色譜質譜聯(lián)用PPT課件

1、1授課內(nèi)容 色譜技術 質譜技術 氣相色譜-質譜聯(lián)用技術第1頁/共85頁2概述概述 色譜：化合物分離質譜：純物質結構分析色譜-質譜聯(lián)用：結合共同優(yōu)點GC-MS；LC-MS；CE-MS關鍵點：接口技術m/z15294357859911314271第2頁/共85頁3色譜法由俄國植物學家茨維特分離植物色素時采用。 將植物葉子的萃取物倒入填有碳酸鈣的直立玻璃管內(nèi)，加入石油醚使其自由流下，結果色素中各組分互相分離形成各種不同顏色的譜帶，因此得名為色譜法。以后此法逐漸應用于無色物質的分離，“色譜”二字雖已失去原來含義，但仍被人們沿用至今。一 色譜技術第3頁/共85頁4色譜的原理定義：色譜是一種把混合物中多組

2、分分離的實驗技術。即利用物質的物理化學性質建立的分離分析方法。實質：分離目的：定性或定量分析第4頁/共85頁5固定相和流動相 填入玻璃管或不銹鋼管內(nèi)靜止不動的一相（固體或液體）稱為固定相； 自上而下運動的一相（一般是氣體或液體）稱為流動相； 裝有固定相的管子（玻璃管或不銹鋼管）稱為色譜柱。 當流動相中樣品混合物經(jīng)過固定相時，就會與固定相發(fā)生作用，由于各組分在性質和結構上的差異，與固定相相互作用的類型、強弱也有差異，因此在同一推動力的作用下，不同組分在固定相滯留時間長短不同，從而按先后不同的次序從固定相中流出。第5頁/共85頁6按分離機理分類分配色譜：利用在流動相和固定相中分配系數(shù)的不同分離；吸

3、附色譜：利用物理吸附性能的差異分離；離子交換色譜：利用離子交換能力的差別分離；空間排阻色譜：利用排阻作用力的不同分離在常用的色譜中，常是幾種分離機制共同作用的結果。注意第6頁/共85頁7第7頁/共85頁8色譜法的流出曲線及有關術語第8頁/共85頁9色譜峰所能提供的重要信息1 樣品中所含組分的最少個數(shù)2 保留值-定性分析3 色譜峰面積（或峰高）-定量分析4 色譜峰的保留值和區(qū)域寬度-評價色譜柱的分離效能5 根據(jù)相鄰色譜峰之間的距離來選擇合適的色譜分離條件第9頁/共85頁10 二 質譜技術 質譜分析法是通過對被測樣品離子質荷比（m/z）的測定來進行分析的一種方法。 被分析的樣品首先要離子化，然后利

4、用不同離子在電場或磁場運動行為的不同，把離子按m/z分開而得到質譜，并得到樣品的定性定量結果。m/z15294357859911314271第10頁/共85頁112.1 質譜的發(fā)展40年代同位素測定和無機元素分析50年代有機物分析60年代氣相色譜-質譜聯(lián)用80年代新的質譜技術接口技術（基質輔助激光解吸電離源，電噴霧電離源，大氣壓化學電離源）新質譜儀（液相色譜-質譜聯(lián)用儀，富立葉變換質譜儀等）目前質譜分析法已廣泛地應用于化學、化工、材料、環(huán)境、藥物、刑偵、生命科學、運動醫(yī)學等各個領域。 1911年 世界第一臺質譜裝置（J.J. Thomson） 70年代計算機技術引入第11頁/共85頁12 質譜

5、不屬波譜范圍；質譜不屬波譜范圍； 質譜圖與電磁波的波長和分子內(nèi)某種物理量質譜圖與電磁波的波長和分子內(nèi)某種物理量 的改變無關；的改變無關； 質譜是分子離子及碎片離子的質量與其相對強度的質譜是分子離子及碎片離子的質量與其相對強度的譜譜, 譜圖與分子結構有關；譜圖與分子結構有關； 質譜法進樣量少質譜法進樣量少, 靈敏度高靈敏度高, 分析速度快；分析速度快； 質譜法可提供分子量質譜法可提供分子量, 確定分子式。確定分子式。 2.2 質譜特點第12頁/共85頁13 質譜儀是通過對樣品電離后產(chǎn)生的具有不同的 m/z m/z 的離子來進行分離分析的。 質譜儀包括進樣系統(tǒng)、電離系統(tǒng)、質量分析系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)。

6、2.3 質譜儀的基本結構計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)真空系統(tǒng) 加速區(qū)進樣系統(tǒng)離子源質量分析器檢測器 第13頁/共85頁14 質譜儀的離子產(chǎn)生及經(jīng)過系統(tǒng)必須處于高真空狀態(tài)。若真空度過低，則會造成離子源燈絲損壞、本底增高、圖譜復雜化、干擾離子源的調(diào)節(jié)、加速極放電等問題。 一般質譜儀都采用機械泵預抽真空后，再用高效率擴散泵連續(xù)地運行以保持真空?，F(xiàn)代質譜儀采用分子泵可獲得更高的真空度。2.3.1 真空系統(tǒng)二級真空系統(tǒng)！第14頁/共85頁15真空系統(tǒng)為早期的維護反饋提供數(shù)字化控制雙分子渦輪泵可快速抽真空和進行穩(wěn)定操作第15頁/共85頁16 進樣系統(tǒng)目的是高效重復地將樣品引入到離子源中并且不能造成真空度的降低。 進

