WATERS公司的UPLC-TQD培訓(xùn)資料MS1LCMS基礎(chǔ)課件

液質(zhì)聯(lián)用基礎(chǔ)知識(shí)

什么是質(zhì)譜(MassSpectrum)不同質(zhì)荷比的離子經(jīng)質(zhì)量分析器分離,而后被檢測(cè)并記錄下來的譜圖叫作質(zhì)譜圖.簡(jiǎn)稱質(zhì)譜質(zhì)譜圖的橫坐標(biāo)是質(zhì)荷比(m/z)，縱坐標(biāo)是離子強(qiáng)度質(zhì)譜法(MassSpectrometry)即質(zhì)譜分析法,一般亦簡(jiǎn)稱為質(zhì)譜氯霉素的質(zhì)譜圖質(zhì)譜基礎(chǔ)知識(shí)質(zhì)譜中采用的質(zhì)量單位Da=Dalton(道爾頓)質(zhì)量單位,等于一個(gè)碳原子(12C)質(zhì)量的十二分之一，約為1.66×10-24克;一克約為6×1023道爾頓amu=atomicmassunit,原子質(zhì)量單位1amu=1Da質(zhì)譜基礎(chǔ)知識(shí)同位素:具有相同的原子序數(shù)而又具有不同的質(zhì)量數(shù)的原子叫作同位素同位素豐度:自然界中某同位素原子所占的百分?jǐn)?shù)叫做該同位素的天然豐度同位素表示法C126C136質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子+中子原子序數(shù)=質(zhì)子數(shù)具有相同的元素符號(hào),在元素符號(hào)的左上角表明其質(zhì)量數(shù)怎樣計(jì)算質(zhì)量數(shù)名義質(zhì)量數(shù)采用元素質(zhì)量數(shù)的整數(shù)進(jìn)行計(jì)算,例如:C=12,H=1,O=16單同位素質(zhì)量數(shù)或準(zhǔn)確質(zhì)量數(shù)用豐度最大的同位素準(zhǔn)確質(zhì)量數(shù)計(jì)算例如：C=12，1H=1.0078，16O=15.9948

平均質(zhì)量數(shù)或化學(xué)質(zhì)量數(shù)考慮到所有天然同位素豐度的該元素原子量來計(jì)算例如：C=12.001，H=1.00794，O=15.9994質(zhì)譜獲得的單電荷離子的m/z值，是單同位素質(zhì)量數(shù)MS分子量的計(jì)算利血平,C33H40N2O9,的MW的計(jì)算使用原子量:使用單一同位素質(zhì)量:C:33x12.011=396.363C:33x12.0000=396.000H:40x1.0079=40.316H:40x1.0078=40.312N:2x14.0067=28.013N:2x14.0031=28.006O:9x15.9994=143.995O:9x15.9949=143.954608.687608.272質(zhì)譜名詞與術(shù)語質(zhì)荷比(masschargeratio):離子的質(zhì)量(以相對(duì)原子量單位計(jì))與它所帶電荷(以電子電量為單位計(jì))的比值,叫作質(zhì)荷比,簡(jiǎn)寫為m/z質(zhì)荷比是質(zhì)譜圖的橫坐標(biāo)質(zhì)荷比是質(zhì)譜定性分析的基礎(chǔ)MS是高真空技術(shù)質(zhì)譜儀之所以在高真空下工作是為了...盡量減少離子-分子之間的碰撞(即,得到最大平均自由程)碰撞可能導(dǎo)致離子偏離所期望的由離子源到檢測(cè)器的通道碰撞可能導(dǎo)致產(chǎn)生意外的離子或反應(yīng)平均自由程:1atm~10-6m;10-4torr~0.5m防止在高電壓(用于某些離子聚焦)下生成電弧減少污染/化學(xué)噪音MS的歷史1910年世界上第一臺(tái)現(xiàn)代意義質(zhì)譜儀在英國(guó)劍橋Cavendish實(shí)驗(yàn)室出現(xiàn)1917年電噴霧(Electrospray)物理現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)(并非為了MS)1918年世界上第一臺(tái)實(shí)際意義質(zhì)譜儀在美國(guó)芝加哥大學(xué)實(shí)驗(yàn)室出現(xiàn)(扇型磁場(chǎng)MS)1943年世界上第一臺(tái)商業(yè)質(zhì)譜儀1953年四極桿質(zhì)量分析器質(zhì)譜儀1955年飛行時(shí)間質(zhì)量分析器質(zhì)譜儀1960’s開發(fā)GC/MSMS的歷史60’s-70’s大氣壓電離(APcI)源被發(fā)現(xiàn)(但并未被廣泛應(yīng)用)70’s-80’s開始廣泛研究LC/MS1979年傳送帶式LC/MS接口成為商業(yè)產(chǎn)品1982年離子束LC/MS接口出現(xiàn)1984年第一臺(tái)電噴霧MS儀宣告誕生 1988年電噴霧離子源MS首次應(yīng)用于蛋白質(zhì)的分析…...什么是液質(zhì)聯(lián)用(LC/MS)LC/MS=LC+MSLC/MS中的液相色譜High

