LCMS基础1
LC-MS基本知识及应用[文字可编辑]
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离子源
1由.电于感该耦条合件等下离化子合体物离分子子化结（构ic已p）经被破坏，所以仅适用于元素分析。 2.电子轰击电离（ei）
能提供有机化合物最丰富的结构信息，有较好的重现性，其裂解规律的研究也最为完善。 缺点在于不适用于难挥发和热稳定性差的样品。 3.化学电离（ci） 适合于色谱和质谱联用,低气压化学电离源可以在较低的温度下分析难挥发的样品，并能 使用难挥发的反应试剂，但是只能用于傅里叶变换质谱仪。 4液.大质气联压用电仪离最源常（用ap的i）离子化方式。 常压见光的致大电气离压（电AP离PI源）有。三种：大气压电喷雾（ESI），大气压化学电离（APCI）和大气 由于大气压电离源是独立于高真空状态的质量分析器之外的，故不同大气压电离源之间 的切换非常方便。 5.基质辅助激光解吸离子化（maldi） 主蛋要白用质于，可多达肽1等00大00分0子da，质可量以的直大接分从子组分织析样，品仅采限集于数作据为。飞行时间分析器和FT-MS的离子源使用。特别适合
一 分子离子峰
分子离子就是有机分子受到电子轰击后失去一个电子而形成的带正电 荷的离子，以M+.表示， 纯样品的质谱中分子离子峰应具备下列条件： （1）在质谱图中必须是最高质量的离子； （2）必须是一个奇电子离子； （3）在高质量区，它能合理地丢失中性碎片(小分子或自由基）而产 生重要的碎片离子。 除了同位素离子峰和准分子离子，如质子化的分子离子（M+1)+、钠 化的分子离子（M+23)+和缔结的分子离子（M+R)+，分子离子必然出 现在质谱图中的最高质量处。
R4 CH H Z
CH
C
R3 CH
R1
R2
R4 CH
CH R3
ZH
LCMS操作说明
LC/MS的SOPStep 1：使用LC/MS前的准备工作1．查阅文献，获得目标分析物质或相近物质的液质条件。
2．检查线路是否连接完好。
检查流动相和洗针液是否充足，不足则根据要求添加。
3．有机流动相必须为HPLC级别，水相可使用纯水机出水或娃哈哈纯净水。
流动相中添加的酸或胺类物质必须为色谱纯，其中水相需每天更换以保持新鲜。
4．标样和样品在使用前必须用0.45μm的针头式滤器过滤。
5．在做LC/MS之前，需将样品放置在样品托盘上，并记录相应的位置。
且第一个或最后一个样品为空白采用不含盐或酸的流动相做样，用于清洗进样系统及管路。
Step 2：开机、关机方法Step 2.1：开机方法1．打开质谱电源，即打开质谱主电源开关（Main Power Switch）至On（/）位置；2．打开真空泵开关；真空泵开关开启约一小时后，打开电子开关（Electronics Switch）在Operational状态；3．打开计算机；4．双击桌面LCQ Tune图标，打开Tune Plus界面；5．查看Tune Plus界面右边质谱参数，确认Ion Gauge Pressure小于5×10-6 Torr；6．打开LC部分各模块电源。
Step 2.2：关机方法1．关闭电子开关（Electronics Switch）；2．5~6分钟后关闭质谱主电源开关(Main Power Switch)至Off (O) 位置；3．关闭LC部分各模块电源。
Step 3：LC /MS分析方法建立1．双击桌面Xcalibur图标，打开Xcalibur 工作站；2．在Xcalibur Roadmap 主页上, 点击Instrument Setup按钮, 建立LC/MS方法；3．设置LC部分参数；A.Accela pump的参数设置；1）点击Instrument Setup窗口中Accela pump图标；2）点击Gradient Program标签；3）设置流动相条件（时间、流动相比例、流速等）。
LCMS及GCMS原理学习教程
用ISISDRAW计算分子量如下
Cl Cl
N
Molecular Weight =162.02 Exact Mass =161 Molecular Formula =C6H5Cl2N Molecular Composition =C 44.48% H
3.11% Cl 43.76% N
5.562
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
min