7、樣方式：1 直接進樣2 儀器聯(lián)用的進樣 （GC、LC、CE）2.3.2 進樣系統(tǒng)第16頁/共85頁17 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。2.3.3 離子源Note：1. 質譜檢測的是離子；質譜檢測的是離子；2. 離子源離子源=接口接口第17頁/共85頁18電子轟擊電離電子轟擊電離 Electron Impact Ionization, EI化學離子化化學離子化 Chemical Ionization, CI場電離，場解吸場電離，場解吸 Field Ionization FI, Field Desorption FD快原子轟擊快原子轟擊 Fast Atom Bombard

8、ment, FAB基質輔助激光解析電離基質輔助激光解析電離 Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization, MALDI電噴霧電離電噴霧電離 Electrospray Ionization, ESI大氣壓化學電離大氣壓化學電離 Atmospheric Pressure Chemical Ionization, APCI離子化方法第18頁/共85頁19電子轟擊電離 EI EI源應用最為廣泛，它主要用于揮發(fā)性樣品的電離。 原理：由GC或直接進樣桿進入的樣品，以氣體形式進入離子源，由燈絲發(fā)出的電子與樣品分子發(fā)生碰撞使樣品分子電離。 所有的標準質譜圖都是在70

9、eV下做出的。有機物分子可能被打掉一個電子形成分子離子，也可能會發(fā)生化學鍵的斷裂形成碎片離子。 由分子離子可以確定化合物分子量，由碎片離子可以得到化合物的結構信息。第19頁/共85頁20第20頁/共85頁21有些化合物穩(wěn)定性差，用EI方式不易得到分子離子；為了得到分子量可以采用CI電離方式。特點：最強峰為準分子離子；譜圖簡單；不適用難揮發(fā)試樣；+氣體分子試樣分子+準分子離子電子(M+1)+;(M+17) +;(M+29) +;化學電離（CI）第21頁/共85頁22化學電離化學電離 CI反應氣體可以是甲烷、異丁烷、氨等。 以CH4為例：CI源工作過程中要引進一種反應氣體。氣體經(jīng)過電子轟擊，產(chǎn)生離

10、子，再與試樣相互碰撞，產(chǎn)生準分子離子。第22頁/共85頁23M + CH + CH5 5+ + MH + + CH+ CH4 4 M + C2H5+ MH + + C2H4 M + C2H5+ M H + + C2H6 加合離子與樣品分子反應：準分子離子QM + 生成的M+H +和 M-H +比樣品分子M多一個H或少一個H，稱為準分子離子?；瘜W電離源是一種軟電離方式，有些用EI方式得不到分子離子的樣品，改用CI后可以得到準分子離子，因而可以求得分子量。第23頁/共85頁24場致電離特點：強電場將分子中拉出一個電子；分子離子峰強；碎片離子峰少；不適合化合物結構鑒定；陽極+陰極dAbundance

11、0.651.462.623.363.593.934.104.444.635.126.50UV0.501.001.502.002.503.003.504.004.505.005.506.006.507.004000080000120000160000200000240000280000Time-Abundance1.462.613.353.603.924.084.434.635.096.49ES TIC三唑三唑(Triazolam)安定安定(Diazepam)12.5 ng/component第71頁/共85頁72 其中兩個峰的質譜圖其中兩個峰的質譜圖TRIAZOLAMMW = 342DIAZE

12、PAMMW = 284Abundance 343.214016018020022024026028030032034036038040020004000600080001000012000m/z- 345.2 346.214016018020022024026028030032034036038040020006000100001400018000m/z-Abundance 285.2 287.3isotope ratio shows 2 Clisotope ratio shows 1 ClNNNNClCH3ClNNOClCH3第72頁/共85頁73舒喘寧（舒喘寧（Salbutamol )Sa

13、lbutamol )降解產(chǎn)物分析降解產(chǎn)物分析min51015202530020406080100120nm200250300350Norm.4080120160min246810121416mAU05101520*m/z 346MS TICm/z 224m/z 282在藥物降解中,降解產(chǎn)物可能保留了紫外發(fā)光基團,其紫外光譜圖類似,所以無法通過紫外來對降解產(chǎn)物進行鑒定,而利用質譜則通過質譜圖可以鑒定降解產(chǎn)物UV Signal and spectraMS TIC and EICs第73頁/共85頁74磺胺藥物分析磺胺藥物分析sulfamethizoleMW 270sulfadimethoxineM

14、W 310sulfachloropyridazineMW 284sulfamethazineMW 278min1234520000040000060000080000010000001200000H2NNNSCH3SOONHH2NSOONNNHH2NSOONNNHOOH2NSOONNClNH共流出峰的鑒定第74頁/共85頁75膽汁酸及代謝物的分析膽汁酸及代謝物的分析BPC第75頁/共85頁76脫氧膽酸分析中脫氧膽酸分析中m/z 391m/z 391的一級和二級質譜圖的一級和二級質譜圖第76頁/共85頁77第77頁/共85頁78推測的脫氧膽酸代謝機理推測的脫氧膽酸代謝機理第78頁/共85頁79甲基橙染料降解