液相色谱-质谱联用技术及应用
液相色谱-质谱联用技术及使用注意事项
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
• 质谱基本原理
第一章 液相色谱-质谱联用技术 简介
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
清洁剂和其他表面活性剂会产生离子抑制
不能使用
表面活性剂
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。 推荐使用甲酸铵、乙酸铵
第一章 LC-MS技术简 介
与质谱联用的液相色谱
• 流动相的流速
Column ID 4.6 mm 3.0 mm 2.1 mm 1.0 mm Capillary
Q 1 q 2 Q 2
MS 1
流量。
高流速需进行分流
需要提高毛细管温度
第一章 LC-MS技术简 介
电喷雾电离源(ESI)
第一章 LC-MS技术简 介
电喷雾电离源(ESI)
第一章 LC-MS技术简 介
大气压化学电离源(APCI)
第一章 LC-MS技术简 介
液质联用仪的离子源
• ESI
• 离子在液态产生 • 有益于热不稳定化合物的分
第一章 LC-MS技术简 介
离子源与液相色谱的流速
• ESI
• APCI
1 μ L/min - 1mL/min 最佳使用流速: 200 μ L/min 一般来说, 高流速需要高的 毛细管温度和鞘气、辅助气
200 μ L/min - 2mL/min 最佳使用流速: 500 μ L/min 一般来说，高流速需要更高 的鞘气和辅助气流量，但不
液质联用的应用及原理
液质联用的应用及原理一、什么是液质联用液相色谱-质谱联用技术（Liquid Chromatography-Mass Spectrometry, LC-MS）简称液质联用，是一种将液相色谱和质谱技术结合起来的分析方法。
液相色谱用于样品的分离和纯化，质谱则用于对分离后的化合物进行结构鉴定和定量分析。
二、液质联用的原理液质联用的原理基于两个关键步骤：样品的分离和化合物的检测。
2.1 样品的分离样品的分离通常通过液相色谱（Liquid Chromatography, LC）实现。
在液相色谱中，混合样品溶液被推动通过柱子，其中的化合物依据其相互作用力的差异而分离。
这些相互作用力包括极性、疏水性和亲和力等。
分离效果的优劣直接影响质谱分析的准确性和灵敏度。
2.2 化合物的检测分离后的化合物通过质谱（Mass Spectrometry, MS）进行检测。
质谱仪通过将化合物转化为离子并测量其质量-荷电比（mass-to-charge ratio, m/z），从而确定其分子结构和组成。
质谱检测的灵敏度非常高，可以检测到非常低浓度的化合物。
三、液质联用的应用3.1 生命科学研究液质联用技术在生命科学研究中被广泛应用。
它可以用于代谢组学、蛋白质组学和基因组学等研究领域。
通过液质联用技术，研究人员可以分析复杂样品的代谢产物、鉴定蛋白质组中的不同成分以及研究基因组中的多态性。
3.2 药物开发液质联用技术在药物开发过程中起到了重要的作用。
它可以用于药物代谢动力学研究、药物安全性评估和药物分析等方面。
通过液质联用技术，研究人员可以对药物在生物体内的代谢途径进行深入研究，从而为药物的设计和开发提供重要的依据。
3.3 环境监测液质联用技术在环境监测中也有广泛的应用。
它可以用于检测水、土壤和大气中的污染物。
通过液质联用技术，研究人员可以对环境样品中的各种有机和无机物进行定性和定量分析，从而评估环境质量。
四、液质联用技术的优势和挑战4.1 优势•高灵敏度：液质联用技术可以检测到极低浓度的化合物，对于分析复杂样品非常有优势。
液相色谱质谱联用技术在药物分析中的应用