DAD1 B, Sig=214,4 Ref=360,80 (08054103.D)
5.05 8
mAU
S
700
600
500 400
N
300 200
F
100
0
5.428
0
1
2
3
4
5
6
7
8
min
N H S O C H MSD1 TIC, MS File (08054103.D) API-ES, Neg, Scan, Frag: 80 23
8
min
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2.样品的分子量小,易挥发,ELSD出现无信
号
0.362
ADC1 A, ADC1 CHANNEL A (10224206.D) mAU 425
420
415
0
2
4
6
8
min
DAD1 B, Sig=214,4 Ref=360,80 (10224206.D)
mAU
4.25 4
5.937
◆. 检测器的说明 二极管阵列检测器(Diode-Array Detector,DAD) 分析整个波长范围(190nm- 800nm)有吸收的组分,提供
《LCMS基础》课件
操作过程中需要注意的安全细节和实验室规章制度，易犯的错误和解决方案。
2 常见问题解答和故障排除
常见问题的解答和故障排除对于实验的顺利进行很重要。
实验案例分享
LCMS的应用实例
实验结果和分析
通过以下样品研究案例来展示LCMS技术的实际 应用领域，涵盖医学、环境、农业和食品等方面。
质谱仪器参数设置
掌握质谱参数设置，可优化谱图分辨率，提高 质谱信号响应和信噪比。
结果解读和数据处理
1
质谱数据的分析和解释掌握质谱数据分析方法，对图的解释、分离结果的评估十分重要。
2
数据处理软件的使用和技巧
使用数据处理软件可以提高实验效率和分析结果的可靠性，需要掌握基本的软件 使用技巧。
实验操作和注意事项
《LCMS基础》PPT课件
这份PPT课件将为您介绍液质联用技术的基础知识，以及如何正确操作仪器、 解析结果和了解实验案例。
什么是LCMS？
定义
液质联用技术是将高效液相色谱和质谱联用的一种分析技术。它可以用于定性和定量分析， 检测样品中微量的化合物。
优势
LCMS技术能够提供更准确、更灵敏和更快速的实验结果，其应用领域广泛，涵盖从生物医 药到环境科学的各种研究领域。
介绍不同类型的分析结果，以及如何分析和解释 实验数据以提高实验结果的可靠性。
总结与展望
1
LCMS的发展趋势
总结当前LCMS技术的最新进展和未来发展趋势。
组成
LCMS系统通常包括前处理模块、液相色谱仪和质谱仪三个组成部分。在LCMS分析中，样 品被分离、纯化和检测。
LCMS操作
样品准备和进样
样品制备和加样过程对实验结果影响很大。需 要掌握常见样品制备方法和注意事项。
LCMS知识介绍
1、如何看质谱图(1)确定分子离子，即确定分子量：氮规那么：含偶数个氮原子的分子，其质量数是偶数，含奇数个氮原子的分子，其质量数是奇数。
与高质量碎片离子有合理的质量差，凡质量差在3~8 和 10~13， 21~25 之间均不能能，那么说明是碎片或杂质。
(2) 确定元素组成，即确定分子式或碎片化学式：高分辨质谱能够由分子量直接计算出化合物的元素组成从而推出分子式，低分辨质谱利用元素的同位素丰度。
M-1，M-15，M-18，M-20，M-31......意味着失H，CH3，H2O，HF，OCH3......(3)峰强度与结构的关系，丰度大反响离子结构牢固：在元素周期表中自上而下，从右至左，杂原子外层未成键的电子越易被电离，容纳正电荷能力越强，含支链的地方易断。
2、离子源EI(Electron Impact Ionization):电子轰击电离—硬电离。
CI(Chemical Ionization):化学电离—核心是质子转移。
FD(Field Desorption):场解吸—目前根本被FAB取代。
FAB(Fast Atom Bombardment):快原子轰击—也许铯离子(LSIMS, 液体二次离子质谱 ) 。
ESI(Electrospray Ionization):电喷雾电离是最软的电离方式，采用离子蒸发，平时小分子获得 [M+H]+]+,[M+Na]+或 [M-H]- 单电荷离子；化合物无需拥有挥发性，离子在溶液中已生成；样品流速／ min；适合极性分子的解析，能解析小分子及大分子( 如蛋白质分子多肽等 ) ，生物大分子产生多电荷离子，平时只产生分子离子峰，因此可直接测定混杂物，并可测定热不牢固的极性化合物；经过调治离子源电压控制离子的碎裂〔源内CID〕测定化合物结构。
