第三章 液质联用原理及应用-2013.ppt

1 色谱 质谱联用的原理及应用 2 学习目的 掌握质谱的基本组成 工作原理掌握常用的质谱术语 常用离子源工作原理掌握液质联用的定性 定量方法熟悉液质联用条件优化了解液质联用的应用 3 质谱原理简介 质谱分析是先将物质离子化 按离子的质荷比分离 然后测量各种离子谱峰的强度而实现分析目的的一种分析方法 以检测器检测到的离子信号强度为纵坐标 离子质荷比为横坐标所作的条状图就是我们常见的质谱图 4 简介 色谱质谱的在线联用将色谱的分离能力与质谱的定性功能结合起来 实现对复杂混合物更准确的定量和定性分析 而且也简化了样品的前处理过程 使样品分析更简便 色谱质谱联用包括气相色谱质谱联用 GC MS 和液相色谱质谱联用 LC MS 液质联用与气质联用互为补充 分析不同性质的化合物 5 液质联用与气质联用的区别 气质联用仪 GC MS 是最早商品化的联用仪器 适宜分析小分子 易挥发 热稳定 能气化的化合物 用电子轰击方式 EI 得到的谱图 可与标准谱库对比 液质联用 LC MS 主要可解决如下几方面的问题 不挥发性化合物分析测定 极性化合物的分析测定 热不稳定化合物的分析测定 大分子量化合物 包括蛋白 多肽 多聚物等 的分析测定 没有商品化的谱库可对比查询 只能自己建库或自己解析谱图 6 7 现代有机和生物质谱进展 初期 质谱法通常只能测定分子量500Da以下的小分子化合物 20世纪70年代 场解吸 FD 离子化技术 能够测定分子量高达1500 2000Da的非挥发性化合物 但重复性差 20世纪80年代 快原子质谱法 FAB MS 能够分析分子量达数千的多肽 电喷雾离子化质谱法 ESI MS 和基质辅助激光解吸离子化质谱法 MALDI MS 蛋白 生命科学 8 常见术语 9 9 10 常见术语 质荷比 离子质量 以相对原子量单位计 与它所带电荷 以电子电量为单位计 的比值 写作m Z 峰 质谱图中的离子信号通常称为离子峰或简称峰 离子丰度 检测器检测到的离子信号强度 基峰 在质谱图中 指定质荷比范围内强度最大的离子峰称作基峰 总离子流图 质量色谱图 准分子离子 碎片离子 多电荷离子 同位素离子 11 总离子流图 在选定的质量范围内 所有离子强度的总和对时间或扫描次数所作的图 也称TIC图 12 质量色谱图 指定某一质量 或质荷比 的离子其强度对时间所作的图 利用质量色谱图来确定特征离子 在复杂混合物分析及痕量分析时是LC MS测定中最有用的方式 当样品浓度很低时LC MS的TIC上往往看不到峰 此时 根据得到的分子量信息 输入M 1或M 23等数值 观察提取离子的质量色谱图 检验直接进样得到的信息是否在LC MS上都能反映出来 确定LC条件是否合适 以后进行MRM等其他扫描方式的测定时可作为参考 13 质量色谱图 总离子流图 14 准分子离子 指与分子存在简单关系的离子 通过它可以确定分子量 液质中最常见的准分子离子峰是 M H 或 M H 在ESI中 往往生成质量大于分子量的离子如M 1 M 23 M 39 M 18 称准分子离子 表示为 M H M Na 等 15 碎片离子 准分子离子经过一级或多级裂解生成的产物离子 碎片峰的数目及其丰度则与分子结构有关 数目多表示该分子较容易断裂 丰度高的碎片峰表示该离子较稳定 也表示分子比较容易断裂生成该离子 16 Ephedrine MW 165 17 17 多电荷离子 指带有2个或更多电荷的离子 常见于蛋白质或多肽等离子 有机质谱中 单电荷离子是绝大多数 只有那些不容易碎裂的基团或分子结构 如共轭体系结构 才会形成多电荷离子 它的存在说明样品是较稳定的 采用电喷雾的离子化技术 可产生带很多电荷的离子 最后经计算机自动换算成单质 荷比离子 18 同位素离子 由元素的重同位素构成的离子称为同位素离子 各种元素的同位素 基本上按照其在自然界的丰度比出现在质谱中 这对于利用质谱确定化合物及碎片的元素组成有很大方便 还可利用稳定同位素合成标记化合物 如 氘等标记化合物 再用质谱法检出这些化合物 在质谱图外貌上无变化 只是质量数的位移 从而说明化合物结构 反应历程等 19 有机质谱OrganicMassSpectroscopy 优点 1 灵敏度高2 测定分子量 确定分子式3 分析范围广 气体 液体 固体 4 各种联用技术5 新的电离 检测技术 20 真空系统VacuumSystem 进样系统SampleInlet 检测器Detector 数据处理系统DataSystem 质量分析器MassAnalyser 