液相色谱质谱联用技术简介整理.ppt
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液相色谱-质谱联用技术简介
中国科学院烟台海岸带研究所分析测试中心刘莺主要内容液相色谱-质谱联用技术简介 我们的仪器测试准备阶段的注意事项结果的解读第一章液相色谱-质谱联用技术简介 质谱基本原理质谱分析法是通过对被测样品离子质荷比的测定来进行分析的一种分析方法。
电离装置把样品电离为离子质量分析器把不同质荷比的离子分开检测器检测色谱-质谱联用技术体现了色谱和质谱优势的互补，它将色谱对复杂样品的高分离能力与质谱的高选择性、高灵敏度及能够提供相对分子质量与结构信息的优点结合起来，实现对复杂混合物更准确的定量和定性分析。
气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)液相色谱-质谱联用技术(LC-MS)以液相色谱作为分离系统，质谱为检测系统。
样品在质谱部分和流动相分离，被离子化后，经质谱的质量分析器将离子碎片按质量数分开，经检测器得到质谱图。
液相色谱-质谱联用仪LC-MS, LC-ITMS, LC-TOF, LC-QqQ, LC-Q-TOF,LC-IT-TOF, LC-Q-IT等适用于不挥发性化合物、极性化合物、热不稳定化合物、大分子量化合物（包括蛋白、多肽、多聚物等）的分析测定液相色谱-质谱联用仪LC离子源离子传输系统质量分析器检测器数据系统真空系统大气与质谱联用的液相色谱液相色谱柱●规格：50×2.1mm、100×2.1mm、150×2.1mm、150×4.6mm，250×4.6mm●填料粒径：亚二微米（1.7-1.9μm）、2.5 μm 、3μm、3.5μm、5μm●填料类型：C18、C8、-NH2、-CN等与质谱联用的液相色谱流动相◆溶剂◆推荐使用水、甲醇、乙腈、异丙醇◆不能使用四氢呋喃、二氯甲烷、正己烷、氯仿◆酸◆不能使用无机酸(可能会导致腐蚀)◆推荐使用醋酸和甲酸◆三氟乙酸（TFA）会产生离子抑制作用与质谱联用的液相色谱流动相◆碱◆不要使用碱金属碱(可能会导致腐蚀)◆推荐使用氨水◆三乙胺/三甲胺（TEA/TMA）有助于形成负离子◆表面活性剂不能使用◆清洁剂和其他表面活性剂会产生离子抑制◆缓冲盐◆避免使用非挥发性盐，特别是碱金属磷酸盐、硼酸盐、柠檬酸盐等。
高相液相色谱质谱联用技术及实例.ppt
11
三、HPLC-MS联用的应用
◇在双酚A,壬基酚及表面活性剂分析中的应用 ◇在食品中兽药残留和毒素分析中的应用 ◇在食品及饮用水中农药残留检测中的应用 ◇天然产物分析或中草药的品质控制 ◇化妆品中违禁激素的测定 ◇保健食品中违禁药物的检测
12
13
7
化合物3: 色谱峰 3 在 26.8 min 时的 1 级质谱给出准分子离 子峰 m/z 433.2 ［M - H]-; 2 级质谱给出的主要碎片离子峰 m/z 301.0 可能是分子离子峰失去1 个阿拉伯糖基的槲皮素 苷元碎片的离子峰［( M - H) -132]－，符合广寄生苷的裂解 规律，并结合文献推断为槲皮素 －3 －O －阿拉糖苷，即 广寄生苷( 萹蓄苷)。
质谱负离子模式的总离子流图与 356 nm 波长下紫外色谱图基本吻合， 但总离子流图的基线噪声较大。
5
化合物1: 色谱峰 1 在 22.3 min 时的1 级质谱给出准分子离 子峰 m/z 463.2 ［M-H ]－; 2 级质谱给出的主要碎片离子峰 m/z 301.1， 可能是分子离子峰失去1 个半乳糖的槲皮素苷 元碎片的离子峰［( M-H) -162 ]－，且符合金丝桃苷的裂解 规律，并结合文献推断为槲皮素 -3 -O -半乳糖苷，即金丝 桃苷，且与对照品数据一致。
一、概述
色谱：化合物分离 质谱：纯物质结构分析
43
29 15
57
