Chapter1 MS基础理论及TQD硬件技术

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1、Chapter1LC/MS理论基础及TQD硬件技术340mmoflinearbenchspaceWhatisamassspectrometer?质谱技术•质谱：按离子的质荷比的大小依次排列形成的图谱。•质谱分析过程：样品通过进样系统进入离子源，由于结构性质不同而电离为各种不同质荷比（m/z）的分子离子和碎片离子，而后，带有样品信息的离子碎片被加速进入质量分析器，不同的离子在质量分析器中被分离并按质荷比大小依次抵达检测器，经纪录即得到按不同质荷比排列的离子质量谱，也就是质谱(massspectrum)。质谱图表达的信

2、息质荷比m/z(ratioofmasstocharge)；相对丰度%%（%（relativeabundance)；
质谱含有样品分子或原子的质量信息；
质谱图是化合物的一种化学指纹图谱，可以给出大量的结构信息。WhyweuseMSdetector?•结构信息丰富•灵敏度高5pgreserpineS/Np-t-p>500:1•线性范围宽•分离能力增强Whichonedoyoulikebetter?质谱仪器的基本结构高真空进样系统离子源质量分析器检测器数据处理高真空为什么质谱要在高真空下工作……•尽量减少离子-分子之间

3、的碰撞(即,得到最大平均自由程)–碰撞可能导致离子偏离所期望的由离子源到检测器的通道–碰撞可能导致产生意外的离子或反应•防止在高电压(用于某些离子聚焦)下生成电弧•减少污染/化学噪音如何得到高真空？前级真空泵分子涡轮泵仪器质谱类型磁质谱四级杆质谱同位素质谱器飞行时间质谱析离子阱质谱分量离子回旋共振质谱质质谱有机质谱联用GC/MS方式LC/MS无机质谱CE/MSMS/MSLC/MS的技术难点•难挥发或热不稳定被分析物的离子化；•流速不兼容：LC的传统柱流速1ml/min或更高，而MS需在高真空条件下工作；•流动相不兼

4、容：LC分离时经常加不挥发性的缓冲液、添加剂等。Howtosolvethem?软电离技术•快原子轰击源（FAB）•热喷雾电离源（TS）•大气压电离源（API）•基质辅助激光解吸电离源（MALDI）尽量不使用不挥发性的流动相常用溶剂常用添加物不推荐使用的添加物WaterFormicacid(+)PhosphoricacidMethanolAceticacid(+)PhosphatebufferAcetonitrileAmmoniumacetateSodiumsaltsIsopropanolTFA,trifluoroa

5、ceticacid(+)PotassiumsaltsAmmoniumcarbonate(-)DMSO,Ammoniumhydroxide(-)dimethylsulfoxideDetergents流速不兼容☺在进入质谱仪高真空区之前除去大量溶剂；☺采用适当的分流装置；☺降低流速。因此，，LC/MS，LC/MSLC/MS的接口必须完成LC/MS的接口必须完成……•物态转变:液态---气态•带电状态:中性---离子-5-8•真空变化:760torr---10to10torr•雾化，，去溶剂和电离同时完成，去溶剂和电离同

6、时完成Z-sprayAPI电离技术MolecularWeight123451010101010MALDIMALDIAPCILCElectrospray(ESI)EI/LCPolarityGCGCGCVolatilityLCMALDIVolatility•大气压电离源是一种常压电离技术，，可分，可分为为：为：–电喷雾电离(ESI)–大气压化学电离(APCI)电喷雾电离技术（ESI）•电喷雾电离是一种“软电离”技术，是目前应用最多的电离技术之一。1984年美国耶鲁大学教授J.Fenn等首次发表ESI－MS的研究成果，并

7、于1988年成功地进行蛋白质的分析。ESI离子化示意图111形成带电的小液滴1形成带电的小液滴氧化还原反应222溶剂蒸发和小液滴碎裂2溶剂蒸发和小液滴碎裂毛细管（Capilary）•将HPLC洗脱液导入MS离子源;•75µm内径不锈钢管;•高电压给液滴提供过量电荷;•对于正离子方式通常在2-4kV之间优化;•对于负离子方式通常在2-3kV之间优化MassTuneMassTune设置MassTune设置33形成气相离子3形成气相离子影响化合物ESIESI电离的因素ESI电离的因素•化合物浓度•基质的性质•流速的影响•

8、液相流动相的影响•化合物的表面活性111样品浓度的影响1样品浓度的影响222基质的影响2基质的影响•一般而言，被分析物的响应随其他的电解质浓度增高而降低。•这一现象叫离子抑制。•样品分子离子和电解质离子对电荷及占据液滴表面的竞争导致离子抑制。一般原则•对于正离子检测模式，样品必须比基质更具碱性，以便形成(M+H)+或足够的极性去形成稳定的加和离子，例(M+N