离子源IonizationSource 一 质谱仪的组成ComponentsofanyMassSpectrometer 21 21 进样系统 离子源 质量分析器 检测器 22 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 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 23 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 24 离子源 GC MS的EI和CI源 离子化方式有大气压电离 API 包括大气压电喷雾电离ESI 大气压化学电离APCI 大气压光电离APPI 与基质辅助激光解吸电离 API采用四极杆或离子阱质量分析器 统称API MS MALDI常用飞行时间作为质量分析器 所构成的仪器称为基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪 MALDI TOF MS 25 25 质量分析器 磁质量分析器 MagneticSectorAnalyzer 飞行时间质谱计 timeofflight TOF 四极质量分析器 quadrupolemassanalyzer 离子阱 iontrap 傅立叶变换离子回旋共振质谱计 Fouriertransformioncyclotronresonance FT ICR 26 检测接收器 接收离子束流的装置 有 电子倍增器 光电倍增器 微通道板 27 数据及供电系统 将接收来的电信号放大 处理并给出分析结果及控制质谱仪个部分工作 从几伏低压到几千伏高压 28 1 质量范围 massrange 质谱仪所能测定的离子质荷比的范围 四极质谱 1000以内离子阱质谱 6000飞行时间质谱 无上限 二 质谱仪的主要性能指标 29 29 2 分辨率 resolution 分辨率R是指质荷比相邻的两质谱峰的分辨能力 若近似等强度的质量分别为M1及M2的两个相邻峰正好分开 则质谱仪的分辨率定义为 30 30 国际上 1 R10 两峰间的峰谷高度为峰高的10 时的测定值 2 一般难以找到两个质量峰等高 且重叠的谷高正好等于峰高的10 则定义 R 式中a为其中一峰的峰高5 处的峰宽 b为相邻两峰的中心距离 31 31 低分辨率质谱仪 R 1000高分辨率质谱仪 R 10000 FT ICRMS R可达1 106 利用高分辨率质谱仪可测定精确的质量数 分子式 质荷比均为28的分子 CO 27 9949N2 28 0062C2H4 28 0313 32 32 3 灵敏度 sensitivity 对于一定样品 如硬脂酸甲酯 在一定的分辨率情况下 产生一定信噪比 如S N 50 1 的分子离子峰所需的样品量 33 33 苯乙酮的质谱图 34 34 三 离子源 IonizationSource 电子轰击电离 electronimpactionization EI 化学电离 chemicalionization CI 场电离 fieldionization FI 场解吸 fielddesorption FD 快原子轰击 fastatombombardment FAB 基质辅助激光解吸电离 matrix assistedlaserdesportionionization MALDI 电喷雾电离 electrosprayionization ESI 大气压化学电离 atmosphericpressurechemicalionization APCI 35 35 质谱中最常用的离子源 一般为70eV的电子束 远大于大多数有机化合物的电离电位 7 15eV 会使相当多的分子离子进一步裂解 产生广义的碎片离子 图电子轰击分子示意图 1 电子轰击电离 electronimpactionization EI 36 36 优点 1 稳定 质谱图再现性好 便于计算机检索及比较 2 离子碎片多 可提供较多的分子结构信息 缺点 1 样品必须易于气化 2 当样品分子稳定性不高时 分子离子峰的强度低 甚至不存在分子离子峰 37 2化学电离 chemicalionization CI 化学电离是通过离子 分子反应来完成的 反应气体一般是甲烷 异丁烷 氨等 生成 M H M H M NH4 的准分子离子 37 优点 准分子离子峰强度高 便于推算分子量 缺点 1 只适用于易挥发 受热不分解的样品 2 碎片离子峰少 强度低 例 CH4 eCH4 