液相色谱质谱联用技术在药物分析中的应用液相色谱质谱联用技术（LC-MS）已经成为分析化学领域中的一项重要工具。
它不仅可以用于生化分析和环境检测，还在药物分析中表现出很强的优势。
本文将重点介绍液相色谱质谱联用技术在药物分析中的应用。
一、液相色谱质谱联用技术的原理及优势液相色谱质谱联用技术是将液相色谱（LC）和质谱（MS）两种技术结合起来，使得样品经过某种分离后直接进入质谱分析器，从而达到高灵敏度，高选择性和高分辨率的目的。
液相色谱的选择性和分离能力可以使样品中各种成分被分离出来，而质谱则以其高灵敏度和特异性，鉴别每一个分离出来的成分，确保每种物质都得到准确的定量和定性分析。
液相色谱质谱联用技术优势显著，其主要表现在以下三个方面：1. 更高的分离能力和选择性，增强样品分离和分析的准确性和可靠性。
2. 具有高度的灵敏性和特异性，能提高分析的探测下限和峰面积，使得样品中的低浓度成分也能准确地被检测到。
3. 可以进行组分结构的确定和鉴定，通过分子离子的质量谱图，可确定组分的分子结构和可能的化学反应路径。
二、液相色谱质谱联用技术在药物分析中的应用液相色谱质谱联用技术在药物分析中的应用已经得到广泛的发展和应用。
主要表现在以下几个方面：1. 药物代谢研究液相色谱质谱联用技术被广泛应用于药物代谢研究中。
通过监测药物的代谢产物，可以研究药物在体内的代谢途径，剖析药物的药效，药物代谢动力学参数和评价药物对人体生理的影响。
2. 药物成分分析液相色谱质谱联用技术可以实现药物中各种成分的分离和分析，确保药物的安全和质量。
通过确定药物中的各种成分，可以评价药物的性质和作用机理，为药物的研发和质量监测提供有力的技术支持。
3. 毒物分析液相色谱质谱联用技术也可以用于毒物分析。
通过对毒物样品进行分离和质谱分析，可以鉴定毒物类别和浓度，及时采取措施，保护公众健康安全。
4. 药物残留检测液相色谱质谱联用技术可以用于药物残留检测。
通过在食品、动物和植物中定量检测药物残留量，可以评估药物对环境和健康的影响，保障食品安全。
液相色谱-质谱联用技术
液相色谱-质谱联用技术液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）是一种结合了液相色谱和质谱两种技术的分析方法。
它通过液相色谱的分离能力和质谱的物质鉴定能力，可以同时获得化合物的分离和结构信息，适用于复杂样品的定性和定量分析。
液相色谱（LC）是一种基于不同化合物在液相中的分离速度差异来分离化合物的方法。
它具有高分离能力、高选择性和易于操作等特点，广泛应用于生物、制药、环境和食品等领域。
液相色谱的核心是通过固定相和流动相之间的相互作用来实现化合物的分离。
而质谱（MS）则是一种基于化合物的质量与电荷比（m/z）来确定化合物结构和组成的方法。
质谱利用化合物在质谱仪内的质荷比来生成化合物的质谱图谱，从而实现化合物的鉴定和定量分析。
LC-MS联用技术的基本原理是将液相色谱与质谱相连接，通过在液相色谱柱出口处将待分析的化合物分子引入质谱仪中进行分析。
这样一来，通过液相色谱对样品进行分离，可以避免复杂样品矩阵的干扰，并使待分析化合物逐一进入质谱仪进行离子化和探测。
质谱仪将产生的质谱信号转化为质谱图谱，进而进行化合物的鉴定和定量分析。
整个过程中，液相色谱和质谱的运行参数需要相互匹配和优化，以保证良好的分离效果和质谱信号。
LC-MS联用技术具有许多优点。
首先，它能够提供化合物的分离和结构信息，有效地应对样品复杂性的挑战。
其次，它能够对目标化合物进行快速定性和定量分析，为化合物的鉴定和生物活性评估提供支持。
此外，LC-MS联用技术还具有高灵敏度、高选择性和高分辨率的特点，可以检测并鉴定一些浓度较低的化合物，如药物代谢产物和生物标志物。
此外，LC-MS联用技术还适用于多种化合物类别的分析，如有机物、无机物、生物大分子和药物等。
