质谱技术(2006).ppt

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1、第三章质谱技术Massspectrum－MS内容：第一节质谱学基础第二节高效液相色谱－质谱联用第三节生物质谱简介第一节质谱学基础什么是质谱质谱仪的基本结构质谱仪的主要性能指标质谱图及其判读第二节高效液相色谱－质谱(HPLC-APIMS)HPLC-ESIMS(电喷雾电离)√HPLC-APCI(大气压化学电离)√HPLC-APPI(大气压光致电离)HPLC－APIMS方法开发LC－MS联用所面临的两大问题液相色谱流动相的量比质谱所能忍受的量大得多。典型流量是1mL/min,气化后相当于气体流速150－1200mL/min，而现代质谱只能忍受的气体流量只有1－20mL/min；液相色谱的研究对象是

2、难挥发和热不稳定的化合物，这些化合物用常规电离方法是很难电离的。关于LC－MS的研究主要致力于解决上述两个问题。LC/MS电离技术的相对适用性HPLC-ESIMS(电喷雾电离)检测器喷雾室离子阱加热的氮气干燥气双电子毛细管入口雾化气(气体用红色显示))溶剂喷雾++电喷雾离子-4000V电喷雾电离源API-ElectrosprayIonSource高电压装置电喷雾电离－离子形成的必要步骤步骤1溶液中的电离样品的pKa溶液的pH步骤2喷雾表面张力和粘度气动辅助步骤3去溶剂干燥气温度和流速热容量，Hvap步骤4离子从溶液中解吸溶解能步骤5气相中的离子反应质子亲合力电

3、荷交换步骤1－在溶液中如何产生离子？离子种类NH4+PO4-酸/碱化学性质M-NH2+酸®[M-NH3]++酸-（正离子检测）M-COOH+碱®[MCOO]-+碱+（负离子检测）缔合（对类似糖的中性物质）M°+Na+«[M-Na]+（碱金属，如20mM乙酸钠）衍生化形成离子或酸/碱产物步骤2－气动辅助电喷雾－产生带电液滴含有约100,000电荷、直径2m的带电溶剂液滴由于溶剂组成或流速，气动喷雾减小了液滴的大小对粘度和表面张力的偏离喷雾柱体、端板和毛细管上的场使液滴带电步骤3－带电液滴的去溶剂热干燥气体加热的氮气蒸发了液滴，增加了电荷/体积比。Rayleigh极限是带电液滴能够存在的最大电

4、荷/体积比。当电荷超过这个极限时，发生库仑破裂。液滴的Con’t库仑分裂Rayeigh破裂释放出较小的最终变成样品离子的液滴。50-100nm带电液滴－包含100个电荷这些液滴包含母体液滴中10-20%的电荷但仅仅2%的质量。步骤4－从溶液中解吸离子当液滴的场强超过分析物在溶液中的溶解能时，离子解吸进入气相。带电残余物离子蒸发蒸发Rayleigh极限Coulomb爆裂蒸发被分析离子步骤5－气相中的离子反应通过离子传输区域时从大气压喷雾室的反应中会发生质子转移和电荷交换反应。这个高压区允许发生1000次离子/分子反应。质子转移:气相质子转移反应使分子带电[M]+[NH4]+[M+H]++[N

5、H3]帽电压裂解区雾化气压力干燥气温度和流速雾化气压力<200L/min10-20psig200-400L/min20-30psig400-800L/min30-50psig>800L/min50-70psig干燥气流速(6-12L/Min)含水高需更高的流速如果太底，液滴会导致谱图中的尖峰当有疑问时，使用过量的干燥气温度蒸汽压越低的溶剂温度越高开始为300-350C帽电压用FIA优化(2000-5000)开始3000V在负离子模式，注意高的室电流或兰色光辉（电晕针显示）：当这现象发生时须降低帽电压电喷雾喷雾室设置样品在溶液中为离子态:儿茶酚胺、硫酸酯共轭物、丁基胺有可诱导电离的化

6、合物：甲醇含杂原子的化合物：氨基甲酸酯类，苯并二氮杂草类溶液中带多电荷：蛋白质、多肽、低聚核甘酸溶液化学参数流速样品的pK,溶液pH溶液导电性应避免的样品尤其非极性的样品：PAHs,PCBs电喷雾需考虑的问题[溶剂+H]++A溶剂+[A+H]+雾化蒸发液滴气相电离HPLC-APCI(大气压化学电离)APCI离子化机理VcapCoronacurrentNebulizerPressureFragmentorDryinggasTemperatureandFlowHeaterAPCI离子化机理气化溶剂电离电荷交换给分析物N2(从干燥气)+e-N2+·+2e-N2+·+2N2N4+·+N2N

7、4+·+H2OH2O+·+2N2H2O+·+H2OH3O++OH·H3O++M[M+H]++H2OAPCI离子源电晕针HPLC流速>500L/min雾化气压力60psig干燥气温度startwith350C干燥气流速4L/min气化温度随FIA调节帽电压随FIA调节(2000-6000)开始2500V电晕电流随FIA调节开始25µA(neg)或4µA(pos)帽电压电晕针电流雾化气压力碎裂区干燥气温