高級物理化學(xué)實驗講義-液質(zhì)聯(lián)用

1、高級物理化學(xué)實驗講義實驗項目名稱：LCQ-Fleet液質(zhì)聯(lián)用儀的原理、實驗技術(shù)及應(yīng)用姓名: 張詩群 學(xué)號：130420123 指導(dǎo)教師：謝莉莉成績評定： 評閱教師：日期： 2012 年 6 月 17 日一、實驗?zāi)康?. 掌握LCQ-Fleet液質(zhì)聯(lián)用儀基本原理。2. 熟悉該儀器的各部分的功能，并能進行簡單的進樣操作及控制軟件的使用。3.初步使用該儀器的數(shù)據(jù)處理軟件，對得到的較簡單實驗譜圖進行正確的判斷及歸屬。二、實驗原理1. 質(zhì)譜簡化流程：2. LCQ-fleet的結(jié)構(gòu)示意圖。3. 質(zhì)譜相關(guān)名詞質(zhì)荷比（m/z）：以原子質(zhì)量單位表示的離子質(zhì)量與其電荷數(shù)的比值?；澹涸谫|(zhì)譜圖中，指定質(zhì)荷比范圍內(nèi)強

2、度最大的離子峰稱作基峰?？傠x子流譜圖（TIC）：對質(zhì)荷比（m/z）在一定范圍內(nèi)的離子電流總和進行連續(xù)檢測與記錄的譜圖。原子質(zhì)量單位（u）：用來衡量原子或分子質(zhì)量的單位，它被定義為碳12原子質(zhì)量的1/12。名稱CHCl3 M+H+平均分子量120.38絕對分子量118.92；120.92；122.92；124.91 低分辨質(zhì)譜精確分子量118.9217；120.9187；122.9158；124.9128 HR-MS4. 離子的產(chǎn)生離子源類型：1. Electrospray Ionization (ESI) 電噴霧電離- 大多數(shù)情況下是液態(tài)過程。2. Atmospheric Pressure P

3、hoto-Ionization（APCI）大氣壓下化學(xué)電離-氣相過程。3. Atmospheric Pressure Photo-Ionization（APPI）大氣壓下光離子化-氣相過程。離子源作用：1. 去溶劑2. 真空過渡3. 離子化4. 去除干擾5. 電噴霧（ESI）電離過程6. ESI離子化特點： 1. 軟電離方式，一般得到分子離子峰，如M+H+，M+Na+，M-H+; 2. 液態(tài)電離方式，流速耐受有限（250 ul/min）； 3. 可在常溫下進行，熱不穩(wěn)定化合物首選； 4. 可產(chǎn)生多電荷離子；有利于大分子化合物（如蛋白和多肽）的分析； 5. 適用于強極性化合物； 6. 靈敏度高；

4、7. 大氣壓化學(xué)離子化（APCI）電離過程8. 大氣壓化學(xué)離子化（APCI）電離過程通過電暈放電離子化大氣壓化學(xué)電離有三個過程：1. 在高壓電極作用下，氮氣載氣和氣化的液相色譜溶劑發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生預(yù)反應(yīng)離子。2. 通過一系列復(fù)雜反應(yīng)，預(yù)反應(yīng)離子與溶劑分子反應(yīng)形成溶劑離子H3O+和CH3OH+。3. 溶劑離子與被分析物分子反應(yīng)，在正電離模式下，形成正的分子離子；在負的電離模式下，形成負的分子離子。9. APCI離子化的特點： 1. 軟電離方式，一般得到與溶劑中相似的準分子離子峰，如+H+、-H+。不同的是由于APCI電離過程中溶劑傳遞電荷所以更容易產(chǎn)生溶劑簇離子。2. 只能產(chǎn)生單電荷離子。3. 電

5、離過程需要高溫，適合于熱穩(wěn)定化合物。4. 氣態(tài)電離方式，可以承受更高的流速（50-2000µL/min）、緩沖鹽濃度和復(fù)雜基質(zhì)。5. 適合于更低極性的化合物（藥物，農(nóng)藥，類固醇及含氮染料）。6. 分子量<1200 Da。10. ESI和APCI優(yōu)點對比。ESI 1. 離子在液態(tài)產(chǎn)生2. 有益于熱不穩(wěn)定化合物的分析 3. 有益于中等到高等極性化合物的分析 4. 有益于大分子（蛋白/多肽） APCI 1. 離子在氣態(tài)產(chǎn)生2. 不利于熱不穩(wěn)定化合物的分析3. 適合小分子（類固醇，甾體化合物）4. 適合含有發(fā)色基團的化合物（APPI）三、應(yīng)用案例設(shè)計四、實驗步驟1.配制好樣品，等待測試