2eCH4 CH4CH5 CH3 CH5 MCH4 M H CH5 MCH4 M H H2 38 38 a EI源 b CI源 甲烷 c CI源 异丁烷 图1 4邻苯二甲酸二辛酯的质谱图 39 39 3场电离 fieldionization FI 和场解吸 fielddesorption FD 场解吸 原理与FI相同 但样品是被沉积在电极上 FD适用于难汽化的 热不稳定样品 FD的准分子离子峰比FI的强 质谱图比FI的还要简单 场电离 是一种软电离技术 当样品蒸汽邻近或接触到带高正电位的金属针时 由于高曲率的针端产生很强的电位梯度 样品分子可被电离 优点 电离快速 适合于和气相色谱联机 缺点 要求样品汽化 灵敏度低 40 40 4快原子轰击 fastatombombardment FAB FAB 是一种广泛应用的软电离技术 快原子轰击利用的重原子一般为He或Ar Ar 高动能的 Ar 热运动的 Ar 高动能的 Ar 热运动的 图FAB离子源原理示意图 电离室 41 41 FAB可完成连FD都有困难的 高极性 难汽化的化合物的电离 FAB得到的是准分子离子峰 M H 当分析极性样品 糖类 常加入NaCl水溶液 得到 M Na 离子峰 42 42 MALDI的方法 将被分析化合物的溶液和某种基质溶液相混合 蒸发掉溶剂 则被分析物质与基质形成晶体或半晶体 用一定波长的脉冲式激光进行照射 基质分子能有效地吸收激光的能量 并间接地传给样品分子 从而得到电离 优点 1 使一些难于电离的样品电离 且无明显的碎裂 从而得到完整的被分析化合物分子的电离产物 2 特别适用于与飞行时间质谱相配 MALDI TOFMS 5基质辅助激光解吸电离 matrix assistedlaserdesportionionization MALDI 43 43 44 44 6电喷雾电离 electrosprayionization ESI ESI源示意图 主要应用于高效液相色谱HPLC与质谱仪的联用 从雾化器套管的毛细管端喷出的带电液滴 随着溶剂的不断快速蒸发 液滴迅速变小 表面电荷密度不断增大 由于电荷间的排斥作用 就会排出溶剂分子 得到样品的准分子离子 45 电喷雾离子大致化分为三个过程 形成带电液滴溶剂蒸发和液滴碎裂形成气相离子 6电喷雾电离 electrosprayionization ESI 46 ESI中的多电荷离子 质谱测定是基于质荷比 m z 单电荷离子m z M H 1双电荷离子m z M 2H 2多电荷离子m z M nH n多电荷离子的同位素峰等于1 nDa 例如 双电荷离子的质荷比等于0 5Da 多电荷离子可以扩展质谱的质量范围 47 M z轴上 b处离子所带电荷数n 整数 为n c c b 分子量可以通过以下公式计算 ax n 1 n 1 bxn ncx n 1 n 1 dx n 2 n 2 专用软件可用 TransformandMaxEnt 多电荷离子的解析 48 多电荷离子簇 n 20 n 22 n 18 n 16 m z 1060 n 23 m z 738 n 21 n 19 n 17 HorseHeartMyoglobin 马心肌红蛋白 49 49 7 大气压化学电离 atmosphericpressurechemicalionization APCI APCI工作原理示意图 是由ESI源派生出来的 常压下电晕放电 喷出的液滴先汽化 随后溶剂分子被电离 发生化学电离的过程 要样品汽化 适用于弱极性的小分子化合物 M 1000 50 大气压化学电离 APCI 大气压化学电离可分为以下两个步骤 快速蒸发气相化学电离 电晕放电 51 51 四 质量分析器 磁质量分析器 MagneticSectorAnalyzer 飞行时间质谱计 timeofflight TOF 四极质量分析器 quadrupolemassanalyzer 离子阱 iontrap 傅立叶变换离子回旋共振质谱计 Fouriertransformioncyclotronresonance FT ICR 52 52 单聚焦 single focusing 和双聚焦 double focusing 质量分析器单聚焦质量分析器使用扇型磁场 结构简单 操作方便 但是分辨率低 双聚焦质量分析器使用扇型电场及扇型磁场 分辨率高 其缺点是价格贵 操作和调整比较困难 1 磁质量分析器 MagneticSectorAnalyzer 53 53 电场加速后zV 1 2 m 2 z 电荷 V 电压 m 质量 速度 磁场中Bz m 