在实际应用中，LC-MS联用技术被广泛用于药物研究和开发、环境监测、食品安全和生物科学等领域。
例如，在药物研究中，LC-MS联用技术可以用于药物的代谢研究、药物动力学研究、药物质量控制和药物残留分析等。
液相色谱-质谱联用仪的原理及应用
要点二
多组学分析
未来，液相色谱-质谱联用技术将更 多地应用于多组学分析，如代谢组学 、蛋白质组学等。这些分析需要高通 量、高灵敏度和高准确性的技术支持 ，为液相色谱-质谱联用技术的发展 提供了新的机遇。
要点三
临床医学应用
液相色谱-质谱联用技术在临床医学 领域的应用将不断增加，如疾病诊断 、药物代谢研究等。这些应用需要快 速、准确和可靠的分析方法，为液相 色谱-质谱联用技术的发展提供了新 的挑战和机遇。
更灵敏的检测器
质谱检测器的灵敏度不断提高，将使得液相色谱-质谱联用技术能 够检测到更低浓度的分析物，提高分析的准确性和可靠性。
自动化和智能化
随着自动化和人工智能技术的不断发展，液相色谱-质谱联用仪的 操作将更加简便，数据分析将更加快速和准确。
未来挑战与机遇分析
要点一
复杂样品分析
随着生命科学、环境科学等领域的不 断发展，对复杂样品的分析需求将不 断增加。液相色谱-质谱联用技术需 要不断提高分离效能和检测灵敏度， 以满足这些领域的需求。
广泛的应用领域
LC-MS在化学、生物、医学、环境等领域 中具有广泛的应用，如药物分析、代谢组 学、蛋白质组学、环境污染物分析等。
高灵敏度
质谱技术具有高灵敏度，可以对痕量组分 进行检测。
高通量
随着技术的发展，LC-MS已经实现了高通 量分析，可以同时处理多个样品。
宽检测范围
LC-MS可以检测多种类型的化合物，包括 极性、非极性、挥发性以及大分子化合物 等。
环境毒理学研究
通过液相色谱-质谱联用仪对环境中的有毒有害物质进行 分析，可研究其对生物体的毒性作用机制和生态风险。
生物医学领域应用
代谢组学研究
液相色谱-质谱联用仪可用于生物体液中代谢产物的定性和定量分析，从而揭示生物体 的代谢状态和疾病机制。
液质联用的原理和应用
液质联用的原理和应用什么是液质联用液质联用（Liquid chromatography-mass spectrometry，简称LC-MS）是一种将液相色谱（Liquid chromatography，简称LC）和质谱（Mass spectrometry，简称MS）结合在一起的分析技术。
液相色谱是一种基于样品的分子在固定相和移动相之间的分配和吸附作用进行分离的技术，而质谱则是利用样品中化合物的质量和荷质比来对化合物进行鉴定和定量的分析技术。
液质联用的原理液质联用技术主要由液相色谱和质谱两个步骤组成，液相色谱分离和富集样品中的化合物，质谱则用于化合物的鉴定和定量。
液相色谱液相色谱是一种基于分子在固定相和移动相之间的分配和吸附作用进行分离的技术。
在液相色谱中，样品与移动相溶解，并通过考虑分子量、极性和化学亲和性等特性，样品中各组分会以不同的速度在固定相上进行分离。
常见的液相色谱技术包括高效液相色谱（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）和超高效液相色谱（Ultra Performance Liquid Chromatography，UPLC）。
液相色谱通过分离物质以提高分析灵敏度、选择性和分辨率。
质谱质谱是一种利用样品中化合物的质量和荷质比来对化合物进行鉴定和定量的分析技术。
质谱技术通过将样品中的分子离子化，并在电场中进行加速、分离和检测。
通过分析质谱图，可以确定化合物的质量和结构信息。
常见的质谱技术包括质谱仪、基质辅助激光解吸电离质谱（Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization Mass Spectrometry，MALDI-MS）和气相色谱质谱（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）。