6、。2.打開儀器，設(shè)置好實驗參數(shù)。3.等儀器都準備就緒時，手動進樣。4.進樣后，按照規(guī)定的實驗方法操作計算機處理數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)明顯的強峰或者離子響應(yīng)度足夠的時候停止實驗。5.設(shè)定儀器進水速度，對儀器進行洗滌。6.實驗完成后，打印實驗譜圖。7.按相應(yīng)的順序關(guān)儀器。7.處理數(shù)據(jù)。五、分析數(shù)據(jù)根據(jù)所得的圖譜可知，掃描結(jié)束時的離子響應(yīng)度為2×104，符合要求，而掃描的質(zhì)量范圍在350-700之間，我們最終得到的兩個較明顯的峰分別為518.31和540.25。這兩個峰分別為對應(yīng)的化合物加上一個氫峰和鈉峰后顯示的峰值，所以可推斷測定的化合物如下：六、實驗注意事項樣品量：固體或液體0.11mg，溶液濃

7、度為1020mol/L，至少為ng/mL。樣品成份：請標明內(nèi)容物的大致成份和相對含量。盡可能提供樣品的結(jié)構(gòu)式、分子量或所含官能團，以便選擇電離方式；如有特殊要求者，請?zhí)峁┚唧w實驗條件。樣品內(nèi)容物：易燃、易爆、毒害、腐蝕性樣品必須注明。不含金屬離子、表面活性劑、磷酸鹽等不揮發(fā)鹽，否則會毀壞離子源。pH值范圍在57，樣品中嚴禁含有無機或有機強酸、強堿。液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用時，所有緩沖體系一律用易揮發(fā)性緩沖劑，如乙酸、醋酸銨、氫氧化四丁基銨等配成。凡要求定量分析者請?zhí)峁藴蕦φ掌?。七、思考題1. 簡述LCQ-Fleet液質(zhì)聯(lián)用儀中兩種離子源ESI源與APCI源的優(yōu)、缺點。答： ESI的優(yōu)點： 1. 離

8、子在液態(tài)產(chǎn)生2. 有益于熱不穩(wěn)定化合物的分析 3. 有益于中等到高等極性化合物的分析 4. 有益于大分子（蛋白/多肽）缺點：1. 軟電離方式，一般得到分子離子峰。 2. 液態(tài)電離方式，流速耐受有限（250 ul/min）； 3. 適用于強極性化合物；APCI的優(yōu)點：1. 離子在氣態(tài)產(chǎn)生2.不利于熱不穩(wěn)定化合物的分析3.適合小分子（類固醇，甾體化合物）4.適合含有發(fā)色基團的化合物（APPI）缺點：1.有限的結(jié)構(gòu)信息2.易發(fā)生熱裂解3.低質(zhì)量時化學(xué)噪聲大4.不適合做分子量大于1000的化合物2. LCQ-Fleet的主要有哪些方面的應(yīng)用？答：隨著聯(lián)用技術(shù)的日趨完善，HPLC-MS逐漸成為最熱門的分

9、析手段之一。特別是在分子水平上可以進行蛋白質(zhì)、多肽、核酸的分子量確認，氨基酸和堿基對的序列測定及翻譯后的修飾工作等，這在HPLC-MS聯(lián)用之前都是難以實現(xiàn)的。HPLC-MS作為已經(jīng)比較成熟的技術(shù)，目前己在生化分析、天然產(chǎn)物分析、藥物和保健食品分析以及環(huán)境污染物分析等許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。3. 使用LCQ-Fleet液質(zhì)聯(lián)用儀對樣品濃度，溶劑選擇，流動相添加劑等有需要特別注意哪些方面？答：樣品量：固體或液體0.11mg，溶液濃度為1020mol/L，至少為ng/mL。溶劑選擇：溶樣溶劑，最好是用色譜純的。流動相添加劑：應(yīng)該選用具有低粘度、與檢測器兼容性好、易于得到純品和低毒性等特征的流動相溶劑。其他注意方面：樣品成份：請標明內(nèi)容物的大致成份和相對含量。盡可能提供樣品的結(jié)構(gòu)式、分子量或所含官能團，以便