2 r B 磁场强度 r 半径 推出m z B2r2 2V 扫描B V来获得质谱图 54 54 55 55 用一个脉冲将离子源中的离子瞬间引出 经加速电压加速 它们具有相同的动能进入漂移管 质荷比小的离子具有最快的速度因而首先到达检测器 质荷比大的离子则最后到达检测器 图配离子反射镜的飞行时间质谱示意图 2 飞行时间质谱计 timeofflight TOF 56 56 优点 1 检测离子的质荷比范围非常宽 2 特别适合于与脉冲产生离子的电离源 MALDI TOF 3 灵敏度高 适合于作串联质谱的第二级 4 扫描速度快 适合研究极快过程 缺点 分辨率随质荷比的增加而降低 飞行时间质谱计 timeofflight TOF 57 57 3 四极质量分析器 QuadrupoleMassAnalyzer 由四根平行的棒状电极组成而得名 与扇型磁场的质量分析器的原理完全不同 在一定DC VC作用下 具有一定m z的离子能到达收集器 其他离子与电极碰撞被滤掉 58 58 优点 1 结构简单 容易操作 价格便宜 2 仅用电场而不用磁场 无磁滞现象 扫描速度快 适合与色谱联机 3 操作时的真空度相对较低 特别适合与液相色谱联机 缺点 1 分辨率不高 R 103 104 2 对较高质量的离子有质量歧视效应 四极质量分析器 quadrupolemassanalyzer 59 59 4离子阱 iontrap 1 离子束注入2 离子闸门3 4 端电极5 环电极6 至电子倍增器7 双曲线表面图1 12离子阱的结构示意图 离子阱与四极质量分析器的原理类似 因此也称为四极离子阱 quadrupoleiontrap 或因其储存离子的性质而称为四极离子储存器 quadrupoleionstorage QUISTOR 60 60 离子阱 iontrap 优点 1 单一的离子阱可实现多极 时间上 的串联质谱 2 结构简单 价格便宜 性能价格比高 3 灵敏度高 较四极质量分析器高达10 10000倍 4 质量范围大 可达6000 缺点 质谱与标准谱有差别 61 61 通过同时激发分析时内的所有质荷比的离子 通过对检测信号进行傅立叶变换得到质谱图 离子回旋共振示意图 5傅立叶变换离子回旋共振质谱计 Fouriertransformioncyclotronresonance FT ICR 62 62 优点 1 分辨率极高 可达1 106 但不导致灵敏度下降 2 可实现多极 时间上 的串联质谱 3 灵敏度高 质量范围宽 速度快 性能可靠 63 63 分子离子峰 M 的辨认1 最大质量数的峰可能是分子离子峰 2 必须是奇电子离子 3 合理的中性碎片 小分子或自由基 的丢失 M 3到M 13 M 20到M 25之内不可能有峰 氮规则当化合物不含氮或含偶数个氮时 其分子量为偶数 当化合物含奇数个氮时 其分子量为奇数 五 分子量的确定 64 64 1 各种化合物分子离子峰的相对强度 1 芳香化合物 共轭多烯 脂环化合物 低分子量直链烷烃 某些含硫化合物 通常给出较强的分子离子峰 2 直链的酮 酯 酸 醛 酰胺 卤化物等通常显示分子离子峰 3 脂肪醇 胺 腈 硝酸酯 硝酸酯 缩醛和多支链的化合物通常没有分子离子峰 2 强度较弱的分子离子峰的确认 1 降低电子能量 通常为70eV 2 采用软电离技术 3 样品化合物衍生化 分子离子峰的强度和化合物的结构的关系 65 65 质谱观测到的分子量是精确的分子质量 ExactMass 是由组成分子的各种元素丰度最高的同位素的精确质量计算出来的 1 高分辨质谱法质荷比均为28的分子 CO 27 9949 12 0000 12C 15 9949 16O N2 28 0062 2x14 0031 14N C2H4 28 0312 2x12 0000 12C 4x1 0078 1H 分子式的确定 66 66 67 67 68 68 69 69 http medlib med utah edu masspec elcomp htm 70 70 71 71 72 72 a b n 当分子中含有n个卤素原子 各种同位素相对丰度比为 当分子中含有卤素氯 溴两种原子 则同位素相对丰度比为 a b n c d m m n为氯 溴原子的数目 a b为氯原子轻 重同位素的天然丰度 c d为溴原子轻 重同位素的天然丰度 73 六 如何看质谱图 1 确定分子离子 即确定分子量氮规则 含偶数个氮原子的分子 其质量数是偶数 含奇数个氮原子的分子 其质量数是奇数 与高质量碎片离子有合理的质量差 凡质量差在3 