: 譜圖中最強的離子M + H+假分子離子或準分子離子A + 1A + 2 來源于自然界中同位素25分子離子：分子離子：樣品分子失去一個電子而形成的單電荷離子，它樣品分子失去一個電子而形成的單電荷離子，它代表樣品的分子量。代表樣品的分子量。準分子離子：準分子離子：指與分子存在簡單關(guān)系的離子，通過它也可以確指與分子存在簡單關(guān)系的離子，通過它也可以確定分子量。液質(zhì)中最常見的準分子離子峰是定分子量。液質(zhì)中最常見的準分子離子峰是M+H+，M-H ，M+Na+等。等。碎片離子：碎片離子：分子離子或

23、準分子離子裂解生成碎片離子，碎分子離子或準分子離子裂解生成碎片離子，碎片離子還可能進一步裂解成質(zhì)量更小的碎片離片離子還可能進一步裂解成質(zhì)量更小的碎片離子，碎片離子是解析質(zhì)譜圖，推斷分子結(jié)構(gòu)的子，碎片離子是解析質(zhì)譜圖，推斷分子結(jié)構(gòu)的重要信息。重要信息。質(zhì)譜中的離子質(zhì)譜中的離子26 質(zhì)譜中的離子質(zhì)譜中的離子母離子與子離子：母離子與子離子：任何一個離子進一步裂解為質(zhì)荷比較小的離任何一個離子進一步裂解為質(zhì)荷比較小的離子，前者是后者的母離子或前體離子，后者是子，前者是后者的母離子或前體離子，后者是前者的子離子。前者的子離子。同位素離子：同位素離子：由元素的重同位素構(gòu)成的離子。各種元素的同由元素的重同位素

24、構(gòu)成的離子。各種元素的同位素基本上按照其在自然界的豐度比出現(xiàn)在質(zhì)位素基本上按照其在自然界的豐度比出現(xiàn)在質(zhì)譜中，有利于確定化合物及碎片的元素組成。譜中，有利于確定化合物及碎片的元素組成。亞穩(wěn)離子：亞穩(wěn)離子：由離子源到檢測器的飛行途中裂解的離子。可由離子源到檢測器的飛行途中裂解的離子。可以指示離子產(chǎn)生的途徑，對結(jié)構(gòu)判斷很有用。以指示離子產(chǎn)生的途徑，對結(jié)構(gòu)判斷很有用。27 質(zhì)譜中的離子質(zhì)譜中的離子單電荷離子：單電荷離子：帶有帶有1個電荷的離子，個電荷的離子，z=1。多電荷離子：多電荷離子：帶有帶有2個或更多電荷的離子，如個或更多電荷的離子，如 z2。奇電子離子（奇電子離子（OE）：）：帶未成對電子的

25、離子，以符號帶未成對電子的離子，以符號“+”表示。表示。偶電子離子（偶電子離子（EE）：）：外層電子完全成對的離子，以符號外層電子完全成對的離子，以符號“+” 表示。表示。28液相色譜液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用質(zhì)譜聯(lián)用液相色譜液相色譜-質(zhì)譜（質(zhì)譜（LC-MS）聯(lián)用技術(shù)的研究開始于）聯(lián)用技術(shù)的研究開始于 20世紀世紀70年代，直到年代，直到90年代才出現(xiàn)被廣泛接受的商品年代才出現(xiàn)被廣泛接受的商品接口及成套儀器。接口及成套儀器。液相色譜一般在常壓下工作液相色譜一般在常壓下工作除了真空匹配之外，液質(zhì)聯(lián)機技術(shù)發(fā)展可以說就是除了真空匹配之外，液質(zhì)聯(lián)機技術(shù)發(fā)展可以說就是接口接口技術(shù)技術(shù)的發(fā)展。的發(fā)展。質(zhì)譜的工作要

26、求高真空系統(tǒng)質(zhì)譜的工作要求高真空系統(tǒng)LC-MS聯(lián)用首先要聯(lián)用首先要解決的問題是解決的問題是真空真空的匹配的匹配。29液相色譜液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用接口的發(fā)展質(zhì)譜聯(lián)用接口的發(fā)展20世紀世紀70年代年代直接液體導入接口（直接液體導入接口（DLI）移動帶技術(shù)（移動帶技術(shù)（MB）20世紀世紀80年代年代熱噴霧接口（熱噴霧接口（TS）粒子束接口（粒子束接口（PB）快原子轟擊接口（快原子轟擊接口（FAB）20世紀世紀90年代年代基質(zhì)輔助激光解析接口（基質(zhì)輔助激光解析接口（MALDI）電噴霧電離接口（電噴霧電離接口（ESI）大氣壓化學電離接口（大氣壓化學電離接口（APCI）30DLI： 是在真空泵的承載范圍內(nèi)，

