质谱及液质联用技术的应用课件

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1、质谱及液质联用技术的应用主要内容发展概述质谱法分析原理及过程质谱仪的组成LC-MS联用技术LC-MS分析条件的选择和优化液质联用技术的应用发展概述ThomsonJ.J于1906年发明质谱，到20世纪20年代质谱才逐渐被化学家以一种分析手段采用。早期的质谱仪主要用来进行同位素测定和无机元素分析，40年代以后质谱开始广泛应用于有机化合物的结构鉴定，直到80年代，有机质谱及质谱联用分析技术得到了飞速的发展。相继发明了快原子轰击、电喷雾电离、大气压化学电离和基质辅助激光解吸电离等软电离技术，能用于分析高极性、难挥发和

2、热不稳定样品，使质谱的应用扩大到生物大分子的领域。质谱分析的原理质谱仪是一种测量带电粒子质合比的装置，利用带电粒子在电场和磁场中运动（偏转、漂移、震荡）行为进行分离与测量。在离子源中样品分子被电离和解离，得到分子离子和碎片离子，将分子离子和碎片离子引入到一个强的电场中，使之加速，加速电位通常用到6-8kV,此时所有带单位正电荷的离子获得的动能都一样，即eV=mv2/2但是，不同质荷比的离子具有不同的速度，利用离子的不同质荷比及其速度差异，质量分析器可将其分离，然后由检测器测量其强度。记录后获得一张以质荷比（m

3、/z）为横坐标，以相对强度为纵坐标的质谱图。质谱分析过程质谱分析过程可以分为四个基本环节：通过合适的进样装置将样品引入并进行气化气化后的样品引入到离子源进行电离，即离子化过程电离后的离子经过适当的加速后进入质量分析器，按不同的质荷比进行分离经检测、记录，获得一张谱图上述过程可归纳在图1中。质谱仪的组成典型的质谱仪一般由进样系统、离子源、分析器、检测器和记录系统等不分组成，此外，还包括真空系统和自动控制数据处理等辅助设备。下图为单聚焦质谱仪的示意图真空系统质谱仪的离子源、质量分析器和检测器必须在高真空状态下工作

4、，以减少本底的干扰，避免发生不必要的离子-分子反应。所以质谱反应属于单分子分解反应。利用这个特点，我们用液质联用的软电离方式可以得到化合物的准分子离子，从而得到分子量。由机械真空泵(前极低真空泵)，扩散泵或分子泵(高真空泵)组成真空机组，抽取离子源和分析器部分的真空。只有在足够高的真空下，离子才能从离子源到达接收器，真空度不够则灵敏度低。进样系统把分析样品导入离子源的装置，包括：直接进样，GC，LC及接口，加热进样，参考物进样等。离子源使被分析样品的原子或分子离化为带电粒子(离子)的装置，并对离子进行加速使其

5、进入分析器，根据离子化方式的不同，有机质谱中常用的有如下几种，其中EI，ESI最常用。EI(ElectronImpactIonization):电子轰击电离—硬电离。CI(ChemicalIonization):化学电离—核心是质子转移。FD(FieldDesorption):场解吸—目前基本被FAB取代。FAB(FastAtomBombardment):快原子轰击—或者铯离子(LSIMS,液体二次离子质谱)。ESI(ElectrosprayIonization):电喷雾电离—属最软的电离方式。适宜极性分子的

6、分析，能分析小分子及大分子(如蛋白质分子多肽等)APCI(AtmosphericPressureChemicalIonization):大气压化学电离—同上，更适宜做弱极性小分子。APPI(AtmosphericPressurePhotoSprayIonization):大气压光喷雾电离—同上，更适宜做非极性分子。MALDI(MatrixAssistedLaserDesorption):基体辅助激光解吸电离。通常用于飞行时间质谱和FT-MS，特别适合蛋白质，多肽等大分子．其中ESI，APCI，APPI统称大气

7、压电离(API)软电离技术20世纪80年代中期出现的两种新的电离技术:电喷雾电离(ESI)和基质辅助激光解吸电离(MALDI)，这两种技术具有高灵敏和高质量检测范围,能在飞摩(10-15)乃至阿摩(10-18)水平检测相对分子量高达几十万的生物大分子。目前，这两种技术广泛用于生物学、生物医学、生物化学等科学领域的研究。电喷雾离子化质谱技术(ESI)ESI的工作原理：利用位于一根毛细管和质谱进口间的电势差生成离子，在电场的作用下产生一喷雾形式存在的带电液滴。在迎面吹来的热气流的作用下，液滴表面溶剂蒸发,液滴变小

8、，液滴的电荷密度骤增。当静电排斥力等于液滴的表面张力时，液滴便发生崩解，形成更小的液滴。如此形成的小液滴以类似的方式继续崩解，于是液滴中的溶剂迅速蒸干，产生多电荷正离子，在质谱仪内被分析纪录。电喷雾电离的特征之一是可生成高度带电的离子而不发生破裂，这样可将质荷比降低到各种不同类型的质量分析仪都能检测的程度。电喷雾通常应用于FT2MS。Little等利用FT2MS对一个50链寡聚糖核苷酸得到了优于10