8和10 13 21 25之间均不可能 则说明是碎片或杂质 74 2 确定元素组成 即确定分子式或碎片化学式 高分辨质谱可以由分子量直接计算出化合物的元素组成从而推出分子式低分辨质谱利用元素的同位素丰度 例 75 75 3 峰强度与结构的关系 丰度大反映离子结构稳定在元素周期表中自上而下 从右至左 杂原子外层未成键电子越易被电离 容纳正电荷能力越强 含支链的地方易断 这同有机化学基本一致 总是在分子最薄弱的地方断裂 76 76 七 质谱解析的一般步骤 适于低分辨小分子谱图 若已经是高分辨质谱图得到元素组成更好 1 核对获得的谱图 扣除本底等因素引起的失真 考虑操作条件是否适当 2 综合样品其他知识 例如熔点 沸点 溶解性等理化性质 样品来源 光谱 波谱数据等 77 77 3 尽可能判断出分子离子 4 假设和排列可能的结构归属 高质量离子所显示的 在裂解中失去的中性碎片 如M 1 M 15 M 18 M 20 M 31 意味着失H CH3 H2O HF OCH3 5 假设一个分子结构 与已知参考谱图对照 或取类似的化合物 并作出它的质谱进行对比 78 液相色谱质谱联用 79 一 LC MS系统构成 80 二 LC MS数据形式 TIC色谱 保留时间 TIC 蟾蜍他灵 81 LC MS数据形式 82 LC MS数据形式 83 三 LC MS分析条件的选择和优化 1 接口的选择 ESI适合于中等极性到强极性的化合物分子 特别是那些在溶液中能预先形成离子的化合物和可以获得多个质子的大分子 如蛋白质 APCI不适合可带多个电荷的大分子 其优势在于弱极性或中等极性的小分子的分析 84 2 正 负离子模式的选择 选择的一般原则为 正离子模式 适合于碱性样品 可用乙酸或甲酸对样品加以酸化 样品中含有仲氨或叔氨时可优先考虑使用正离子模式 负离子模式 适合于酸性样品 可用氨水或三乙胺对样品进行碱化 样品中含有较多的强伏电性基团 如含氯 含溴和多个羟基时可尝试使用负离子模式 85 3 流动相的选择 常用的流动相为甲醇 乙腈 水和它们不同比例的混合物以及一些易挥发盐的缓冲液 如甲酸铵 乙酸铵等 还可以加入易挥发酸碱如甲酸 乙酸和氨水等调节pH值 LC MS接口避免进入不挥发的缓冲液 避免含磷和氯的缓冲液 含钠和钾的成分必须 lmmol l 盐分太高会抑制离子源的信号和堵塞喷雾针及污染仪器 含甲酸 或乙酸 2 含三氟乙酸 0 5 含三乙胺 l 含醋酸铵 10一5mmol l 送样前一定要摸好LC条件 能够基本分离 缓冲体系符合MS要求 86 4 流量和色谱柱的选择 不加热ESI的最佳流速是1 50 l min 应用4 6mm内径LC柱时要求柱后分流 目前大多采用l 2 1mm内径的微柱 ESI源最高允许lml min 建议使用200 400 l minAPCI的最佳流速 lml min 常规的直径4 6mm柱最合适 为了提高分析效率 常采用 100mm的短柱 此时UV图上并不能获得完全分离 由于质谱定量分析时使用MRM的功能 所以不要求各组分没有完全分离 这对于大批量定量分析可以节省大量的时间 87 5 辅助气体流量和温度的选择 雾化气对流出液形成喷雾有影响 干燥气影响喷雾去溶剂效果 碰撞气影响二级质谱的产生 一般情况下选择干燥气温度高于分析物的沸点20 左右即可 对热不稳定性化合物 要选用更低的温度以避免显著的分解 选用干燥气温度和流量大小时还要考虑流动相的组成 有机溶剂比例高时可采用适当低的温度和流量小一点的 88 6 样品的预处理 从保护仪器角度出发 防止固体小颗粒堵塞进样管道和喷嘴 防止污染仪器 降低分析背景 排除对分析结果的干扰 要求获得最佳的分析结果 从ESI电离的过程分析 ESI电荷是在液滴的表面 样品与杂质在液滴表面存在竞争 不挥发物 如磷酸盐等 防碍带电液滴表面挥发 大量杂质防碍带电样品离子进入气相状态 增加电荷中和的可能 为什么要进行样品的预处理 89 89 样品的预处理常用方法 超滤溶剂萃取 去盐固相萃取灌注 Perfusion 净化 去盐色谱分离反相色谱分离亲和技术分离甲醇或乙腈沉淀蛋白酸水解 酶解衍生化 90 四 如何鉴别化合物 子离子 用于结构判断 得到化合物的二级谱图即碎片离子 和选择离子对作多种反应监测 MRM 子离子谱图与锥体电压断裂谱图 源内CID 可能十分相似 所不同的是子离子质谱图已知只有一种质量通过MS1 因此也已知所有碎片离子都是由我们所选定的母离子所产生的 所以我们更相信由MS MS产生的谱图的纯度 全扫描方式 Q1扫描 全扫描数据采集可以得到化合物的准分子离子 