色谱-质谱联用技术应用.ppt

色谱-质谱联用在环境分析中的应用 分析测试中心 臧健 2015年3月 主要内容 1.1色谱基本知识 色谱过程 色谱法适用范围 GC：分子量低于1000，沸点低于350℃、热稳定 HPLC：只需配制成溶液 色谱定性、定量 1.2质谱基本知识 质谱法：分子受到能量裂解后，形成带电荷的离子，这些离子按照其质量m和电荷z的比值m/z（质荷比）大小依次排列成谱被记录下来，得到质谱（MS）。 质谱法是有机物鉴定（定性、定结构）四大工具中灵敏度最高，也是唯一可以直接确定分子式、相对分子质量的方法。 历史：20世纪初，Thomson发现其原理；60年代后迅速发展。 特点：应用范围广；灵敏度高，样品用量少；分析速度快；结构复杂，价格昂贵，对样品有破坏性。 质谱定性、定结构 横轴表示质荷比（m/z），纵轴表示峰的强度，它以图中最强的离子峰（基峰）的峰高作为100%，而以对它的百分比来表示其他离子峰的强度。 依据带电荷碎片的质荷比以及对应的相对丰度，可判断化合物种类，并进行结构推断。 2.1色谱仪 2.2质谱仪 按质量分析器分类： 磁质谱 四级杆质谱 离子肼质谱 飞行时间质谱等 质谱体系 3.色谱质谱联用技术应用 3.1色谱-质谱联用仪工作原理 1.构成 由色谱仪-接口-质谱仪组成：对于质谱而言，色谱是其进样系统；对于色谱而言，质谱是其检测器。 3.1色谱-质谱联用仪工作原理 2.工作过程 与色谱仪相同，只不过得到的色谱曲线为质谱信号随时间的变化曲线，其质谱信号为某一瞬间进入质谱检测器的所有选定离子或质量范围的离子数的总和。 （1）全扫描监测（ full scan ） 在色谱连续运行期间，对指定质量范围内的离子全部扫描并记录，得到是总离子流色谱图（TIC）。 （2）选择离子扫描（SIM） 指在质谱测定中，质量分析器调节为只传输一个或数个特征离子的状态，监测所选质荷比的离子流随时间的变化谱图的方法。 适合监测特定的一个或多个目标物，多用于定量分析。 优势：有效去除干扰，使目标物凸显出来，灵敏度大大提高。 （2）选择离子扫描（SIM） （3）选择反应监测（SRM） 是一种串联质谱技术，常在串联四级杆质谱仪（QqQ）定量分析时使用。 其过程为：选定母离子，进行碰撞诱导裂解，生成子离子，选定子离子进行扫描，记录离子流。 如果裂解反应不止一个或选择多个母离子及子离子，反应监测又称为多反应选择监测（MRM） 特点：选择性高，排除本底干扰，适合混合物痕量组分的快速分析。 3.2液相色谱-质谱联用 3.2液相色谱-质谱联用 3.2.1接口和离子化方式 接口的作用：将流动相及样品气化、分离除去大量的流动相分子、完成对样品分子的电离。 ESI和APCI是液-质联用仪中常用的电离源。既作为液相色谱和质谱仪之间的接口装置，同时又是质谱的电离源。 电喷雾电离源（ESI） 一种大气压电离源 主要用于HPLC-MS，既是接口又是质谱的电离源。 电喷雾电离源（ESI） 工作过程：在大气压条件下将样品溶液通过喷雾毛细管送入离子源内，在高压电场的作用下形成带电微滴。再用热干燥气吹扫使雾滴中的溶剂蒸发，雾滴体积逐步缩小，电荷密度骤增，发生库仑爆炸，最终成为去溶剂化的离子。在毛细管端盖反向电位及真空的吸引下进入毛细管到达质量分析器。 电喷雾电离源（ESI）特点： （1）ESI适用于易在流动相中形成离子或极性较高的化合物。 （2）ESI通常可以得到多电荷分子离子，大分子可以带10－100以上电荷，其质荷比大大降低，可用普通质量测定范围的质谱仪进行生物大分子分析。 （3）属于软电离方式，适合测定分子量大、稳定性差的化合物，如蛋白质、肽、糖等。 大气压化学电离源（APCI） 一种大气压电离源 主要用于HPLC-MS，既作为接口又是质谱的电离源。 工作过程：APCI喷嘴下方有一针状放电电极，其高压放电首先使空气中中性分子和溶剂电离，形成反应离子，反应离子再与试样分子发生离子-分子反应，使试样分子离子化，其余与ESI相同。 ESI与APCI离子化方式 ESI和APCI离子化方法都能够生成正离子或负离子。正离子和负离子方式下的质谱图完全不同，但可以相互补充。 在正离子检测方式下，本身离子型化合物，得到的是M+；其他中性分子，容易得到准分子离子（质子加合离子），如[M+Na]+、[M+Na+CH3OH]+等。在APCI源离子化过程中，可得到较强的[M+H]+。 负离子（如：[M-H]-）比正离子产生的少，但负离子扫描方式产生的噪音比正离子方式低，具有更好的专属性。 3.2.2离子肼质量分析器 组成：环电极+端电极（2） 特点：结构小巧、质量轻、灵敏度高，具有多级质谱功能。GC-MS、HPLC-MS均