質(zhì)譜基本原理 (2)

1、關(guān)于質(zhì)譜基本原理 (2)第一頁，共70頁幻燈片21、基本原理、基本原理第二頁，共70頁幻燈片3質(zhì)譜：稱量離子質(zhì)量的工具12 units0 units第三頁，共70頁幻燈片412 units質(zhì)譜：稱量離子質(zhì)量的工具12 units第四頁，共70頁幻燈片58 9 10 11 12 13 14 15 16質(zhì)譜：稱量離子質(zhì)量的工具12 units12 units第五頁，共70頁幻燈片68 9 10 11 12 13 14 15 16質(zhì)譜：稱量離子質(zhì)量的工具12 units14 units第六頁，共70頁幻燈片712 units8 9 10 11 12 13 14 15 16massNumber of

2、counts質(zhì)譜：稱量離子質(zhì)量的工具第七頁，共70頁幻燈片8質(zhì)譜分析法主要是通過對樣品離子質(zhì)荷比的分析而實現(xiàn)對樣品進(jìn)行定性和定量的一種方法電離裝置把樣品電離為離子質(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)譜圖第八頁，共70頁幻燈片9質(zhì)量分析器質(zhì)量分析器離子源離子源四極桿作為質(zhì)量過濾器四極桿作為質(zhì)量過濾器mmabovembelow檢測器檢測器離子源X+,X-RF/DCRF/DC第九頁，共70頁幻燈片102、技術(shù)指標(biāo)、技術(shù)指標(biāo)第十頁，共70頁幻燈片11質(zhì)量范圍是質(zhì)譜儀所能測定的離子質(zhì)荷比的范圍質(zhì)荷比：m/z質(zhì)量單位：amu或u，Da或D第十一頁，共70頁幻燈片12不同儀器：

3、四極桿：4000Da離子阱質(zhì)譜：4000Da磁質(zhì)譜：10000Da傅立葉變換離子回旋共振質(zhì)譜儀（FT-MS） 50000 Da 飛行時間質(zhì)譜：無上限不同要求：氣相色譜：800Da 液相質(zhì)譜：2000Da 生物分子：10000Da或更大第十二頁，共70頁幻燈片13分辨率：分開兩個鄰近質(zhì)量峰的能力。 何為分開：若兩個相鄰峰的峰谷低于峰高的10%(或5%，50%)，則認(rèn)為 是分開的。 A: 未分開 B:部分分開 C:全分開 分辨差 分辨較差 分辨達(dá)到要求m2m1第十三頁，共70頁幻燈片14數(shù)學(xué)定義：mmRPmmmmmRP1211 (1) m1和m2代表兩個相鄰峰的質(zhì)量數(shù) (2) m代表某一峰的質(zhì)量，

4、m代表半峰寬第十四頁，共70頁幻燈片15組成整數(shù)質(zhì)量精確質(zhì)量CO2827.994914N22828.006158C2H42828.031299若儀器分辨力很低，如RP=200，則對以上三個分子不能分開，混為一峰若要分開以下混合物，則必需有如下分辨力CO-C2H4: (RP)2 = 27.994914/(28.031299-27.994914) = 770N2-C2H4 : (RP)3 = 28.006158/(28.031299-28.006158) = 1100CO-N2 : (RP)1 = 27.994914/(28.006158-27.994914) = 2490當(dāng)儀器分辨力達(dá)到770時

5、， 只能夠只分開 CO-C2H4 。當(dāng)儀器分辨力達(dá)到1100時，能夠分開CO-C2H4 和N2-C2H4 當(dāng)儀器分辨力超過2500時，三者全部分開。一般低分辨儀器在2000左右。10000以上時稱高分辨。FT-MS分辨力可達(dá)2百萬。第十五頁，共70頁幻燈片16不同儀器：磁質(zhì)譜，飛行時間質(zhì)譜儀，傅立葉變換離子回旋共振質(zhì)譜儀：分辨率、線性和穩(wěn)定性好，屬高分辨質(zhì)譜儀離子阱質(zhì)譜儀：分辨率高，線性低，準(zhǔn)高分辨質(zhì)譜儀，用于判斷質(zhì)譜峰帶的電荷數(shù)四極桿質(zhì)譜儀：分辨力低，線性好，不屬于高分辨質(zhì)譜儀第十六頁，共70頁幻燈片17 色譜峰的數(shù)據(jù)點數(shù)目和峰寬以及掃描時間有關(guān) 較短的掃描時間，可以獲得良好的峰型，但是不利

6、于信號采集 較長的掃描時間，有助于信號采集，但是峰型不好 峰型和信號，二者需折衷考慮第十七頁，共70頁幻燈片18理想的高斯峰應(yīng)有35個數(shù)據(jù)點0.0020.0040.0060.0080.00100.003.904.004.104.204.304.404.50第十八頁，共70頁幻燈片19同一個色譜峰，但數(shù)據(jù)點減半0.0020.0040.0060.0080.00100.003.904.004.104.204.304.404.50第十九頁，共70頁幻燈片200.0020.0040.0060.0080.00100.003.904.004.104.204.304.404.50第二十頁，共70頁幻燈片210

