液相色谱-质谱联用仪的原理及应用讲解
液相色谱—质谱联用原理及应用
Ionic
IonSpray
APCI
Analyte Polarity
GC/MS
Neutral
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Molecular Weight
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 1500~202XDa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（FABMS），能够分析分子量达数千的多肽。
只有在足够高的真空下，离子才能从离子源到 达接收器，真空度不够则灵敏度低。
进样系统
把分析样品导入离子源的装置，包括：直接进 样，GC，LC及接口，加热进样，参考物进样 等。
离子源
使被分析样品的原子或分子离化为带电粒子(离 子)的装置，并对离子进行加速使其进入分析器， 根据离子化方式的不同，有机质谱中常用的有 如下几种，其中EI，ESI最常用。
液相色谱—质谱联用原理及 应用
液相色谱—质谱联用原理及 应用
色谱质谱的在线联用将色谱的分离能力与质谱 的定性功能结合起来，实现对复杂混合物更准 确的定量和定性分析。而且也简化了样品的前 处理过程，使样品分析更简便。
色谱质谱联用包括气相色谱质谱联用(GC-MS) 和液相色谱质谱联用(LC-MS)，液质联用与气 质联用互为补充，分析不同性质的化合物。
优点:
(1)定分子量准确，其它技术无法比。 (2)灵敏度高，常规10-7—10-8g,单离子检测可
达10-12g。 (3)快速，几分甚至几秒。 (4)便于混合物分析，LC/MS，MS/MS对于难
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
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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.
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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。
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Ionic
IonSpray
APCI
Analyte Polarity
GC/MS
Neutral
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Molecular Weight
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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。
液相色谱质谱仪操作及原理
液相色谱质谱仪操作及原理一、液相色谱仪简介液相色谱仪，作为现代分析化学的重要工具，广泛应用于生物、医药、环境、食品等多个领域。
它根据固定相的不同，可分为液-液色谱（LLC）和液-固色谱（LSC）。
液相色谱仪主要由高压输液泵、进样系统、温度控制系统、色谱柱、检测器和信号记录系统等部分组成，具有高效、快速、灵敏等特点。
二、液相色谱仪的特点高压：液相色谱法使用液体作为流动相，为了迅速通过色谱柱，需要对载液施加高压，通常可达150～300×10^5Pa。
高速：流动相在柱内的流速远超经典色谱，一般可达1～10ml/min，因此分析时间大大缩短，通常少于1小时。
高灵敏度：液相色谱广泛采用高灵敏度的检测器，如荧光检测器，其灵敏度可达10^-11g。
此外，样品用量小，通常只需几个微升。
适应范围宽：与气相色谱法相比，液相色谱法不受试样挥发性的限制，只要试样能制成溶液，就可以进行分析。
三、液相色谱仪操作五步骤准备：准备好所需流动相并过滤、脱气，更换合适的色谱柱和定量环，配制样品标准溶液并过滤，检查仪器各部件连接情况。
开机：接通电源，依次打开检测器、输液泵等，更换流动相并排气泡，设定流速等参数。
设计参数：根据实验需求设定流速、波长等参数，启动数据采集系统，确保基线稳定后进行进样。
进样：将样品注入进样阀，进行在线工作站自动采集数据。
系统清洗：分析结束后，使用适当的溶剂清洗系统，关闭仪器。
四、液相色谱仪工作原理在液相色谱仪中，流动相被高压泵打入系统，携带样品溶液进入色谱柱。
由于各组分在固定相和流动相之间的分配系数不同，在移动过程中会产生速度差异，从而实现组分的分离。
分离后的组分依次从柱内流出，通过检测器时转换为电信号，记录并打印出图谱。
高效液相色谱仪主要由进样系统、输液系统、分离系统、检测系统和数据处理系统组成，可根据工作原理分为吸附柱色谱法、分配柱色谱法、离子交换柱色谱法和凝胶柱色谱法等。
五、质谱仪简介及工作原理质谱仪是一种测量离子质荷比（质量-电荷比）的分析仪器，广泛应用于化学、生物学、医学等领域。
液相色谱-质谱联用仪原理