27、以細小的液流直接是在真空泵的承載范圍內(nèi)，以細小的液流直接導入質(zhì)譜。導入質(zhì)譜。優(yōu)點：是液質(zhì)方法的最簡單的接口，造價低廉。優(yōu)點：是液質(zhì)方法的最簡單的接口，造價低廉。缺點：無法在大流量下工作；缺點：無法在大流量下工作；噴口易堵塞。噴口易堵塞。直接液體導入接口直接液體導入接口 DLI此方法始終停留在實驗室使用階段，沒有真正形成商此方法始終停留在實驗室使用階段，沒有真正形成商品化儀器。品化儀器。31MB： 是在是在LC柱后增加一個傳送帶，柱后流出物滴落柱后增加一個傳送帶，柱后流出物滴落在傳送帶上，經(jīng)紅外線加熱除去大部分溶劑后進在傳送帶上，經(jīng)紅外線加熱除去大部分溶劑后進入真空室，傳送帶依據(jù)流動相的組成調(diào)整

28、移動速入真空室，傳送帶依據(jù)流動相的組成調(diào)整移動速度。度。優(yōu)點：基于溶劑和樣品的沸點差別進行分離，可被用于優(yōu)點：基于溶劑和樣品的沸點差別進行分離，可被用于大部分有機物的質(zhì)譜分析。大部分有機物的質(zhì)譜分析。缺點：不適于分析高沸點、難揮發(fā)的化合物；缺點：不適于分析高沸點、難揮發(fā)的化合物；離子化效率低；離子化效率低；靈敏度低；靈敏度低；移動帶上殘存的難揮發(fā)物質(zhì)易造成記憶效應而干移動帶上殘存的難揮發(fā)物質(zhì)易造成記憶效應而干擾分析。擾分析。移動帶技術(shù)移動帶技術(shù) MB32TS： 噴霧探針取代直接進樣桿，流動相經(jīng)過噴霧針噴霧探針取代直接進樣桿，流動相經(jīng)過噴霧針時被加熱到低于完全蒸發(fā)點時被加熱到低于完全蒸發(fā)點5-1

29、0，體積膨脹，體積膨脹后以超聲速噴出探針形成霧狀混合物。后以超聲速噴出探針形成霧狀混合物。優(yōu)點：可適應較大流速和含水較多的液相流動相。優(yōu)點：可適應較大流速和含水較多的液相流動相。缺點：分子量局限于缺點：分子量局限于200-1000u的化合物；的化合物；對熱穩(wěn)定性較差的化合物有比較明顯的分解作對熱穩(wěn)定性較差的化合物有比較明顯的分解作用。用。熱噴霧接口熱噴霧接口 TS33FB： 又稱動量分離器。流動相及樣品被噴霧成氣又稱動量分離器。流動相及樣品被噴霧成氣溶膠，脫去溶劑后在動量分離器內(nèi)產(chǎn)生動量溶膠，脫去溶劑后在動量分離器內(nèi)產(chǎn)生動量分離，而后經(jīng)一根加熱的轉(zhuǎn)移管進入質(zhì)譜。分離，而后經(jīng)一根加熱的轉(zhuǎn)移管進入

30、質(zhì)譜。優(yōu)點：離子化由質(zhì)譜的優(yōu)點：離子化由質(zhì)譜的EI或或CI方式進行，可以獲得方式進行，可以獲得經(jīng)典的質(zhì)譜圖。經(jīng)典的質(zhì)譜圖。缺點：由于離子化手段仍為電子轟擊，不是軟離子缺點：由于離子化手段仍為電子轟擊，不是軟離子化方式，因此不適于分析熱不穩(wěn)定化合物；化方式，因此不適于分析熱不穩(wěn)定化合物；主要用于分析非極性或中等極性的、分子量主要用于分析非極性或中等極性的、分子量小于小于1000u的化合物。的化合物。粒子束接口粒子束接口 FB34FAB：快原子轟擊電離源：快原子轟擊電離源優(yōu)點：是優(yōu)點：是“冷冷”離子源，適于分析熱不穩(wěn)定、難氣離子源，適于分析熱不穩(wěn)定、難氣化化的化合物，尤其是對肽類和蛋白質(zhì)分析的有的