7、.0020.0040.0060.0080.00100.003.904.004.104.204.304.404.50第二十一頁，共70頁幻燈片220510152025303502468101214161820samples accross peakerrorIllustrative data only第二十二頁，共70頁幻燈片23Dwell time：離子被監(jiān)測的時間在多殘留分析中，縮短dwell time，可增加同步MRM的通道數(shù) 10s的色譜峰，dwell time6ms， MSMS通道時間6ms，50通道，峰的數(shù)據(jù)點10*1000/(12*50)16Dwell time通道時間第二十三頁，

8、共70頁幻燈片24 離子阱質(zhì)譜的分析模式Cycle time 的組成 1、AGC 預(yù)掃Pre-scan2、ion filling (離子充滿)3、分離母離子和對母離子激發(fā)碰撞4、質(zhì)量分析 將離子拋出阱外檢測(只有這一步與掃描速度有關(guān)）第二十四頁，共70頁幻燈片253、質(zhì)譜儀器結(jié)構(gòu)、質(zhì)譜儀器結(jié)構(gòu)第二十五頁，共70頁幻燈片26真空系統(tǒng)真空系統(tǒng)樣品入口樣品入口檢測器檢測器數(shù)據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)系統(tǒng)質(zhì)量分析器質(zhì)量分析器離子化方法離子化方法大氣大氣 第二十六頁，共70頁幻燈片27低真空高真空帶電離子帶電離子檢測器檢測器氣體分子第二十七頁，共70頁幻燈片28GC 或或 LC 接口接口 質(zhì)量分析器質(zhì)量分析器 檢測器檢

9、測器離子源離子源 PC 第二十八頁，共70頁幻燈片29第二十九頁，共70頁幻燈片30第三十頁，共70頁幻燈片314、離子源、離子源第三十一頁，共70頁幻燈片32固體樣品固體樣品液體樣品液體樣品氣體樣品氣體樣品EICIAPCIMALDIESIAPPI轉(zhuǎn)化成溶液轉(zhuǎn)化成溶液轉(zhuǎn)化成固體轉(zhuǎn)化成固體 轉(zhuǎn)化成氣體轉(zhuǎn)化成氣體根據(jù)待分析物的化學(xué)性質(zhì)根據(jù)待分析物的化學(xué)性質(zhì) 第三十二頁，共70頁幻燈片33GCEI：電子電離源，最常用的氣相離子源，有標(biāo)準(zhǔn)譜庫CI：化學(xué)電離源，可獲得準(zhǔn)分子離子。PCI，NCILCESI：電噴霧源，最常用的液相離子源，適用于極性較強的化合物，可用于熱不穩(wěn)定化和物的分析APCI：大氣壓化學(xué)

10、電離源，適用于中等極性或弱極性的小分子量化合物，尤其是含雜原子的化合物，不適合熱不穩(wěn)定或在溶液中容易電離的化合物APPI：大氣壓光電離源，適用于弱極性的化合物，如多環(huán)芳烴等MALDI ：基質(zhì)輔助激光解吸電離，適合于分析生物大分子 ，主要與TOF聯(lián)用第三十三頁，共70頁幻燈片34第三十四頁，共70頁幻燈片35第三十五頁，共70頁幻燈片36噴霧針裝置噴霧針裝置噴霧室噴霧室毛細(xì)管毛細(xì)管四極預(yù)桿四極預(yù)桿干燥氣干燥氣第三十六頁，共70頁幻燈片37第三十七頁，共70頁幻燈片38第三十八頁，共70頁幻燈片395、質(zhì)量分析器、質(zhì)量分析器第三十九頁，共70頁幻燈片40空間分離質(zhì)譜： 四極桿質(zhì)量分析器 雙聚焦分析

11、器：分辨率高，但掃描速度慢，操作、調(diào)整比較困難，價格高時間分離質(zhì)譜 離子阱質(zhì)量分析器（IT） 飛行時間質(zhì)量分析器（TOF）：質(zhì)量范圍寬，掃描速度快，靈敏度高 傅立葉變換離子回旋共振質(zhì)譜儀（FT-MS） ：分辨率極高，分析靈敏度高 四極桿和離子阱均屬于四極電場原理四極桿和離子阱均屬于四極電場原理第四十頁，共70頁幻燈片41第四十一頁，共70頁幻燈片42質(zhì)量分析器質(zhì)量分析器離子源離子源四極桿作為質(zhì)量過濾器四極桿作為質(zhì)量過濾器mmabovembelow檢測器檢測器離子源X+,X-RF/DCRF/DC第四十二頁，共70頁幻燈片43第四十三頁，共70頁幻燈片44第四十四頁，共70頁幻燈片45第四十五頁，