液质联用液质联用将液相色谱和质谱两个技术结合在一起，充分发挥两者的优势。
液相色谱质谱联用仪的工作原理及主要应用途径
液相色谱质谱联用仪的工作原理及重要应用途径液相色谱质谱联用仪（LC—MS）是一种结合了液相色谱（LC）和质谱（MS）两种分析技术的仪器。
它可以实现对多而杂样品的高效分别和精准检测，广泛应用于药物研发、环境监测、食品安全等领域。
液相色谱质谱联用仪的工作原理基于两个重要步骤：样品的分别和质谱分析。
1.液相色谱分别：样品在液相色谱柱中进行分别，依据各组分在固定相上的亲疏水性、极性差异等性质，通过掌控流动相的构成、流速等参数，使各组分依次在柱上分别出来。
2.质谱分析：溶出的化合物进入质谱部分，通过电离源产生带电离子，然后通过质谱仪的离子光学系统进行质量分析。
常见的离子化方式包含电喷雾离子源（ESI）和大气压化学电离源（APCI），质谱分析可以供给化合物的分子质量、结构信息和相对丰度等数据。
LC—MS联用仪在科学讨论和工业应用中有着广泛的应用。
1.药物研发：LC—MS联用仪可以用于药物的新药研发、代谢产物分析、药代动力学讨论等。
通过对多而杂的药物样品进行高效分别和精准检测，可以确定药物的构成、结构和代谢途径，为药物的设计和优化供给紧要信息。
2.环境监测：LC—MS联用仪在环境监测领域起侧紧要作用。
例如，可以用于水质、土壤和空气中有机污染物的检测和分析，如农药残留、有机物污染等。
通过对环境样品进行分别和质谱分析，可以快速、精准地确定污染物的种类和浓度，为环境保护和整治供给依据。
3.食品安全：LC—MS联用仪在食品安全领域也具有紧要应用价值。
它可以用于检测食品中的农药残留、毒素、添加剂等有害物质。
通过分别和质谱分析，可以精准判定食品中的化合物是否合规，并确定其含量。
这对于确保食品安全、追溯食品来源具有紧要意义。
4.分子生物学讨论：LC—MS联用仪在生物医学和分子生物学讨论中也有广泛应用。
例如，可以用于蛋白质组学讨论，通过对多而杂蛋白样品的分别和质谱分析，确定蛋白质的氨基酸序列、修饰情况等；还可以用于代谢组学讨论，探究生物体内代谢产物的种类和变更。
液相色谱-质谱联用法
液相色谱-质谱联用法液相色谱-质谱联用法是一种用于分离及分析化学分子中微量成分的有效方法。
它是通过在两个色谱电器仪器中，分别对原始样品进行分离和分离后的色谱物质进行定性和定量的分析，来检测微量的化学物质各自的活性分子结构的总体宏观成分。
这种方法不仅可以确定和测定样品中各自的化学成分，而且可以识别组分及其构成以及相对价值，从而得到样品中具体原子和分子的结构信息。
液相色谱-质谱联用法是将液相色谱仪和离子化质谱仪相结合，来分析及鉴定各类样品成分。
在液相色谱-质谱联用法中，液相色谱-质谱联用法是根据样品的分子量和分子结构，把它们进行加速和减速的离子化，由检测系统加以分析，从中获得原子结构的分析数据，也可以进行定量分析。
液相色谱-质谱联用法的优势在于，其能够检测分子中极为微量的成分，比传统的液相色谱能力更 is 。
它可以检测分子的总体特性、反应活性成分和相对价值。
此外，液相色谱-质谱联用法中，质谱仪可以实现样品的细微分离及进一步检测，从而可对样品中的活性分子结构和宏观成分进行定性和定量分析，从而较大限度地判断样品的复杂性、活性及特定分子键的分子结构。
液相色谱-质谱联用法在物质特性分析中的应用，可以更全面、准确的反映样品的总体特征，包括其成分的宏观构成和相对价值、以及分子结构的分布等因素。
另外，该技术也可以获得原子结构、反应活性成分及各类指标的定量数据，这在比较复杂的材料及生物样品中特别有用。