31、化合物，尤其是對肽類和蛋白質(zhì)分析的有效性在電噴霧接口出現(xiàn)前是其它接口無法相效性在電噴霧接口出現(xiàn)前是其它接口無法相比的。比的。缺點：混合物樣品中共存物質(zhì)干擾抑制樣品分子的缺點：混合物樣品中共存物質(zhì)干擾抑制樣品分子的離子化，造成靈敏度下降；離子化，造成靈敏度下降；只能在低流量下工作，嚴重限制了液相柱的只能在低流量下工作，嚴重限制了液相柱的分離效果。分離效果。快原子轟擊快原子轟擊 FAB35基質(zhì)輔助激光解析基質(zhì)輔助激光解析 MALDIMALDI：基質(zhì)輔助激光解析電離源：基質(zhì)輔助激光解析電離源優(yōu)點：特別適合與飛行時間質(zhì)譜聯(lián)用，可測分子量優(yōu)點：特別適合與飛行時間質(zhì)譜聯(lián)用，可測分子量范圍高達上百萬范圍高達

32、上百萬u，并且具有很高的靈敏，并且具有很高的靈敏 度。度。缺點：與缺點：與FAB相同，混合物樣品中共存物質(zhì)的干擾相同，混合物樣品中共存物質(zhì)的干擾也很明顯，造成質(zhì)譜信號很弱或根本沒有，也很明顯，造成質(zhì)譜信號很弱或根本沒有，靈敏度下降。靈敏度下降。36電噴霧電離電噴霧電離 ESIESI：電噴霧電離源：電噴霧電離源特點：特點：u 應用范圍廣泛；應用范圍廣泛；u 離子化效率高，對蛋白質(zhì)而言接近離子化效率高，對蛋白質(zhì)而言接近100%；u 多種離子化模式供選擇：多種離子化模式供選擇：ESI（+）、）、ESI（-）；）；u 可產(chǎn)生多電荷離子，適于測量大分子量的蛋白質(zhì)；可產(chǎn)生多電荷離子，適于測量大分子量的蛋白

33、質(zhì)；u 屬于屬于“軟軟”離子化模式，可分析熱不穩(wěn)定化合物。離子化模式，可分析熱不穩(wěn)定化合物。37大氣壓化學電離大氣壓化學電離 APCIAPCI：大氣壓化學電離源：大氣壓化學電離源特點：特點：u屬于屬于“軟軟”電離方式，適于分析質(zhì)量數(shù)小于電離方式，適于分析質(zhì)量數(shù)小于2000u的的弱極性小分子化合物；弱極性小分子化合物；u多種離子化模式供選擇：多種離子化模式供選擇：APCI（+）、）、APCI（-）；）；u只產(chǎn)生單電荷離子，主要是準分子離子，很少有碎只產(chǎn)生單電荷離子，主要是準分子離子，很少有碎片離子。片離子。38實驗室現(xiàn)有的液相色譜實驗室現(xiàn)有的液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀類型：質(zhì)譜聯(lián)用儀類型：液相色譜液相

34、色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（質(zhì)譜聯(lián)用儀（1100 LC-MSD Trap XCT ，Agilent ，科學樓科學樓7樓）樓）三重四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀（三重四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀（ TSQ Quantum Access MAX ，ThermoFisher ，科學樓，科學樓8樓）樓）微流控芯片液相質(zhì)譜串聯(lián)儀（微流控芯片液相質(zhì)譜串聯(lián)儀（ 1260 LC, 1200 Nano HPLC-Chip cube-QTOF6520， Agilent ，科學樓，科學樓8樓樓） 液相色譜液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀質(zhì)譜聯(lián)用儀39在線真空脫氣機在線真空脫氣機 二元或四元二元或四元梯度液相泵梯度液相泵 自動進樣器自動進樣器 柱溫箱柱溫箱二極管陣

