實(shí)驗(yàn)十一固體試樣的質(zhì)譜測定

1、實(shí)驗(yàn)十一、固體試樣的質(zhì)譜測定 直接進(jìn)樣法一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)習(xí)質(zhì)譜分析的基本原理；2. 了解Quattro Micro API質(zhì)譜儀的基本構(gòu)造、工作原理及操作方法；3. 學(xué)習(xí)質(zhì)譜圖解析的基本方法。二、實(shí)驗(yàn)原理質(zhì)譜分析法主要是通過對(duì)樣品的離子的質(zhì)荷比的分析而實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品進(jìn)行定性和定量的一種方法。因此，質(zhì)譜儀都必須有電離裝置把樣品電離為離子，有質(zhì)量分析裝置把不同質(zhì)荷比的離子分開，經(jīng)檢測器檢測之后可以得到樣品的質(zhì)譜圖，由于有機(jī)樣品，無機(jī)樣品和同位素樣品等具有不同形態(tài)、性質(zhì)和不同的分析要求，所以，所用的電離裝置、質(zhì)量分析裝置和檢測裝置有所不同。但是，不管是哪種類型的質(zhì)譜儀，其基本組成是相同的。都包括離子

2、源、質(zhì)量分析器、檢測器和真空系統(tǒng)。離子源的作用是將欲分析樣品電離，得到帶有樣品信息的離子。質(zhì)譜儀的離子源種類很多，有電子電離源，化學(xué)電離源，快原子轟擊源，電噴霧源，大氣壓化學(xué)電離源等，實(shí)驗(yàn)室Quattro Micro API質(zhì)譜儀配備的電離源為電噴霧源和大氣壓化學(xué)電離源。電噴霧源（ESI）是近年來出現(xiàn)的一種新的電離方式。它主要應(yīng)用于液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀。它既作為液相色譜和質(zhì)譜儀之間的接口裝置，同時(shí)又是電離裝置。它的主要部件是一個(gè)多層套管組成的電噴霧噴咀。最內(nèi)層是液相色譜流出物，外層是噴射氣，噴射氣常采用大流量的氮?dú)?，其作用是使噴出的液體容易分散成微滴。另外，在噴嘴的斜前方還有一個(gè)補(bǔ)助氣噴咀，補(bǔ)

3、助氣的作用是使微滴的溶劑快速蒸發(fā)。在微滴蒸發(fā)過程中表面電荷密度逐漸增大，當(dāng)增大到某個(gè)臨界值時(shí)，離子就可以從表面蒸發(fā)出來。離子產(chǎn)生后，借助于噴嘴與錐孔之間的電壓，穿過取樣孔進(jìn)入分析器。加到噴嘴上的電壓可以是正，也可以是負(fù)。通過調(diào)節(jié)極性，可以得到正或負(fù)離子的質(zhì)譜。其中值得一提的是電噴霧噴嘴的角度，如果噴嘴正對(duì)取樣孔，則取樣孔易堵塞。因此，有的電噴霧噴嘴設(shè)計(jì)成噴射方向與取樣孔不在一條線上，而錯(cuò)開一定角度。這樣溶劑霧滴不會(huì)直接噴到取樣孔上，使取樣孔比較干凈，不易堵塞。產(chǎn)生的離子靠電場的作用引入取樣孔，進(jìn)入分析器。電噴霧電離源是一種軟電離方式，即便是分子量大，穩(wěn)定性差的化合物，也不會(huì)在電離過程中發(fā)生分解

4、，它適合于分析極性強(qiáng)的大分子有機(jī)化合物，如蛋白質(zhì)、肽、糖等。電噴霧電離源的最大特點(diǎn)是容易形成多電荷離子。這樣，一個(gè)分子量為10000 Da的分子若帶有10個(gè)電荷，則其質(zhì)荷比只有1000 Da，進(jìn)入了一般質(zhì)譜儀可以分析的范圍之內(nèi)。根據(jù)這一特點(diǎn)，目前采用電噴霧電離，可以測量分子量在300000Da以上的蛋白質(zhì)。大氣壓化學(xué)電離源（APCI）它的結(jié)構(gòu)與電噴霧源大致相同，不同之處在APCI噴嘴的下游放置一個(gè)針狀放電電極，通過放電電極的高壓放電，使空氣中某些中性分子電離，產(chǎn)生H3O+，N2+，O2+ 和O+ 等離子，溶劑分子也會(huì)被電離，這些離子與分析物分子進(jìn)行離子-分子反應(yīng)，使分析物分子離子化，這些反應(yīng)過