Performance

Liquid

Chromatography(HPLC)-高效液相色譜Ultra

Performance

Liquid

Chromatography(UPLC)-超高效液相色譜液質(zhì)聯(lián)用的前提和基礎(chǔ)=進(jìn)樣+分離根據(jù)化合物的化學(xué)特性分離樣品(比如極性化合物，非極性化合物，酸性化合物，堿性化合物等等)LC的特點(diǎn):分離技術(shù)分離效率高流動(dòng)相參與分離連續(xù)流出,峰寬有限有時(shí)需要使用緩沖鹽提高分離度高壓環(huán)境工作(>1000psi)

LC/MS中的質(zhì)譜MassSpectrometry-質(zhì)譜質(zhì)量是物質(zhì)固有特征之一，不同的物質(zhì)有不同的質(zhì)量譜分析物被轉(zhuǎn)化為氣相離子而被分析這些離子按其質(zhì)荷比(m/z)被分離而被檢測(cè)質(zhì)譜圖即是相關(guān)的離子流對(duì)m/z的圖MS的特點(diǎn)靈敏度高定性/定量本領(lǐng)高脈沖掃描采集數(shù)據(jù)高真空環(huán)境工作溶劑參與反應(yīng)(API電離源)為什么使用LC/MS?

豐富的結(jié)構(gòu)信息(1)Min12141618202224262830

124357500600700800695100200300400500600700800219.0696.7EI

HOCHCHO222COCHCH22NHCONaugardAPI為什么使用LC/MS?

極高的靈敏度(2)5個(gè)數(shù)量級(jí)的動(dòng)態(tài)線性范圍(0.1pg-1000pg)實(shí)驗(yàn)系數(shù)=0.9975,樣品:磺胺二甲氧噠嗪上柱分析為什么使用LC/MS?

極佳的定量結(jié)果(3)為什么使用LC/MS?

解決無UV吸收樣品分析問題(5)LC_MS_OK5.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.00Time0100%0100%TaiyuanLC_MS52:DiodeArray2541.00Da1.71e6x36TaiyuanLC_MS51:ScanAP+BPI8.29e45.844.812.912.272.044.007.229.1211.599.9814.8713.1519.1217.4025.1621.4222.5233.7833.3228.8426.8235.0438.2639.52兩種LC/MS系統(tǒng)示意圖液質(zhì)聯(lián)用接口至真空離子源質(zhì)量分析器檢測(cè)器離子源液質(zhì)聯(lián)用接口至真空質(zhì)量分析器檢測(cè)器高真空部分高真空部分樣品引入樣品引入EI電離源API電離源APILC/MS的Z-Spray接口Z-Spray接口技術(shù)第1次進(jìn)樣第509次進(jìn)樣>25小時(shí)苯海拉明,