35、列檢測器二極管陣列檢測器液相色譜液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀質(zhì)譜聯(lián)用儀（1100 LC-MSD Trap XCT） 離子阱質(zhì)譜儀離子阱質(zhì)譜儀40ESI電離源電離源APCI電離源電離源離子源：離子源：ESI和和APCI41u什么是什么是 MSn ? 該方式是表明多級離子分離和碎裂步驟可產(chǎn)生離子該方式是表明多級離子分離和碎裂步驟可產(chǎn)生離子質(zhì)譜圖。質(zhì)譜圖。 n = 分離和碎裂步驟數(shù)目，最小是分離和碎裂步驟數(shù)目，最小是1（最后一步是（最后一步是全掃描全掃描).ue.g. MS3 意義意義 1) 一個母離子的分離和碎裂一個母離子的分離和碎裂 2) 由前級碎裂得到的子離子的分離和碎裂由前級碎裂得到的子離子的分離和

36、碎裂 3) 全掃描質(zhì)譜分析全掃描質(zhì)譜分析質(zhì)量分析器：離子阱（質(zhì)量分析器：離子阱（ion trap）42 累積累積第一級離子分第一級離子分離離第一級離子碎第一級離子碎裂裂第二級離子分第二級離子分離離第二級離子碎第二級離子碎裂裂第三級質(zhì)譜分第三級質(zhì)譜分析析MassA +A1+ A2+A3+ A4+A2+A11+ A21+A31+ A41+A11+ A21+ A31+ A41+MS1MS2MS3MS3的圖解的圖解43易懂、易用、圖型化的控制及分析軟件易懂、易用、圖型化的控制及分析軟件441. 天然產(chǎn)物鑒定；天然產(chǎn)物鑒定；2. 生物制藥及藥物代謝分析；生物制藥及藥物代謝分析；3. 食品成分分析；食品成

37、分分析；4. 蛋白質(zhì)及多肽分析；蛋白質(zhì)及多肽分析；5. 農(nóng)藥及獸藥殘留分析。農(nóng)藥及獸藥殘留分析。應用范圍應用范圍45 樣品要力求干凈，不含顯著量的雜質(zhì)，尤其是與樣品要力求干凈，不含顯著量的雜質(zhì)，尤其是與分析無關(guān)的蛋白質(zhì)和肽類；分析無關(guān)的蛋白質(zhì)和肽類； 2. 不含有高濃度的難揮發(fā)酸（硫酸、磷酸等）及不含有高濃度的難揮發(fā)酸（硫酸、磷酸等）及其鹽；其鹽； 3. 樣品粘度不能過大，防止堵塞柱子、噴口及毛樣品粘度不能過大，防止堵塞柱子、噴口及毛細管入口。細管入口。送樣要求送樣要求46檢測器檢測器 自動進樣器自動進樣器 柱溫箱柱溫箱四元梯度液相泵四元梯度液相泵三重四極桿質(zhì)譜儀三重四極桿質(zhì)譜儀三重四極桿質(zhì)譜

38、聯(lián)用儀三重四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀（ TSQ Quantum Access MAX） 47離子源：離子源：HESI-II和和APCI加熱電噴霧離子源（加熱電噴霧離子源（HESI-II）是采用電噴霧電離與加熱輔助氣相）是采用電噴霧電離與加熱輔助氣相結(jié)合的方法，將溶液中的離子轉(zhuǎn)換成氣相中的離子。可分析所有結(jié)合的方法，將溶液中的離子轉(zhuǎn)換成氣相中的離子。可分析所有在溶液中能預形成離子的極性化合物。在溶液中能預形成離子的極性化合物。HESI-II 電離源探針電離源探針離子源室離子源室APCI電離源探針電離源探針48進樣方式進樣方式直接進樣：直接進樣：（使用注射泵）（使用注射泵）LC液流不經(jīng)過色譜分離：自動定量環(huán)

39、進樣至液流不經(jīng)過色譜分離：自動定量環(huán)進樣至LC液流（使用注液流（使用注射泵）；射泵）；手動定量環(huán)進樣至手動定量環(huán)進樣至LC液流；液流；進樣至進樣至LC液流（使用注射泵）；液流（使用注射泵）；自動進樣器進樣至自動進樣器進樣至LC液流液流LC流路經(jīng)過色譜分離：流路經(jīng)過色譜分離： 自動進樣器經(jīng)自動進樣器經(jīng)LC液流進樣到色譜柱液流進樣到色譜柱49Q1和和Q3Q2質(zhì)量分析器：三重四極桿（質(zhì)量分析器：三重四極桿（TSQ）質(zhì)量分析儀、離子探測系統(tǒng)和離子光學組件質(zhì)量分析儀、離子探測系統(tǒng)和離子光學組件TSQTSQ上的質(zhì)量分析儀包含三個四級桿組件（上的質(zhì)量分析儀包含三個四級桿組件（Q1Q1、Q2 Q2 和和Q3Q