5、程包括由質(zhì)子轉(zhuǎn)移和電荷交換產(chǎn)生正離子，質(zhì)子脫離和電子捕獲產(chǎn)生負(fù)離子等。大氣壓化學(xué)電離源主要用來分析中等極性的化合物。有些分析物由于結(jié)構(gòu)和極性方面的原因，用ESI不能產(chǎn)生足夠強(qiáng)的離子，可以采用APCI方式增加離子產(chǎn)率，可以認(rèn)為APCI是ESI的補(bǔ)充。APCI主要產(chǎn)生的是單電荷離子，所以分析的化合物分子量一般小于1000 Da。用這種電離源得到的質(zhì)譜很少有碎片離子，主要是準(zhǔn)分子離子。質(zhì)量分析器的作用是將離子源產(chǎn)生的離子按m/z順序分開并排列成譜。用于有機(jī)質(zhì)譜儀的質(zhì)量分析器有磁式雙聚焦分析器，四極桿分析器，離子阱分析器，飛行時(shí)間分析器，回旋共振分析器等。本實(shí)驗(yàn)室用到的是三重四級(jí)桿分析器質(zhì)譜儀的檢測主

6、要使用電子倍增器，也有的使用光電倍增管。由四極桿出來的離子打到高能打拿極產(chǎn)生電子，電子經(jīng)電子倍增器產(chǎn)生電信號(hào)，記錄不同離子的信號(hào)即得質(zhì)譜。信號(hào)增益與倍增器電壓有關(guān)，提高倍增器電壓可以提高靈敏度，但同時(shí)會(huì)降低倍增器的壽命，因此，應(yīng)該在保證儀器靈敏度的情況下采用盡量低的倍增器電壓。由倍增器出來的電信號(hào)被送入計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存，這些信號(hào)經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后可以得到色譜圖，質(zhì)譜圖及其它各種信息。為了保證離子源中燈絲的正常工作，保證離子在離子源和分析器正常運(yùn)行，消減不必要的離子碰撞，散射效應(yīng)，復(fù)合反應(yīng)和離子-分子反應(yīng)，減小本底與記憶效應(yīng),因此，質(zhì)譜儀的離子源和分析器都必須處在優(yōu)于10-5 mbar的真空中才能工作。也

7、就是說，質(zhì)譜儀都必須有真空系統(tǒng)。一般真空系統(tǒng)由機(jī)械真空泵和擴(kuò)散泵或渦輸分子泵組成。機(jī)械真空泵能達(dá)到的極限真空度為10-3 mbar，不能滿足要求,必須依靠高真空泵。擴(kuò)散泵是常用的高真空泵，其性能穩(wěn)定可靠，缺點(diǎn)是啟動(dòng)慢，從停機(jī)狀態(tài)到儀器能正常工作所需時(shí)間長；渦輪分子泵則相反，儀器啟動(dòng)快，但使用壽命不如擴(kuò)散泵。但由于渦輪分子泵使用方便，沒有油的擴(kuò)散污染問題，因此，近年來生產(chǎn)的質(zhì)譜儀大多使用渦輪分子泵。渦輪分子泵直接與離子源或分析器相連，抽出的氣體再由機(jī)械真空泵排到體系之外。本實(shí)驗(yàn)采用直接進(jìn)樣法測定對(duì)羥基苯甲酸乙酯的電噴霧質(zhì)譜。三、實(shí)驗(yàn)儀器及試劑1. Quattro Micro API質(zhì)譜儀2. 超

8、聲波3. 針頭式過濾器4. 甲醇色譜純5. 對(duì)羥基苯甲酸乙酯分析純四、實(shí)驗(yàn)條件1. 電離方式：ESI -； Capillary(kV)：-3.0； Cone(V)：-15，-20，-25； RF Lens(V)： -0.1; Sourse Temp()：80； Desolvation Temp ()：120； Gas Flow(L/h)：450; LM Resolution1：15； HM Resolution1：15；Ion Energy1：0.5；Entrance：50；Collision：2；Exit：50；LM Resolution2：15； HM Resolution2：15；Ion

9、 Energy2：0.5；ultiplier：650；質(zhì)荷比掃描范圍：50 250五、實(shí)驗(yàn)操作步驟及內(nèi)容1. 打開氮?dú)?、氬氣瓶開關(guān)，檢查氮?dú)?、氬氣壓力是否符合要求：氮?dú)?0.7MPa，2. 檢查儀器電源是否與不間斷電源連接(電源中線接地,電流需13A)。3. 依次打開顯示器，計(jì)算機(jī)主機(jī)，打印機(jī)，質(zhì)譜儀左下角電源開關(guān)，三分鐘后待質(zhì)譜儀發(fā)出“嘀”聲，表示質(zhì)譜儀自檢完成。4. 雙擊“Masslynx V4.0”圖標(biāo)進(jìn)入Masslynx主菜單。5. 點(diǎn)擊“MS Tune”進(jìn)入Quattro Micro儀器調(diào)諧窗口，點(diǎn)擊菜單欄“Ion Mode”，選擇離子模式，點(diǎn)擊菜單欄“Options”，選“Pump

