生物工业分析 第10章 其它分析新技术

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1、生物工业分析第十章其它分析新技术一、气相色谱——质谱联用二、液相色谱——质谱联用三、毛细管电泳技术其它分析新技术一、气相色谱——质谱联用色谱一质谱联用技术既发挥了色谱法的高分离能力，又发挥了质谱法的高鉴别能力。这种技术适用于作多组分混合物中未知组分的定性鉴定；可以判断化合物的分子结构；可以准确地测定未知组分的相对分子质量；可以修正色谱分析的错误判断；可以鉴定出部分分离甚至未分离开的色谱峰等等。其它分析新技术实现GC--MS联用的关键是接口装置，色谱仪和质谱仪就是通过它联接起来的。因为通常色谱柱出口处于常压，而质谱仪则要求在高真空下工作，所以将这两者联结起来时

2、需要有一接口起到传输试样，匹配两者工作气压（工作流量）的作用。喷射式分子分离器构造如图10-2所示。在联用仪中一般用氦作载气，原因是：（1）He的电离电位24.6eV，是气体中最高的（H2，N2为15.8eV），它难于电离，不会因气流不稳而影响色谱图的基线；（2）He的相对分子质量只有4，易于与其它组分分子分离。另一方面，它的质谱峰很简单，主要在m/z4处出现，不干扰后面的质谱峰。其它分析新技术其它分析新技术二、液相色谱——质谱联用1．大气压电离质谱（APIMS）在大气压条件下使分析物电离，然后将离子引入质量分析器进行质谱分析。由于离子化是在室温下进行，因此

3、不存在试样的热解现象。（l）电喷雾电离接口（ESI）ESI接口如图10-3所示。ESI技术是迄今最为温和的电离方法，谱图主要给出与准分子离子有关的信息，其中重要的是产生大量多电荷离子，故可用以测定蛋白质和多肽等生化大分子化合物的分子质量，最大相对分子质量可测到200000。其它分析新技术其它分析新技术图10-4为马的肌红朊球蛋白的ESIMS谱图，（a）是实测的谱图，从任意两个相邻的m/z值（m1和m2），通过下式可计算出该化合物的相对分子质量（Mr）：10-110-2式中n是m/z值较高的m2的电荷数，常数1是H的质量数，这里假设准分子离子是以质子化的形式存

4、在，若电荷是由Na提供，则常数为23，通过解此二元方程组（仪器数据系统自动计算），就可求得M和n，最后得到的M值是多组离子对计算出的平均值。根据计算结果给出的分子质量的谱图称为转换谱图，图10-3（b）是转换谱图，表10-1是计算机的计算结果。其它分析新技术其它分析新技术质荷比（m/z）电荷数（n）相对分子量（Mr）1542.041116951.401413.591216950.951304.931316950.941211.801416951.111131.121516951.621060.461616951.26998.111716950.67942.7

5、51816951.30893.151916950.71848.572016951.25808.212116951.14771.92216950.72平均16951.09标准偏差S10.30表10-1　计算数据系统计算结果其它分析新技术（2）大气压化学电离接口（APCI）目前广泛应用于LC--MS的APCI接口称为热气动喷雾接口。其结构如图10-5所示。APCI主要产生的是单电荷离子，它所分析的化合物的相对分子质量通常小于1000。其它分析新技术2．粒子束接口（PB）接口由三部分构成：气溶胶发生器、脱溶剂室及动量分离器，如图10-6所示。通常采用二级或三级动量

6、分离器，图10-7为二级动量分离器的结构示意图。它由二个锥形分离器组成。PB接口需要试样有一定的挥发性。主要用于分析非极性和中等极性化合物。PB接口最主要的优点之一是可得到完好重现的电子轰击质谱图，故可利用标准质谱谱库进行检索，定性（结构）鉴定。其它分析新技术其它分析新技术其它分析新技术三、毛细管电泳技术在外加电场的影响下，带电的胶体粒子或离子在分散介质中作定向移动的现象称为电泳。毛细管电泳法是以高压电场为驱动力，以毛细管为分离通道，依据试样中各组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离、分析物质的一类液相技术，是经典电泳技术和现代微柱分离的结合。其仪器装置如

7、图10-8所示，主要包括高压电源、毛细管、检测器和两个贮液槽（电极槽6，9）等。其它分析新技术其它分析新技术1．毛细管区带电泳（CZE）带电粒子在外加电场作用下在毛细管内缓冲溶液中作定向移动（电泳），另一方面，当石英毛细管在pH＞3时其内壁带负电荷，与所接触的缓冲液形成双电层，在高电压的作用下，双电层中的水合阳离子层引起溶液在毛细管内整体向负极方向流动而形成电渗流。带电粒子在毛细管内缓冲溶液中的迁移速度等于电泳和电渗流二者的矢量和。在缓冲液中带正电的粒子迁移方向和电渗流相同，因此首先流出；中性粒子的电泳速度与电渗流相同；负电荷粒子的运动方向与电渗流相反，由于

8、电渗流速度一般大于电泳速度，所以它将在中性粒子之后流