10mM

磷酸鹽緩沖液MS的電離技術(shù)質(zhì)量過濾器樣品引入質(zhì)譜的種類及相關(guān)聯(lián)用技術(shù)GCLCCEFlowInjProbePB/EIESIAPCITSPFABMALDIQuadrupoleMagneticSectorTimeofFlightIonTrapFT-MSElectronMultiplierPhotomultiplierMicrochannelPlateTurboMechanical離子分離模式質(zhì)量分析器離子檢測(cè)數(shù)據(jù)的采集及處理樣品的引入模式溶劑的去除或抽真空方式質(zhì)子化模式同一個(gè)樣品的質(zhì)譜圖可能不一樣傳統(tǒng)的樣品電離方式：EI源EI源：電子轟擊電離源可得經(jīng)典的質(zhì)譜譜圖可查詢質(zhì)譜庫(kù)，質(zhì)譜結(jié)果可用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)檢索，是絕對(duì)的化合物鑒定相對(duì)易得，耐受性好譜圖可解析,闡明結(jié)構(gòu)信息但是,電離效率較差，測(cè)定的分子量范圍、流速范圍有限；可測(cè)的化合物類型有限M樣品進(jìn)入燈絲集電極離子聚焦透鏡離子去·分析器--擋板+EI譜庫(kù):幾十年積累的寶貴財(cái)富HighResMassSpec,Brown,Kamano,Pettit,Org.MassSpec.,1972WatersIntegrityLC/MSSystem,Pfizer,1996大氣壓電離(API)技術(shù)電噴霧電離ElectrosprayIonization–ESI大氣壓化學(xué)電離AtmosphericPressureChemicalIonization-APCI電噴霧(ESI)離子化過程電噴霧離子化可分為三個(gè)過程:形成帶電小液滴溶劑蒸發(fā)和小液滴碎裂最終形成氣相離子

ESI的特點(diǎn)低分子量化合物一般產(chǎn)生單電荷離子(失去或得到一個(gè)質(zhì)子)

高分子量生物大分子和聚合物產(chǎn)生多電荷離子幾乎沒有碎片離子可能生成加合物和/或多聚體常見的是溶劑加合物和NH4+(M+18),Na+(M+23),和K+(M+39)加合物靈敏度取決于化合物本身和基質(zhì)ESI+電離模式滅多蟲MW162產(chǎn)生[M+H]+

準(zhǔn)分子離子峰大氣壓化學(xué)電離(APCI)過程大氣壓化學(xué)電離可分為以下兩個(gè)步驟:快速蒸發(fā)氣相化學(xué)電離(電暈放電)APCI的特點(diǎn)一般而言,只生成單電荷離子幾乎沒有碎片離子可能生成加合物和/或多聚體;一般是溶劑加合物及NH4+(M+18),Na+(M+23),和K+(M+39)加合物

基質(zhì)影響較小(相對(duì)于ESI),質(zhì)譜圖不受緩沖鹽及其緩沖力變化的影響API與傳統(tǒng)電離技術(shù)的區(qū)別液質(zhì)聯(lián)用接口至真空離子源質(zhì)量分析器檢測(cè)器離子源液質(zhì)聯(lián)用接口至真空質(zhì)量分析器檢測(cè)器高真空部分高真空部分樣品引入樣品引入EI電離源API電離源不同電離技術(shù)的適用范圍

分子量化合物極性API(APcI-ESI)ParticleBeam(EI-CI)GC/MS(EI-CI)非極性極性(離子)102103104105APPI液質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)的質(zhì)量分析器質(zhì)量過濾器樣品引入A.磁質(zhì)譜通過磁場(chǎng)和電場(chǎng)來傳輸和選擇離子+++離子源電場(chǎng)磁場(chǎng)B.飛行時(shí)間質(zhì)譜所有離子一同起跑質(zhì)量小的跑得快時(shí)間分辨

++++離子源SourceDetectorNonresonantIonResonantIondcandRfvoltagesC.四極桿質(zhì)量分析器被分析離子由DC和RF電壓控制D.離子阱原理與四極桿類似

離子被

RF&DC電場(chǎng)所儲(chǔ)存掃描電場(chǎng)可以釋放特定的m/z離子分析器m/z范圍分辨率質(zhì)量精度動(dòng)態(tài)范圍真空

四極桿 103 1030.1% 105 10-5離子阱 103 103-1040.1% 10410-3飛行時(shí)間 106 103-1040.1-0.01% 10410-6扇形磁場(chǎng) 104 105

5ppm 10710-6回旋共振 105 106

10ppm 10410-9質(zhì)量分析器特性質(zhì)譜分辨率的定義傳統(tǒng)分辨率的計(jì)算公式:分辨率R=m/mm于5%峰谷處測(cè)定現(xiàn)今:m=

FWHM處分辨率:質(zhì)譜上是指分開相鄰離子的能力分辨率越高,越能區(qū)分小的質(zhì)量差什么是單位質(zhì)量分辨率m/m =133/0.6 =222

m/m =1009/0.5 =2018Peakwidthathalfheight=0.6Peakwidthat