从而可判断出化合物的分子量 用于鉴别是否有未知物 并确认一些判断不清的化合物 如合成化合物的质量及结构 子离子分析 MS MS 91 用大气压电离质谱仪可以得到分子量信息 TFA114Da higherthanM H 113and227background Acetate60Da higherthanM H Formic46Da higherthanM H Cl36Da higherthanM H 正离子方式常出现如下离子 Na22Da higherthanM H K38Da higherthanM H Li6Da higherthanM H NH417Da higherthanM H ACN40Da higherthanM H2M H 2M Na等 负离子方式常出现如下离子 92 92 影响分子量测定的因素 pH的影响 正离子方式pH要低些 负离子方式pH要高些 除对离子化有影响外 还影响LC的峰形 气流和温度 当水含量高及流量大时要相应增加 溶剂和缓冲液流量 流速适当高可以提高出峰的灵敏度 溶剂和缓冲液的类型 通常正离子用甲醇好 负离子乙腈好些选择合适的液相色谱类型 正相 反相 选择合适的色谱柱合适的电压 DP电压高时 样品在源内分解或碎裂 高DP电压时回使多电荷离子比例低 多聚体也减少样品结构和性质杂质的影响 溶剂的纯度 水的纯净程度等 当成分复杂 杂质太多时 竞争使被测物离子化不好 同时使LC分离不好样品浓度不够 有时需要浓缩 93 93 分子量测定中的误判 溶剂中的杂质来自于塑料添加剂的峰样品容器不干净 常见表面活性剂的峰进样系统污染样品在源内碎裂 形成碎片离子 94 94 LC MS中常见的本底离子 m z50 150 溶剂离子 H2O nH n 3 112 m z102 H 乙腈 乙酸 C4H7NO2H 102 0549m z149 管路中邻苯二甲酸酯的酸酐 C8H4O3H 149 0233m z288 2mm离心管的产生的特征离子m z279 管路中邻苯二甲酸二丁酯C16H22O4H 279 1591m z316 2mm离心管的产生的特征离子m z384 瓶的光稳定剂产生的离子m z391 管路中邻苯二甲酸二辛酯 C24H38O4H 391 2843m z413 邻苯二甲酸二辛酯 钠 C24H38O4Na 413 2668m z538 乙酸 氧 铁 喷雾管 Fe3O O2CCH3 6 537 8793 95 95 分子量测定失败的原因 流动相不合适不挥发性盐的影响成分复杂 杂质太多样品浓度不够pH值不合适样品在源内分解或碎裂 96 96 五 各种扫描方式的原理解释 Q1FullScan Start Stop Q1全扫描 Q1alwaysusedassingleMSanalyzerUsedprimarilyforident ofprecursorion CID 碰撞诱导解离 m1 m1 m1 97 97 SIM SelectedIonMonitoring 选择离子监测 UsedtooptimizeanalyzerforspecificionsSIMusedforquantitativeanalysesQ1SIMusedto optimize precursorionMaximizesignalinpreparationforMS MS 98 98 ProductIonScan 子离子扫描 Afteridentification theprecursorionissentintothecollisioncellandfragmentedbyCIDQ1isfixed Q3sweepsagivenmassrangeUsedforstructuralelucidationFirststeptodevelopingquantitativemethod m3 scanned m1 fixed 99 99 ExampleofProductIonSpectrum Ephedrine MW 165 100 100 PrecursorIonScan 母离子扫描 Q1sweepsagivenmassrange Q3isfixedUsedtodeterminethe origin ofparticularproduction s createdinthecollisioncellFrequentlyusedfordrugmetaboliteidentification commonproductionobservedinthemetabolites m3 