APCI(Atmospheric Pressure Chemical Ionization):大气压化学电离也是软电离技术，高压放电发生了质子转移而生成[M＋ H]+或 [M-H]- 离子；化合物要拥有挥发性且热牢固，离子在气态条件中生成；样品流速／ min；只产生单电荷峰，适合测定质量数小于2000Da的弱极性的小分子化合物；适应高流量的梯度洗脱/ 上下水溶液变化的流动相；经过调治离子源电压控制离子的碎裂。
液相质谱（LCMS）离子源
液相质谱（LCMS）离子源1.大气压离子源（API）（包括大气压电喷雾电离ESI、大气压化学电离APCI、大气压光电离APPI）在ESI中，离子的形成是被测分子在带电液滴的不断收缩过程中喷射出来的，即离子化是在液态下完成的。
经液相色谱分离的样品溶液流入离子源。
在N2流下汽化后进入强电场区域，强电场形成的库仑力使小液滴样品离子化，借助于逆流加热N2分子离子颗粒表面液体进一步蒸发，使分子离子相互排斥形成微小分子离子颗粒如图所示。
这些离子可能是单电荷或多电荷，这取决于所得的带有正、负电荷的分子中酸性或碱性基团的体积和数量。
多电荷离子峰的形成使质量范围为3000u的四极杆滤过器质谱仪也能检测到生物大分子的准确分子量。
APCI技术与传统的化学电离接口不同，它并不采用诸如甲烷一类的反应气体，而是借助电晕放电启动一系列气相反应以完成离子化过程，就其原理，它也可被称为放电电离或等离子电离。
从液相色谱流出的样品溶液进入一具有雾化气套管的毛细管，被氮气流雾化，通过加热管时被气化。
在加热管端进行电晕尖端放电，溶剂分子被电离，充当反应气，与样品气态分子碰撞，经过复杂的反应过程，样品分子生成准分子离子。
APPI是一种被分析物在气相中吸收由真空-紫外发出的电子（10eV或10.6eV）后放出电子而离子化的过程，APPI使用较少。
APPI是直接将待测物电离，比较适合非极性或弱极性化合物的分析。
ESI的优点：可生成高度带电的离子而不发生碎裂，这样可将质荷比降低到各种不同类型的质量分析仪都能检测的程度。
通过检测带电状态，可计算离子的真实分子量。
同时，解析分子离子的同位素峰也可确定带电数和分子量，因同位素峰间的质荷比差与带电数相对应。
最大优势是可方便地与分离技术联用。
ESI的缺点：ESI的主要缺点是它只能接受非常小的液体流量（1-10μl/min），这一缺点已被1987年研制出来的离子喷雾接口（ISP）所克服（离子喷雾接口是一种借助气动的电喷雾接口，它可适应较高的流速）。
LCMS(ESI)的基本原理及应用
D r y i n g g a s : 3 5 0 癈 , 1 2 l / m i n
2 . 9 6 4 507.1 485.1
4 0 0 6 0 0 8 0 0
150.12.
1 0 0 0
液滴产生噪音更大的谱图
适合电喷雾的样品
含杂原子的样品 通过引入可接受一个电荷的化合物 在溶液中是多电荷的样品 在溶液中是离子的化合物 适用于热喷雾的样品
质谱常用术语
1、分子离子(molecular ion) 自由基（radical）离子M•+。很活泼，易碎裂而产生广义的碎片离子 2、准分子离子(quasi-moleculanr ion) 由软电离技术产生的质子或其他阳离子加合离子以及去质子化或其他阴 离子加合离子。 3、碎片离子(fragment ion) 电离后具有过剩内能的分子离子能以多种方式裂解生成碎片离子。 4、多电荷离子(multiply-charged ion) 5、同位素离子(isotopic ion)
ESI的电离模式的选择原则
ESI(+)： - 适应于碱性样品，含有仲氨或叔氨基时可优先考虑 - 适合酸性系统： 容易加合质子
ESI(-)： - 适应于酸性样品，含氯、含溴和多个羟基时可尝试使用 - 在 碱性系统 中：易失去质子 对于本身 离子流较弱的样品建议 - 在酸性系统中做ESI(+)
ESI正、负离子模式常见离子:
正离子模式：
［M+H］+
［M+ Na］+ ［M+K］+ ［M+NH4］+ ［2 M+H］+
［M+1］+
［M+23］+ ［M+39］+ ［2M+18］+ ［2M+1］+
lcms质谱仪概念
LC/MS质谱仪概念LC/MS质谱仪是一种结合了液相色谱（LC）和质谱（MS）技术的仪器，主要用于复杂混合物中化合物的分离、鉴定和定量分析。
