自动检测技术8液相色谱质谱简介

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1、液相色谱-质谱联用仪简介市政环境工程学院化学与分析测试实验室陈忠林主要内容液相色谱-质谱联用面临的难题液相色谱-质谱联用仪的几种常见接口液相色谱-质谱联用仪的应用液相色谱-质谱联用仪的定义及用途液相色谱-质谱联用仪：利用液相色谱对混合物的高效分离能力和质谱对纯化合物的准确鉴定能力而开发的分析仪器，简称LC-MS。高极性、热不稳定性、高分子量、低挥发度有机物（占90%以上）需要用LC-MS分离鉴定。与GC-MS相比LC-MS研究起步更晚接口面临更大的难题：如何去除流动相（液体的去除比气体更困难）真空泵抽液体的速

2、度：一般10-20uL/min；最大的低温泵也只有100uL/minHPLC流动相流速：0.5mL-10mL/minLC-MS的发展分析物的电离问题：LC分析的大多是极性高、挥发度低、易分解或大分子量的化合物，经典的EI和CI并不适用于这些化合物。理想的接口：解决去出LC溶剂和分析物电离两方面的问题。LC-MS的发展LC-MS是在研究出热喷雾电离（TSI）、大气压化学电离（APCI）、特别是电喷雾电离（ESI）等方法后，才取得突破性的发展先后提出过近30种接口（interface）技术，目前在一定程度上使用的

3、有：热喷雾（TS）、离子束（PB）、连续流动快原子轰击（CFFAB）、大气压化学电离（APCI）、电喷雾（ES）等几种。LC-MS的发展热喷雾接口：Thermospray,简称TS。对应LC-TS-MS。是一种将接口和电离结合在一起的技术。原理：LC流出物以1-2mL/min的流速进入TS探针中心的不锈钢毛细管（0.1mm内径，1.6mm外径），在毛细管出口前受到剧烈加热溶剂快速蒸发，体积膨胀，以超音速喷出毛细管。（1）离子蒸发理LC-MS接口——热喷雾接口及其原理论：喷射的液体形成一个个由微小液珠、粒子和

4、蒸汽组成的雾状混合体向下游扩散，一些在喷射过程中已带电荷的小液珠继续蒸发溶剂，表面迅速减小，当电荷与液珠表面积之比达到一个临界值（RayleighLimit）时，溶质以离子或离子聚合体的形式从液珠中解脱出去，进入气态，完成质谱分析所需的电离。（2）气相离子-分子反应LC-MS接口——热喷雾接口及其原理理论：喷射液体中一般含有<0.1M的挥发性电解质，常见的如醋酸铵，产生大量的NH4+和H3O+，CH3COO—等正负离子，与分析物形成离子加成物，进入质谱进行分析鉴定。当前这两种理论仍在研究和争论中，实际上可能

5、是两个过程的结合。LC-MS接口——热喷雾接口及其原理LC流出物的流速：最佳1ml/min左右。进行柱后分流或补充。辅助泵系统：抽气能力。TS探针温度：加热温度不适当，流体在毛细管中过早或过迟蒸发，影响喷射的形成和效果。通常设在低于完全蒸发拐点5-10℃，流动相蒸发程度为95%。对于梯度洗脱，加热温度应程序性变化。LC-MS接口——热喷雾接口操作要点流动相：水、甲醇、乙腈、乙醇、正丙醇、异丙醇、二氯甲烷、乙烷、正辛烷。缓冲试剂：醋酸铵、甲铵、氢氧化铵、醋酸、三乙胺、三氟醋酸、一些低浓度离子对试剂（如十六烷

6、基三甲基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、碳酸铵等）LC-TS-MS分析中常用流动相和缓冲试剂PFTBA已不适用。通常用聚丙二醇（PPG）。影响因素：探针温度、离子源温度、质谱调试。灵敏度：ug-pg范围。LC-TS-MS分析中所用标准物、影响因素及灵敏度生化、药物、环保领域中分析中等极性以上的化合物。化学和生物药品及它们的代谢产物、化疗药品和试剂、人体某些腺素、生物碱、甾类、多肽、核苷、磷脂、诱变剂、真菌毒素、杀虫剂、除草剂、加热后食品、碳水化合物、表面活性剂和其它共轭体、染料、聚合物、田加剂、环氧树脂等。LC-T

7、S-MS的应用粒子束接口：ParticleBeam，简称PB。原理：根据流体力学原理，将溶质转变成中性粒子，利用动量差与溶剂分子分开后，送入质谱电离。包括三个主要过程：形成气溶胶、脱溶剂、动量分离。LC-MS接口——粒子束接口及其原理气溶胶的形成：通过喷嘴完成。0.1-1ml/min的LC流出物经内层毛细管到达喷口时，在外层套管的惰性气体（常用He，1-2ml/min的流速）推动下，喷射成均匀的雾状扇形小液珠。脱溶剂：在一个加热至40-50℃大金属筒内完成。喷射出来的气溶胶骤然扩散，LC-MS接口——粒子

8、束接口及其原理挥发度高的溶剂蒸发成气体，挥发度低的溶质形成直径小于微米的粒子或粒子集合体。部分溶剂蒸汽在扩散中遇到冷金属壁冷凝成液体通过漏口排走，部分溶剂蒸汽则与分析物的粒子束一起进入动量分离器。LC-MS接口——粒子束接口及其原理动量分离器：由脱溶剂室的尾喷管、两个反向排列的锥形分离器和两级泵组成。溶剂蒸汽和离子束从尾喷嘴出来后，以超音速膨胀，随即降成亚音速，分析物质量高，动量大，沿轴向以离子束