71 85 99 113 142
m/z
1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
三、高效液相色谱-质谱联用 (HPLC-MS)
自1957年首次出现GC-MS联用以来， GC-MS 得到了迅速发展和广泛的应用，然而实际分析中 ，只有20%左右的样品可以通过GC-MS进行分析 ，绝大多数化合物由于具有极性大、低挥发度、 高分子量或不稳定性等特点，不能够采用这一方 法进行分析，但是可以通过HPLC-MS来完成。
三、HPLC-MS联用的应用
◇在双酚A,壬基酚及表面活性剂分析中的应用 ◇在食品中兽药残留和毒素分析中的应用 ◇在食品及饮用水中农药残留检测中的应用 ◇天然产物分析或中草药的品质控制 ◇化妆品中违禁激素的测定 ◇保健食品中违禁药物的检测
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化合物3: 色谱峰 3 在 26.8 min 时的 1 级质谱给出准分子离 子峰 m/z 433.2 ［M - H]-; 2 级质谱给出的主要碎片离子峰 m/z 301.0 可能是分子离子峰失去1 个阿拉伯糖基的槲皮素 苷元碎片的离子峰［( M - H) -132]－，符合广寄生苷的裂解 规律，并结合文献推断为槲皮素 －3 －O －阿拉糖苷，即 广寄生苷( 萹蓄苷)。
质谱负离子模式的总离子流图与 356 nm 波长下紫外色谱图基本吻合， 但总离子流图的基线噪声较大。
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化合物1: 色谱峰 1 在 22.3 min 时的1 级质谱给出准分子离 子峰 m/z 463.2 ［M-H ]－; 2 级质谱给出的主要碎片离子峰 m/z 301.1， 可能是分子离子峰失去1 个半乳糖的槲皮素苷 元碎片的离子峰［( M-H) -162 ]－，且符合金丝桃苷的裂解 规律，并结合文献推断为槲皮素 -3 -O -半乳糖苷，即金丝 桃苷，且与对照品数据一致。
一、概述
色谱：化合物分离 质谱：纯物质结构分析
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29 15
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71 85 99 113 142
m/z
1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
三、高效液相色谱-质谱联用 (HPLC-MS)
自1957年首次出现GC-MS联用以来， GC-MS 得到了迅速发展和广泛的应用，然而实际分析中 ，只有20%左右的样品可以通过GC-MS进行分析 ，绝大多数化合物由于具有极性大、低挥发度、 高分子量或不稳定性等特点，不能够采用这一方 法进行分析，但是可以通过HPLC-MS来完成。
液相色谱-质谱(LC-MS)联用的原理及应用课件
喷雾的离子化技术, 可产生带很多电荷 的离子,最后经计
+TOF MS: 1.84 min (57 scans) from go 10
1. 26e 1
Int act Ant ibody Spect r um
算机自动换算成单
5
质/荷比离子。
2500
3000
3500
4000
m/z, amu
BioSpec Reconstruct for +TOF MS: 1.84 min (57 scans) from go, smoothed
总离子流图:
• 在选定的质量范围内，所有离子强度的 总和对时间或扫描次数所作的图,也称TIC
图.
学习交流PPT
10
质量色谱图
• 指定某一质量(或质荷比)的离子其强度对时间所 作的图.