LC/MS 质谱仪在科学研究和工业应用中具有广泛的应用，如药物研发、环境监测、食品安全等领域。
1. 液相色谱(LC)部分液相色谱是一种基于色谱技术的分离方法，通过流动相和固定相之间的相互作用，实现对不同化合物的分离。
在LC/MS质谱仪中，液相色谱主要用于将混合物中的化合物进行分离，以便后续的质谱分析。
液相色谱部分主要包括输液泵、色谱柱、进样器和柱温箱等部分。
2. 质谱(MS)部分质谱是一种通过离子化样品并测量其质量的技术，可以实现对化合物的鉴定和定量分析。
在LC/MS质谱仪中，质谱部分负责对经液相色谱分离后的化合物进行鉴定和定量分析。
质谱部分主要包括离子源、质量分析器和检测器等部分。
3. 数据系统数据系统是LC/MS质谱仪的重要组成部分，负责采集和处理质谱数据。
数据系统可以记录每个化合物的质量、强度和保留时间等信息，并通过数据库或数据处理软件进行处理，生成化合物的质谱图和鉴定结果。
4. 真空系统真空系统是LC/MS质谱仪中必不可少的部分，负责维持系统的真空状态。
在质谱分析过程中，离子化样品后需要进行加速和聚焦，而这些过程需要在高真空条件下进行。
真空系统通常包括机械泵和涡轮泵等设备，以保证系统的真空度要求。
5. 接口技术接口技术是连接液相色谱和质谱的关键部分，负责将液相色谱分离后的化合物转移到质谱中进行鉴定和定量分析。
接口技术的好坏直接影响到LC/MS质谱仪的整体性能和使用效果。
目前常用的接口技术包括喷针接口、电喷雾接口和大气压电离接口等。
总之，LC/MS质谱仪是一种功能强大的分析仪器，它结合了液相色谱和质谱两种技术，能够实现对复杂混合物中化合物的分离、鉴定和定量分析。
通过LC/MS质谱仪的应用，我们可以更好地了解和研究化合物的性质和行为，为科学研究和工业应用提供有力的支持。
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（1）电喷雾电离（EPI）
▪ 流出液在高电场下形成带电喷雾，在电场力作用下穿过气帘； ▪ 气帘的作用：雾化；蒸发溶剂；阻止中性溶剂分子 ▪ 特点 ： 通常小分子得到[M+H]+ 、[M+Na]+ 或[M-H]-单电荷离子测定混合
物；最软的电离技术，通常只产生分子离子峰； 生物大分子产生多电荷离 子，其易形成多电荷离子的特性可分析蛋白质和DNA等生物大分子； 通过 调节离子源电压控制离子的碎裂（源内CID） 测定化合物结构。
流动相不能含非挥发性盐类（如磷酸缓冲盐和离子对试剂） 流动相低浓度电解液和高比例有机相易获高离子化效率
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接口和离子化方式
▪ 接口的作用 将流动相及其样品气化 分离出去大量的流动相分子 完成样品分子的电离 接口和离子化方式 接口的类型 传送带接口（MB） 粒子束接口（PB） 直接导入接口（DLI） 连续流动快 原子轰击（CFFAB） 热喷雾接口（TSP） 大气压离子化接口（API） ） ▪ 大气压离子化接口（API） （1）电喷雾电离（ ESI） （2）大气压化学离 子化（ APCI） ）
一般LC-MS 检测器的大气压离子化四
极杆MS 的构成（图2）。在大气压离 大气压离子化
子化部分包括电喷雾离子源（ESI）、
大气压化学离子（APCI）等，起到与
HPLC 接口和离子源的作用。这里产生
的离子，脱溶剂后通过八极杆等聚焦，
导入四极杆。在四极杆上加直流与高频
交流电压，只让具有目标m/z 的离子通
LC-MS
分离能力优越的LC 与定 性能力优越的MS 相结 合的装置，采用扫描测 定所得的质谱,提供来自 LC 洗脱成分中的分子量 与结构信息，根据其他 LC 检测器所得的保留时 间对定性补充（图1）。 另外，在SIM（选择离 子监测）中利用质量数 的高选择性有效的进行 检测,即使LC 分离不充 分，也可进行避开杂质 影响进行定量分析。兼 备分析对象和选择性好
▪ 液质联用(LC-MS)主要可解决如下几方面的问题： 不挥发性化合物分 析测定；
极性化合物的分析测定；
热不稳定化合物的分析测定；
大分子量化合物（包括蛋白、多肽、多聚物等）的分析测定；
没有商品化 的谱库可对比查询，只能自己建库或自己解析谱图。 ▪现在，液相色谱质谱联用仪（LC-MS）已在制药、环境、食品、工业 材料等领域广泛使用。