液相色谱-质谱联用法作为一种新兴的分析技术，已广泛应用于食品及制药行业的科学研究，以及汽车、矿山、石油等工业应用。
由于它可以更准确快速地反映样品的化学组成及分布，它也被广泛应用于药物开发、气体分析、生物分析、环境分析等多个领域中，帮助人们更好更准确地分析样品成分，由此发现新物质，为新药物开发和新产品开发提供理论依据。
液相色谱 - 质谱联用法既能够检测出样品中的微量成分，又能够检测出样品中构成其特性和反应活性成分的结构，使更复杂的物质特征分析变得更加可靠准确。
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高效液相色谱-质谱（多级）联用技术及应用
任三香
（中山大学测试中心广州 510275）
众所周知，色谱是一种分离复杂混合物的很好手段,而气相色谱-质谱联用仪由于它集分离与定性快速一气呵成及价廉的优点在应用范围广泛的分析检测行业中占质谱拥有量的50% 以上。
但是，气-质联用对样品的要求是来样必须在色谱柱能承受的温度下汽化，对于热不稳定的化合物及汽化不了的样品就得依靠其它分析手段来完成。
在攻克液相色谱与质谱联机接口技术后，应运生产的高效液相色谱-质谱（多级）联用仪作为90年代推出的商品仪器已逐步进入质谱界，并得到迅速发展，成为科研和诸多分析行业的有力工具，扩展了质谱仪分析化合物的范围，可谓当今质谱界最为新颖及活跃的领域。
本文将简要介绍高效液相色谱-质谱（high performance liquid chromatography-mass spectrometry简称HPLC/MS）（包括多级即MS n）联机新技术及应用。
1 高效液相色谱-质谱（多级）联用技术
高效液相色谱-质谱（多级）联用仪的在线使用首先要解决的问题是真空的匹配。
质谱工作需在高真空下完成，要与常压下工作的高效液相色谱（即大量流动相的涌入）-质谱接口相匹配并维持足够的真空，只能采取增大真空泵的抽速，分段、多级抽真空的方法，形成真空梯度来满足接口和质谱正常工作的要求。
现有的商品仪器多采用该方法。
在此主要介绍以下二种电离方式：
1．电喷雾(Electrospray Ionisation简称 ESI)：其电离过程是“离子雾化”。
当样品溶液流出毛细管的瞬间，在加热温度、雾化气（N2）和强电场（3-5kV）的作用下溶剂迅速雾化并产生高电荷液滴。
随着液滴的挥发，电场增强，离子向表面移动并从表面挥发，产生单电荷或多电荷离子。
通常小分子得到[M+H]+或[M-H]-单电荷离子。
而生物大分子产生Z>1的多电荷离子。
由于质谱仪测量的是质量电荷比（m/Z）。
因此质量范围只有几千质量数的质谱仪能够检测质量数十几万的生物大分子。
ESI 属于最软的电离技术。
其特点是通常只产生高丰度的准分子离子峰。
因此可测定不稳定的极性化合物，并可直接分析混合物；多电荷离子的形成可分析大分子量化合物，如蛋白质和寡核苷酸。
（对蛋白质的离子化效率接近100%）；通过调节离子源参数可控制离子的断裂，从而给出结构信息有助于化合物的定性分析（也称源内CID）。
ESI可供选择的离子化模式有ESI（+）或ESI（-）。
2．大气压化学电离（Atmospheric Pressure Chemical Ionisation简称APCl）：用于HPLC/MS的APCl技术与传统的化学电离不同，它并不采用诸如甲烷一类的反应气体，而是借助电晕放电（corona discharge）启动一系列气相反应来完成离子化过程。
与ESI接口区别在于增加了一根电晕放电针，其功能为发射自由电子首先轰击空气中O2、N2、H2O产生如O2+、N2+、NO+、H2+O等初级离子，再由这些初级离子与溶液中样品流出毛细管时被氮气流雾化到加热管中被挥发的样品分子进行质子或电子交换而使其离子化形成[M+H]+或[M-H]-离子，而后聚焦，进入分析器。