• 利用质量色谱图来确定特征离子，在复杂混合物 分析及痕量分析时是LC/MS测定中最有用的方式。 当样品浓度很低时LC/MS的TIC上往往看不到峰， 此时，根据得到的分子量信息，输入M+1或 M+23等数值，观察提取离子的质量色谱图，检 验直接进样得到的信息是否在LC/MS上都能反映 出来，确定LC条件是否合适，以后进行MRM等 其他扫描方式的测定时可作为参考。
学习交流PPT
3
Ionic
IonSpray
APCI
Analyte Polarity
GC/MS
Neutral
101
102
103
104
105
Molecular Weight
学习交流PPT
4
现代有机和生物质谱进展
• 在20世纪80及90年代，质谱法经历了两次飞跃。 在此之前，质谱法通常只能测定分子量500Da以下 的小分子化合物。20世纪70年代，出现了场解吸 （FD）离子化技术，能够测定分子量高达 1500~2000Da的非挥发性化合物，但重复性差。20 世纪80年代初发明了快原子质谱法（FAB-MS）， 能够分析分子量达数千的多肽。
色谱联用技术PPT课件
控制。
生物医学研究
用于研究生物体内的代 谢过程、疾病诊断和药
物研发。
02
色谱联用技术的原理
色谱分离原理
分离原理
色谱分离技术基于不同物质在固定相和流动相之间的分配 平衡，利用不同物质在两相之间的吸附、溶解等性质差异 实现分离。
分离过程
在色谱柱中，流动相携带待分离物质通过固定相，由于不 同物质与固定相的相互作用不同，导致在固定相中的滞留 时间不同，从而实现分离。
液相色谱-质谱联用（LC-MS）：适用于复杂有机物和 生物样品的分离和检测。
液相色谱-核磁共振联用（LC-NMR）：适用于复杂有 机物和生物大分子的结构分析。
色谱联用技术的应用领域
环境监测
用于检测空气、水体和 土壤中的有害物质。
食品检测
用于检测食品中的农药 残留、添加剂和有害物
质。
药物分析
用于研究药物代谢、药 物成分分析和药物质量
对样品要求高
色谱联用技术对样品的纯度和浓度要求较高， 否则会影响分离效果和检测结果。
改进方向
降低仪器成本
通过改进技术和工艺，降低色谱联用技术的 仪器成本，使其更具有实际应用价值。
缩短样品处理时间
通过改进分离技术和方法，缩短样品处理时 间，提高分离效率。
简化操作过程
优化色谱联用技术的操作流程，降低操作难 度，提高工作效率。
智能化与自动化
借助人工智能和机器人技术，实现 色谱联用技术的自动化进样、数据 处理和结果解读，提高分析效率。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
常用色谱柱
硅胶、氧化铝、活性炭等。
质谱原理
01
02
03
离子化过程
质谱技术通过高能电子束 或激光束将样品分子离子 化，使样品分子失去电子 成为带正电荷的离子。
生物医学研究
用于研究生物体内的代 谢过程、疾病诊断和药
物研发。
02
色谱联用技术的原理
色谱分离原理
分离原理
色谱分离技术基于不同物质在固定相和流动相之间的分配 平衡，利用不同物质在两相之间的吸附、溶解等性质差异 实现分离。
分离过程
在色谱柱中，流动相携带待分离物质通过固定相，由于不 同物质与固定相的相互作用不同，导致在固定相中的滞留 时间不同，从而实现分离。
液相色谱-质谱联用（LC-MS）：适用于复杂有机物和 生物样品的分离和检测。
液相色谱-核磁共振联用（LC-NMR）：适用于复杂有 机物和生物大分子的结构分析。
色谱联用技术的应用领域
环境监测
用于检测空气、水体和 土壤中的有害物质。
食品检测
用于检测食品中的农药 残留、添加剂和有害物
质。
药物分析