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MS 将试样成分使用不同方 法进行离子化，根据所 得离子在真空中的质荷 比进行分离，是测定各 离子强度的高灵敏度检 测方法。所得的质谱由 于可表示某质荷比的离 子存在的程度，非常有 助于定性分析。质量数 在分子中是特有的信息， 而MS 可以直接取得这些 信息。但是，这是在单一 成分测定时的情况，而在 多数成分同时进样时极难 进行质谱的解析。
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大气压化学离子化（APCI）
▪ 样品液从由具有雾化气套管的毛细管端流出，经氮气流雾化， 通过加热管被气化 后经电晕尖端放电，溶剂分子被电离形成 溶剂离子，然后雾化气和这些溶剂分子与气态样品分子反应， 得到样品分子的准分子离子
▪ 特点 通常用于分析有一定挥发性的中等极性和弱极性 小分子 化合物分析； 相较EPI对溶剂、流速和添加物的依赖性小； 适 应高流量的梯度洗脱或高低水溶液变化的流动相； 通过调节 离子源电压控制离子的碎裂（源内CID）测定化合物结构。
┗TOF+TOF
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质量分析器
▪ .四极杆质量分离器
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质量分析器
的特点。
液质联用与气质联用的区别
▪ 气质联用仪(GC-MS)是最早商品化的联用仪器，它的优点受到广泛承认。 在物质分离、定性这方面GC-MS 是有效的手段，但是，可分析的试样只限 分析小分子、易 挥发、热稳定高、能气化的化合物；用电子轰击方式（EI） 得到的谱图， 可与标准谱库对比。 也就是说LC-MS 具有分析试样的适用 范围广的优点。
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LC-MS 的特长
LC 试样中的各成分根据固 定相（柱填料）对流动 相中组份保留能力的不 同，进行分离，根据成 分的性质采用UV、荧 光、电导等检测器。这 些检测器对物质的定性 主要根据保留时间，定 量根据峰强度和面积。 色谱仪在分离能力上优 越，但是，对多成分同 时分析有些成分几乎同 时从柱中洗脱的情况， 难于做到准确的定性、 定量。
过。将到达检测器的离子流转化成信号，
在PC 上读取。
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PC部
检测器
进行MS/MS的仪器从原理上分为两类
第一类仪器利用质谱在空间中的顺序，是由两台质谱仪串联组装而成。 即前面列出的串列式多级质谱仪。
第二类利用了一个质谱仪时间顺序上的离子储存能力，由具有储存离子 的分析器组成，如离子回旋共振仪（ICR）和离子阱质谱仪。但不能进 行母离子扫描或中性丢失。
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质量分析器
▪ 双聚焦扇形磁场-电场串联仪器(sector). 四极质谱仪(Q). 离子阱 质谱仪（TRAP） 飞行时间质谱仪(TOF). (TOF) 傅里叶变换离子回旋共振质谱仪(FT-ICRMS).
▪
┏四极+TOF（Q-TOF）
▪ 串列式多级质谱仪┫三重四极（QqQ）
(MS/MS)
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LC-MS 的装置构成
▪ 质谱仪是由导入试样的HPLC 单元、
LC与MS 的接口部分、试样离子化效导
入生成离子的静电透镜部、将离子按质
荷ห้องสมุดไป่ตู้m/z 分离的质谱分析部和检测被分
离的离子的检测部构成。 根据离子化
HPLC部
的不同有各种不同种类，这里展示采用
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仪器和工作原理简介
▪ LC系统 接口和离子化方式 质量分析器 ▪ 仪器的基本功能 离子极化方式 碰撞诱导裂解（CID） 扫描类型和扫描方
式 ▪ LC-MS仪器组成框架图 ▪ 真空系统 样品 液相色谱仪 接口 质量分析器 数据处理
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LC系统
▪ 与传统的LC系统组成相同检测器 UV MS 色谱泵能在低流速下，提供流量 准确、稳定的流动相