12、共70頁幻燈片466、檢測器、檢測器第四十六頁，共70頁幻燈片47第四十七頁，共70頁幻燈片48Q3Multiplier PS+/- 5 kv第四十八頁，共70頁幻燈片497、串聯(lián)質(zhì)譜儀、串聯(lián)質(zhì)譜儀第四十九頁，共70頁幻燈片50穿越式四極桿，MS/MS 是空間串聯(lián) 需要三個四極桿 ( 三級四極桿)離子阱， MS/MS是時間串聯(lián) 僅僅 195通過通過僅僅RF電壓電壓所有離所有離子通過子通過Ar碰撞碰撞解離解離掃描掃描100-195 子離子子離子Q1Q2Q3第五十頁，共70頁幻燈片51樣品導(dǎo)入樣品導(dǎo)入毛細(xì)管，取樣錐、四極預(yù)桿毛細(xì)管，取樣錐、四極預(yù)桿 傳輸離子，從大氣壓到高真空狀態(tài)噴霧室噴霧室 -

13、樣品霧化，離子化，去溶劑一級四極桿一級四極桿 過濾母離子 二級四極桿二級四極桿 Ar碰撞誘導(dǎo)解離母離子三級四極桿三級四極桿過濾子離子 檢測器檢測器 檢測離子，產(chǎn)生質(zhì)譜信號真空泵真空泵 雙階分子渦輪泵第五十一頁，共70頁幻燈片52第五十二頁，共70頁幻燈片53一級MS，ESI二級MS，ESI子離子掃描第五十三頁，共70頁幻燈片54來自基質(zhì)較強的背景干擾2,4-MCPAMECOPROP2,4-DDICHLORPROP2,4-MCPAMECOPROP2,4-DDICHLORPROPAnalysis in SIM modeAnalysis in MRM mode SQ: Low specificity

14、 and poor S/N TQ: High specificity & reliable quantitation TRACE QUANTITATION TOOL (LC/MS application note 15; 5ppb onion sample)第五十四頁，共70頁幻燈片55更多的結(jié)構(gòu)信息，適合未知化合物的結(jié)構(gòu)解析（LC/MS/MS）共流出物，相同分子量的化合物提高信噪比降低檢測限提高子離子的選擇性復(fù)雜基質(zhì)樣品分析，提高定量結(jié)果的準(zhǔn)確性Ion IntensityABm/zB A 第五十五頁，共70頁幻燈片568、掃描模式、掃描模式第五十六頁，共70頁幻燈片57MS Mode

15、Q1Q2Q3Full scan (Q1)Full scan (Q3)= scanned;= selected m/z;blank = complete transmission可獲得豐富的譜圖信息適合未知化合物的結(jié)構(gòu)鑒定第五十七頁，共70頁幻燈片58MS ModeQ1Q2Q3Selected ion monitoring (SIM) (Q1)Selected ion monitoring (SIM) (Q3)= scanned;= selected m/z;blank = complete transmission當(dāng)全掃描無法滿足靈敏度的要求時適合于基質(zhì)不是很復(fù)雜的樣品的定量分析第五十八頁，共

16、70頁幻燈片59MS ModeQ1Q2Q3Selected reaction monitoring (SRM)Selected reaction monitoring (SRM)= scanned;= selected m/z;= CID第五十九頁，共70頁幻燈片60MS ModeQ1Q2Q3Multiple reaction monitoring (MRM)Multiple reaction monitoring (MRM)= scanned;= selected m/z;= CIDSRM & MRM適合于較臟、基質(zhì)復(fù)雜的樣品，提高靈敏度適合于化合物結(jié)構(gòu)解析第六十頁，共70頁幻燈片6

17、1多組分同時分析共流出物的分析母離子-子離子關(guān)系明確， 定性能力強復(fù)雜樣品、臟樣品的分析同位素內(nèi)標(biāo)的使用可區(qū)分同分異構(gòu)體第六十一頁，共70頁幻燈片62第六十二頁，共70頁幻燈片63MS ModeQ1Q2Q3Precursor Scan MS/MS= scanned;= selected m/z;= CID適合于含有相同局部結(jié)構(gòu)的不同化合物的鑒定第六十三頁，共70頁幻燈片64MS ModeQ1Q2Q3Precursor Scan MS/MS= scanned;= selected m/z;= CID適合于化合物官能團(tuán)分析以及化合物的結(jié)構(gòu)解析第六十四頁，共70頁幻燈片65MS ModeQ1Q2Q3Precursor Scan MS/MS= scanned;= scanned with offset;= CID適合于含某一官能團(tuán)的化合物鑒定（如含-OH，-NH2）第六十五頁，共70頁幻燈片66所有掃描模式可通過時間編所有掃描模式可通過時間編程應(yīng)用在同一個運行方法中程應(yīng)用在同一個運行方法中 Full ScanSIMSRMMRMPrecursor ScanNeutral Loss第六十六頁，共70頁幻燈片679、質(zhì)譜評分標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)譜評分標(biāo)準(zhǔn)第六十七頁，共70頁幻燈片68歐盟2002/657/EC指令中規(guī)定在農(nóng)藥和獸藥殘留分析中以質(zhì)譜作為確認(rèn)方法，必須達(dá)到4點的要求，才能滿足