液相色谱-质谱联用仪原理液相色谱-质谱联用仪（LC-MS）是一种结合了液相色谱（LC）和质谱（MS）的分析技术，用于分离、识别和定量分析复杂样品中的化合物。
它的原理如下：1.液相色谱（LC）：LC是一种基于溶液中化合物的分配行为进行分离的技术。
样品通过液相色谱柱，在流动相（溶剂）的作用下，不同的化合物会以不同的速率通过柱子。
这样，样品中的化合物就可以被分离出来。
2.质谱（MS）：质谱是一种分析技术，通过测量化合物的质荷比（m/z）和相对丰度来确定化合物的分子结构和组成。
在质谱中，化合物首先被电离形成离子，然后通过一系列的质量分析器进行分离和检测。
3.LC-MS联用原理：LC-MS联用仪将液相色谱和质谱相连接，使得从液相色谱柱出来的化合物可以直接进入质谱进行分析。
联用仪的关键部分是接口，它将液相色谱柱的流出物引入质谱。
接口通常采用喷雾电离技术，将液相中的化合物通过气雾化形成气相离子，并将其引入质谱。
常见的接口类型包括电喷雾离子源（ESI）和大气压化学电离（APCI）等。
4.分析过程：样品首先通过液相色谱柱进行分离，不同的化合物进入质谱前的接口。
接口中的喷雾电离源将液相中的化合物转化为气相离子，并将其引入质谱。
在质谱中，离子会根据其质荷比通过一系列的分析器进行分离和检测，最终生成质谱图谱。
质谱图谱提供了化合物的质荷比和相对丰度信息，可以用于确定化合物的结构和组成。
液相色谱-质谱联用仪的原理使得它能够在分离的同时对样品进行快速、高效的分析。
它在生物医药、环境监测、食品安全等领域具有广泛的应用，可以帮助科学家们解决复杂样品中的化学分析难题。
液相色谱-质谱联用仪的原理及应用讲解
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直接液体导入接口 DLI
DLI： 是在真空泵的承载范围内，以细小的液流直接 导入质谱。
优点：是液质方法的最简单的接口，造价低廉。 缺点：无法在大流量下工作；
喷口易堵塞。
此方法始终停留在实验室使用阶段，没有真正形成商 品化仪器。
决，近年有了飞速发展。适宜分析大分子（包括蛋白、多肽多聚物 等）、不挥发、热不稳定、极性的化合物。
毛细管电泳-质谱联用：近年发展迅速，特别对生物大分子
的分类分析十分有用。
4
质谱仪
质谱仪包括真空系统、进样系统、离子源、质量分析 器、检测器和数据处理系统。
进样系统
Sample Inlet
离子源
Ionization Source
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：
样品分子失去一个电子而形成的单电荷离子，它 代表样品的分子量。
准分子离子：
指与分子存在简单关系的离子，通过它也可以确 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。
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磁质量分析器
磁质量分析器是根据离子束在一定场强的磁场中运动时，其运动 的曲率半径与离子的质荷比和加速电压有关。是质谱仪中最早使 用的质量分析器。分为单聚焦磁质量分析器和双聚焦磁质量分析 器。
单聚焦磁质量分析器示意图
双聚焦磁质量分析器示意图
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。
液相色谱-质谱联用仪的原理及应用课件
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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。
进样系统
Sample Inlet
离子源
Ionization Source
真空系统
Vacuum System
质量分析器
Mass Analyser
检测器
Detector
数据处理系统
Data System
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真空系统
质谱仪的离子源、质量分析器和检测器必须处于高真 空状态。若真空度过低，则会造成离子源灯丝损坏、 本底增高、图谱复杂化、干扰离子源的调节、加速极 放电等问题。
Nebulizer
HPLC inlet
APCI
+ +
+
++
Corona
大气压化学电离源示意图
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基质辅助激光解析电离源 MALDI
MALDI源原理：待测物质的溶液与基质的溶液混合后蒸发，使 分析物与基质成为晶体或半晶体，用一定波长的脉冲式激光进行 照射时，基质分子能有效的吸收激光的能量，使基质分子和样品 分子进入气相并得到电离。
液相色谱-质谱联用仪 的原理及应用
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色谱-质谱联用仪
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。