40、3）以及三個）以及三個透鏡組。透鏡組。50掃描模式掃描模式一、子離子掃描一、子離子掃描51掃描模式掃描模式二、母離子掃描二、母離子掃描52掃描模式掃描模式三、中性丟失掃描三、中性丟失掃描53掃描類型掃描類型一、全掃描一、全掃描在指定的掃描時間內(nèi)，質(zhì)量分析儀不間斷地從第一個質(zhì)量數(shù)掃在指定的掃描時間內(nèi)，質(zhì)量分析儀不間斷地從第一個質(zhì)量數(shù)掃到最后一個質(zhì)量數(shù)，提供分析物的完整質(zhì)譜，用于確認未知化到最后一個質(zhì)量數(shù)，提供分析物的完整質(zhì)譜，用于確認未知化合物。合物。二、選擇的離子監(jiān)控（二、選擇的離子監(jiān)控（SIM）可監(jiān)控某個離子或一組離子，適用于已知目標化合物分析，探可監(jiān)控某個離子或一組離子，適用于已知目標化合

41、物分析，探測復雜混合物中的微量目標化合物時很有用。測復雜混合物中的微量目標化合物時很有用。三、選擇反應監(jiān)控（三、選擇反應監(jiān)控（SRM）可監(jiān)控某個反應或幾組反應，如離子的裂解或中性基團丟失。可監(jiān)控某個反應或幾組反應，如離子的裂解或中性基團丟失。四、自動四、自動SIM質(zhì)譜儀會在預掃描中自動選擇最強烈的質(zhì)譜儀會在預掃描中自動選擇最強烈的m/z值，為它們建立一值，為它們建立一個個SIM掃描列表，然后采集和記錄這些選定質(zhì)量的離子。可在掃描列表，然后采集和記錄這些選定質(zhì)量的離子。可在任何模式中的全掃描上執(zhí)行。任何模式中的全掃描上執(zhí)行。54控制及分析軟件控制及分析軟件Xcalibur55控制及分析軟件控制及

42、分析軟件LCquan56應用范圍應用范圍可同時對復雜基質(zhì)樣品進行多殘留和定量實驗，可同時對復雜基質(zhì)樣品進行多殘留和定量實驗，提供無與倫比的低濃度定量表現(xiàn)，并佐以快速，提供無與倫比的低濃度定量表現(xiàn)，并佐以快速，高特異性的全二級譜圖掃描進行確認。高特異性的全二級譜圖掃描進行確認。該儀器主要應用于制藥、環(huán)保該儀器主要應用于制藥、環(huán)保 、食品安全、食品安全 、臨、臨床和法醫(yī)學等多種領(lǐng)域。床和法醫(yī)學等多種領(lǐng)域。57送樣要求送樣要求樣品必須是澄清溶液，不能有顯著的雜質(zhì)，需過濾樣品必須是澄清溶液，不能有顯著的雜質(zhì)，需過濾(0.45m濾膜濾膜)；2. 樣品不能含有難揮發(fā)酸，強酸、強堿，鹽，表面活樣品不能含有難揮發(fā)酸，強酸、強堿，鹽，表面活性劑及性劑及Contamination Peak表上的物質(zhì)；表上的物質(zhì)；3. 所用溶劑一般為水、乙腈和甲醇，且溶劑需過濾所用溶劑一般為水、乙腈和甲醇，且溶劑需過濾(0.45m濾膜濾膜)。 4. 優(yōu)化時標準品濃度一般為優(yōu)化時標準品濃度一般為1-5 ppm；測樣時樣品濃度；測樣時樣品濃度一般為一般為10-3 ppm，不要超過，不要超過0.1 ppm。58微流控芯片液相質(zhì)譜串聯(lián)儀微流控芯片液相質(zhì)譜串聯(lián)儀（1260 LC, 1200 Nano HPLC-Chip cube-QTOF）飛行時間質(zhì)譜儀飛行時間質(zhì)譜儀微流控芯片微流控芯片1260