fixed m1 scanned 101 101 ExampleofPrecursorIonSpectrum 异亮氨酸 Ile 与亮氨酸 Leu 102 102 Fragmentation WhenanIonfragmentsthefollowingformulasapply Positivemode Parent A BNeutralNegativemode Parent A BNeutral 103 103 NeutralLossScan 中性丢失扫描 Q1 Q3bothscanagivenmassrangebutwithaconstantdifferencebetweenrangesscannedSpectrumindicateswhichionsloseaneutralspeciesequaltoQ1 Q3differenceComplementtoPrecursorIonScanNeutral gain indicatesamultiplychargedprecursorionwasfragmented m1 scanned m3 scanned 104 QQQ多级质谱 中性丢失扫描 在QQQ中进行中性丢失扫描 Q1和Q3分析器的结合使灵敏度和选择性得到最大化 Q1 Q3中性丢失扫描可监测母离子特定的中性丢失 例如缩氨酸磷酸盐中一个磷酸根的丢失 在这个例子中 Q1和Q3的扫描得到母离子的谱图 这张谱图是母离子为了磷酸化 丢失了碎片98而得到的 105 选择性离子监测与全扫描对比 电压以固定斜率变化 106 QQQ多级质谱 单个反应监测 SRM 选择某一质量的母离子 Q2碰撞单元产生碎片离子 Q3只分析一个碎片离子 此过程产生一个简单的单个离子碎片谱图 107 三重四极杆 SRM或MRM 108 多反应监测 MRM Q1选择某一质量的母离子 碰撞单元产生碎片离子 Q3用于搜寻多个选择反应监测 这就是多重反应监测 MRM 109 109 WhyLC MS MSforQuantitation RetentionTime RetentionTime Intensity Intensity IncreasedSensitivity Specificity 110 MRM和SIR灵敏度比较 0 25pg LCarbosulfanSTDinagrapesmatrix QuattromicroAPI 丁硫克百威 111 18 00 20 00 22 00 24 00 min F1 SIRof11channels ES M z221 933 1 960e 005 5ppb S N 11 1 21 07 16 0 18 0 20 0 22 0 24 0 min F1 MRMof11channels ES M z222 299 165 099 5 200e 002 0 1ppb S N 10 7 21 07 QuattromicroAPI ZQ 112 LC MS技术的应用 以大气压电离为接口的LC MS技术已经在药物 化工 临床医学 分子生物学等许多领域中获得广泛的应用 113 具体应用领域 医药学 药物代谢 药物动力学 杂质分析 天然产物分析生物化学 肽 蛋白质 寡核苷酸 糖环境化学 农药和农残分析 有机污染物 土壤 食品 水分析临床医学 新生儿检查 糖化血红蛋白 糖尿病 血红蛋白变异 胆酸食品科学 香料 添加物 包装物 蛋白质 致癌物法医学 滥用药物 爆炸物 兴奋剂检测兽医学 兴奋剂 磺胺类药物 抗体合成化学 有机金属化合物 有机合成物有机化学 表面活性剂 染料 114 药物代谢研究 药物代谢与药物动力学 对液态样品和混合样品的分离能力高 可通过二级离子碎片寻找原型药物并推导其结构 已在世界上大型制药企业中取代HPLC而占据了主导地位 其测试的样品量占总量的70 以上 115 天然产物天然药物的研究 目前中药开发研究有两条途径 一条途径是从单一植物中提取一种有效成分 单体化合物 或提取物开发成新药 另一途径则是中药复方制剂的开发研究 指纹图谱分离鉴定定量四 五种指标成分 有效成分或特征成分 进行 可以确定出简化的指纹图谱和指标成分 国内外很多学者已进行了复方丹参 清开灵 泻心汤 人参或党参制剂等中药中的主要成分的分析 116 临床诊断和疾病生物标志物的分析 新生儿遗传疾病筛选 PKU MCAD等四十种左右 新生儿性激素变异的检测 男女激素的监测 老年痴呆症的早期诊断 抗排异药物的检测 磷酸脂的检测 血红蛋白变异检测 糖化血红蛋白 糖尿病早期检测 某些心脏病 癌症疾病