10、”，質(zhì)譜儀進(jìn)入抽真空狀態(tài)，當(dāng)達(dá)到工作真空（<10-4）質(zhì)譜儀面板上的Vaccum燈由橙變綠色，且離子源開始加熱。待離子源溫度達(dá)到設(shè)定值后,點(diǎn)擊菜單欄中的API gas圖標(biāo), 打開氮?dú)忾y,點(diǎn)擊Operate圖標(biāo)打開儀器的高壓電源, 在內(nèi)置蠕動(dòng)泵上用注射器官注入調(diào)節(jié)儀器的標(biāo)準(zhǔn)樣品, 點(diǎn)擊Syinge Pump 開始蠕動(dòng)泵進(jìn)樣,然后進(jìn)行調(diào)節(jié)儀器.6. 調(diào)節(jié)靈敏度，可通過調(diào)電離源參數(shù)使儀器靈敏度達(dá)到最佳。在ES/ES Sourse項(xiàng)下，通過設(shè)定Capillary(kv)；Cone(V)；Sourse Temp()；Desolvation Temp ()；Gas Flow等參數(shù)值,并調(diào)整進(jìn)樣探頭的

11、位置,使儀器達(dá)到最佳靈敏度。一般情況下, Capillary(kv)為2.53.5KV；Cone(V)為3050V；Sourse Temp()為80120度；Desolvation Temp ()150300度；Gas Flow為450650升/小時(shí)7. 調(diào)節(jié)分辨率，可通過調(diào)四極桿參數(shù)使儀器的分辨率與待測樣品相適宜。在Analyser項(xiàng)下，設(shè)定LM Resolution1； HM Resolution1；Ion Energy；Entrance；Collision；Exit等參數(shù)值。使靈敏度和分辨率均適宜，且儀器處于最佳工作狀態(tài)。8. 測定樣品。在內(nèi)置蠕動(dòng)泵上的注射器裝入被測樣品，（樣品配制方法

12、同高效液相色譜法的樣品配制）點(diǎn)擊Syinge Pump蠕動(dòng)泵開始進(jìn)樣。9. 點(diǎn)擊Acquire，輸入Data File Name、Founction、Start Mass、End Mass等參數(shù)，然后點(diǎn)擊Start開始正式采集質(zhì)譜圖。10. 數(shù)據(jù)采集過程中的譜圖處理: 在Masslynx主菜單，點(diǎn)擊Chromatogram，進(jìn)入Chromatogram窗口，點(diǎn)擊主菜單欄“Display”，選“Real-Time update”，出現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測的總離子色譜圖，右鍵拉|，將這一時(shí)間的質(zhì)譜圖迭加并顯示在質(zhì)譜圖窗口中. 在質(zhì)譜圖窗口中, 可以對(duì)譜圖進(jìn)行Smooth(平滑)，Subtract（扣底），Ce

13、nter（棒圖）等處理，點(diǎn)擊主菜單欄“File”選“Print”，即可打印報(bào)告。11. 取出注射器，倒出樣品并清洗干凈。12. 儀器關(guān)機(jī)：在MS Tune窗口中,將Desoluration Temp(ºC) 降至室溫。點(diǎn)擊Press for Standby，API gas，關(guān)閉高壓和氣源。13. 點(diǎn)擊主菜單欄“Options”選“Vent”，使儀器放真空，待放真空后關(guān)質(zhì)譜儀電源，依次關(guān)閉計(jì)算機(jī)主機(jī)、顯示器、打印機(jī)。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1. 對(duì)不同的Cone電壓下的譜圖進(jìn)行分析；2. 判別分子離子峰，以確定相對(duì)分子質(zhì)量；3. 根據(jù)同位素峰的個(gè)數(shù)、質(zhì)荷比和相對(duì)強(qiáng)度指出分子及碎片離子中是否含氯或溴等特殊元素，以及含幾個(gè)這樣的原子。七、注意事項(xiàng)1. 所用溶劑均需為色譜純且過濾。 2. 機(jī)械泵的油面宜在2/3處，泵長期運(yùn)作時(shí)每周需擰開灰色振氣旋鈕(56圈)進(jìn)行半小時(shí)振氣，使油內(nèi)的雜物排出, 然后再擰緊該旋鈕。