用于研究药物代谢、药 物成分分析和药物质量
对样品要求高
色谱联用技术对样品的纯度和浓度要求较高， 否则会影响分离效果和检测结果。
改进方向
降低仪器成本
通过改进技术和工艺，降低色谱联用技术的 仪器成本，使其更具有实际应用价值。
缩短样品处理时间
通过改进分离技术和方法，缩短样品处理时 间，提高分离效率。
简化操作过程
优化色谱联用技术的操作流程，降低操作难 度，提高工作效率。
智能化与自动化
借助人工智能和机器人技术，实现 色谱联用技术的自动化进样、数据 处理和结果解读，提高分析效率。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
常用色谱柱
硅胶、氧化铝、活性炭等。
质谱原理
01
02
03
离子化过程
质谱技术通过高能电子束 或激光束将样品分子离子 化，使样品分子失去电子 成为带正电荷的离子。
waters液相色谱质谱联用的原理应用课件ppt
影响分子量测定的因素
1）pH的影响：正离子方式 pH要低些，负离子方式pH要高些，
除对离子化有影响外，还影响LC的峰形。 2）气流和温度：当水含量高及流量大时要相应增加。 3）溶剂和缓冲液流量：流速适当高可以提高出峰的灵敏度。 4）溶剂和缓冲液的类型：通常正离子用甲醇好，负离子乙腈 好些 5）选择合适的液相色谱类型：正相、反相、选择合适的色谱 柱 6）合适的电压：DP电压高时，样品在源内分解或碎裂；高 DP 电压时回使多电荷离子比例低，多聚体也减少 7）样品结构和性质 8）杂质的影响：溶剂的纯度、水的纯净程度等。当成分复杂， 杂质太多时，竞争使被测物离子化不好，同时使LC分离不好 9）样品浓度不够，有时需要浓缩
m/z149, 管路中邻苯二甲酸酯的酸酐, C8H4O3H+,149.0233 m/z 288, 2mm 离心管的产生的特征离子
m/z 279, 管路中邻苯二甲酸二丁酯 C16H22O4H+, 279.1591
m/z 316, 2mm 离心管的产生的特征离子 m/z 384, 瓶的光稳定剂产生的离子
d) 样品浓度不够
e）pH值不合适 f）样品在源内分解或碎裂
目标化合物分析
（1）选择离子监测（SIM）
SIM 用于检测已知或目标化合物，比全扫 描方式能得到更高的灵敏度。这种数据采集的 方式一般用在定量目标化合物之前，而且往往 需要已知化合物的性质。 若几种目标化合物用同样的数据采集方式 监测，那么可以同时测定几种离子.
m/z391, 管路中邻苯二甲酸二辛酯, C24H38O4H+, 391.2843
m/z413, 邻苯二甲酸二辛酯+钠, C24H38O4Na+, 413.2668 m/z 538, 乙酸+氧 +铁（喷雾管）, Fe3O(O2CCH3)6,
液相色谱质谱联用PPT课件
4、有机溶剂
基本匹配
5、色谱柱
离子交换柱（高离子强度）、蔬水相互作用色谱（盐浓度梯度） 17
6、 柱后修饰 作用： 调节pH值以优化正负离子检测；
添加异丙醇以利于含水溶剂的去溶剂化、稀释缓冲盐； 添加醋酸钠（50mol/L)使缺乏或只有弱质子化位点的样品阳离子化(Ｍ＋Ｎa+) 填充毛细管柱色谱或毛细管电泳，需在柱后添加适当溶剂（补足液流）以达到稳定的喷
6
ESI 实验条件优化 １、待测物质在溶液中的状态（溶液化学）
待测物质在供试品溶液中以离子状态存在，可提高生成气相离子的效率，提高检测灵敏度。
B + RCOOH
BH++RCOO-
HA + NH3
A- +NH4+
2、 溶剂的表面张力
纯水，因表面张力高，所需起始电位Uon高，易产生放电现象； 常用水－甲醇（50:50)溶剂，同时黏度也下降，有利于雾化．
物(包括蛋白、多肽、多糖、多聚物等)，分析范围广。 LC/MS 联用的主要困难