APCl也属于软电离技术。
其特点是只产生单电荷的准分子离子峰。
适用于分析弱极性的小分子化合物；快速地分析流动相含水量高或低的样品，适合做梯度洗脱；具有通过调节接口内锥孔上的电压来控制分子离子在离子源内的断裂程度（源内CID），来获得结构信息。
APCl可供选择的离子化模式有APCl（+）或APCl（-）。
无论选ESI或APCl模式，都是一次进样就可同时检测正、负离子。
HPLC/MS仪器所用的质量分析器有四极杆（如ABI公司的API3000、2000； Agilent公司的 HP1100LC-MS；Finnigan公司的TSQ7000、LCQ DUO和 Micromass公司的 Quattro LC 及II等。
具有二组四极杆的能做MS/MS）、离子阱（如Finnigan公司的 LCQ DECA XP；BRUKER 公司的esquire3000等能做多次串联MS分析）、四极与飞行共存：MS1采用四极分离器，MS2采用OA-Tof（如Micromass的 Q-Tof,做MS/MS）等。
由于HPLC/MS（多级）仪器的新颖及不菲的价格，目前广东省的拥有量估计不>10台。
HPLC/MS（多级）仪器的检测器系统采用光电倍增器或高能打拿极/电子倍增器。
HPLC系统可添置PDA（二极管阵列检测器），做到在获得定量数据的同时，采集光谱信息有助于一些特定的定性分析。
由于HPLC/MS仪采用的是软电离技术，只给出样品的准分子离子峰，且流动相的组成和接口温度又不可能做到完全一致，因此HPLC/MS（多级）目前无标准谱图库可供检索。
2 液相色谱-质谱（多级）联用仪的应用
将液相的分析方法用于HPLC/MS（多级）联用时需要考虑以下几方面：1/分析目标化合物的离子化能力，2/流动相的混溶性，3/流速与柱子的匹配性等。
对于可以接受质子的碱性样品（如含NH2、N、NH、CO、COOR ），采用正离子化模式；反之对于易丢失质子的，有较多强负电性基团（如样品含-COOH、–SH、–NO2、-Cl、-Br和多个羟基时）可尝试使用负离子化模式。
有些酸碱性并不明确的化合物则要进行预试方可确定。
此时也可优先考虑选用APCl（+）进行测定，对于热不稳定的化合物则优先考虑选用ESI。
对样品的一般要求是：力求干净，不含显著量的杂质；不含高浓度的难挥发性酸（如硫酸，磷酸等）及其盐，因这些酸及其盐的侵入会引起很强的噪声，严重时还会造成仪器喷口处放电；样品粘度不能过大，以防堵塞柱子、喷口及毛细管入口。
因此，样品的制备或前处理在HPLC/MS（多级）分析中同样是必要的。
HPLC/MS（多级）商品仪器的设计所达到的重现性和线性范围指标均能满足一般的定量分析精度要求。
但由于其分析的样品来源广泛，本底复杂，因此HPLC/MS（多级）定量中要解决的主要问题是化学基质和生物学基质的干扰。
应用范围：热不稳定大分子化合物（如生物药品，重组产物，医药学方面的药物及体内药物分析、药物降解、药物动力学、临床医学、中药分析）；生物化学领域的肽、蛋白质、寡核苷酸、糖等；环境化学分析方面（如有机污染物，土壤与水质分析）；农药兽药残留量分析（如检测蔬菜，水果及肉类食品中的农残和药残）；法医学方面的滥用药物、爆炸物和兴奋剂检测；合成化学方面的有机金属化合物、有机合成物及表面活性剂、天然产物、复杂混合物分析等等。
总之，只有无法离子化的样品质谱才不能检测。
与GC/MS相比LC/MS灵敏度更高。
质谱仪从其最基本的功能上而言，主要是一种定性分析工具。
采用LC与MS联机的操作方式，可充分发挥液相色谱的分离功能和质谱仪的高灵敏度及高选择性（如单离子检测、中性丢失等），来获取一些混合物中单一组分的结构信息。
选用混合编程扫描技术，进行多级质谱方式（MS/MS或MS n）可同时检测（准）分子离子和若干碎片离子，进一步获取相关化合物的结构信息。