2
LC-MS 接口 (Interface)类型
ESI (electrospray ionization) API (atmosphere pressure ionization)
APCI(atmospheric chemical ionization)
中等流速：
气动辅助 （离子喷雾）
50-100 m
1 ~200L/min
微柱液相色谱与MS在线联用； 适合于既要高灵敏度又需要较大柱容量的工作：如药物代谢定性定量分析（1~２.1mm)
15
高流速：
气动辅助＋热辅助
500℃ 200 ~ 2m不超过 50℃，所以有机化合物不会热降解．
基本匹配
5、色谱柱
离子交换柱（高离子强度）、蔬水相互作用色谱（盐浓度梯度） 17
6、 柱后修饰 作用： 调节pH值以优化正负离子检测；
添加异丙醇以利于含水溶剂的去溶剂化、稀释缓冲盐； 添加醋酸钠（50mol/L)使缺乏或只有弱质子化位点的样品阳离子化(Ｍ＋Ｎa+) 填充毛细管柱色谱或毛细管电泳，需在柱后添加适当溶剂（补足液流）以达到稳定的喷
6
ESI 实验条件优化 １、待测物质在溶液中的状态（溶液化学）
待测物质在供试品溶液中以离子状态存在，可提高生成气相离子的效率，提高检测灵敏度。
B + RCOOH
BH++RCOO-
HA + NH3
A- +NH4+
2、 溶剂的表面张力
纯水，因表面张力高，所需起始电位Uon高，易产生放电现象； 常用水－甲醇（50:50)溶剂，同时黏度也下降，有利于雾化．
物(包括蛋白、多肽、多糖、多聚物等)，分析范围广。 LC/MS 联用的主要困难
2
LC-MS 接口 (Interface)类型
ESI (electrospray ionization) API (atmosphere pressure ionization)
APCI(atmospheric chemical ionization)
中等流速：
气动辅助 （离子喷雾）
50-100 m
1 ~200L/min
微柱液相色谱与MS在线联用； 适合于既要高灵敏度又需要较大柱容量的工作：如药物代谢定性定量分析（1~２.1mm)
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高流速：
气动辅助＋热辅助
500℃ 200 ~ 2m不超过 50℃，所以有机化合物不会热降解．
《液质联用技术》课件
液相色谱仪和质谱仪的价格昂贵。
2 对样品有要求
样品需要经过处理才能适用于液质联用技术。
3 数据分析难度大
分析液质联用的数据需要专业知识和经验。
《液质联用技术》PPT课 件
液质联用技术是将液相色谱与质谱相结合的高级技术，利用这种技术可以确 定样品中分子的种类、数量和结构信息。
液质联高化合物的分析能力和准确 性。
分子信息
通过结合液相色谱和质谱， 可以得到有关分子的种类、 数量和结构信息。
应用广泛
在生物化学、药物研发、食 品安全和环境监测等领域有 广泛应用。
液质联用技术原理
1 液相色谱分离
利用不同成分在液相中的分配行为进行分离。
2 质谱获取结构信息
通过对每个成分进行质谱分析，获取结构信息和质量信息。
仪器和连接器
液相色谱仪
用于将样品分离成各种成分。
质谱仪
连接器
用于从每个成分中获取结构信息。
将液相色谱仪和质谱仪连接起来， 实现液质联用。
液质联用技术操作步骤
1
液相色谱分离
2
将样品中的各种成分分离开来。
3
数据分析
4
对得到的数据进行分析，获取有关样品 的信息。
样品制备
准备样品，使其适合液相色谱和质谱的 分析。
质谱检测
对每个成分进行质谱检测，获取结构信 息。
液质联用技术应用
生物化学
用于鉴定生物体内的化学成分和代谢产物。
食品安全
检测食品中的有害物质和添加剂。
药物研发
帮助分析药物的代谢途径和药效。
环境监测
用于检测环境中的污染物。
液质联用技术优点
1 分离效率高
2 灵敏度高
能够有效地将样品中的不同成分分离开来。
2 对样品有要求
样品需要经过处理才能适用于液质联用技术。
3 数据分析难度大
分析液质联用的数据需要专业知识和经验。
《液质联用技术》PPT课 件
液质联用技术是将液相色谱与质谱相结合的高级技术，利用这种技术可以确 定样品中分子的种类、数量和结构信息。
液质联高化合物的分析能力和准确 性。
分子信息
通过结合液相色谱和质谱， 可以得到有关分子的种类、 数量和结构信息。
应用广泛
在生物化学、药物研发、食 品安全和环境监测等领域有 广泛应用。
液质联用技术原理
1 液相色谱分离
利用不同成分在液相中的分配行为进行分离。
2 质谱获取结构信息
通过对每个成分进行质谱分析，获取结构信息和质量信息。
仪器和连接器
液相色谱仪
用于将样品分离成各种成分。
质谱仪
连接器
用于从每个成分中获取结构信息。
将液相色谱仪和质谱仪连接起来， 实现液质联用。
液质联用技术操作步骤
1
液相色谱分离
2
将样品中的各种成分分离开来。
3
数据分析
4
对得到的数据进行分析，获取有关样品 的信息。
样品制备
准备样品，使其适合液相色谱和质谱的 分析。
质谱检测
对每个成分进行质谱检测，获取结构信 息。
液质联用技术应用
生物化学
用于鉴定生物体内的化学成分和代谢产物。
食品安全
检测食品中的有害物质和添加剂。
药物研发
帮助分析药物的代谢途径和药效。
环境监测
用于检测环境中的污染物。
液质联用技术优点
1 分离效率高
2 灵敏度高
能够有效地将样品中的不同成分分离开来。
液相色谱-质谱联用仪的原理及应用PPT演示课件
来源于自然界中 同位素
m/z
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质谱中的离子
分子离子： 它
样品分子失去一个电子而形成的单电荷离子， 代表样品的分子量。
准分子离子： 确
指与分子存在简单关系的离子，通过它也可以 定分子量。液质中最常见的准分子离子峰是 [M+H]+，[M-H] – ，[M+Na]+等。
碎片离子：
分子离子或准分子离子裂解生成碎片离子，碎 片离子还可能进一步裂解成质量更小的碎片离 子，碎片离子是解析质谱图，推断分子结构的 重要信息。
13
大气压化学电离源 APCI
APCI源原理：喷嘴下游放置一个针状放电电极，进行高压放电， 使空气中某些中性分子电离，产生H3O+，N2+，O2+ 和O+ 等离子， 溶剂分子也会被电离，这些离子与样品分子进行离子-分子反应， 使样品分子离子化。
特点： 属于“软”电离方式，适 于分析质量数小于2000u的 弱极性小分子化合物。 只产生单电荷离子，主要 是准分子离子，很少有碎片 离子。 主要应用于液相色谱-质 谱联用仪。
30
移动带技术 MB
MB： 是在LC柱后增加一个传送带，柱后流出物滴落 在传送带上，经红外线加热除去大部分溶剂后进 入真空室，传送带依据流动相的组成调整移动速 度。
优点：基于溶剂和样品的沸点差别进行分离，可被用于 大部分有机物的质谱分析。
缺点：不适于分析高沸点、难挥发的化合物； 离子化效率低； 灵敏度低； 移动带上残存的难挥发物质易造成记忆效应而干 扰分析。
17
四极杆质量分析器
传统的四极杆质量分析器是由四根笔直的棒状电极与轴线平行并 等距离的置悬着构成，棒的理想表面为双曲面。在一定DC/VC作 用下，只有m/z满足一定要求的离子才能通过四极杆到达检测器， 其他离子被滤掉。