液相色谱质谱联用仪主体结构
安捷伦超高效液相色谱-三重四级杆质谱仪器讲解
液质联用仪本实验室使用的液质联用仪是安捷伦公司6400系列的一款产品，包括超高效液相色谱1290和质谱主机G6460，以及与其配套的计算机和打印机，他们之间通过网络协议通讯，并通过网络交换机连接在一起。
本仪器于2014年年初安装使用，价值两百多万元。
物质只要能溶于液体，均可以被检测。
本实验室主要用于农产品样品的农药残留定性检测，超高效液相色谱1290是整个系统的分离和进样装置，样品在色谱柱中经初步分离，通过接口进入质谱。
质谱以离子源、质量分析器和检测器为核心。
离子源是将分析物中的中性化合物离子化，并将产生的离子在电场的作用下进入离子传输毛细管。
离子传输毛细管是离子的导入通道，它将离子源产生的离子传输进入质谱，同时，隔绝了外部的常压与质谱内部的高真空。
离子通过毛细管后，进入离子光学组件，它包括skimmer1，八极杆以及lens1和lens2，进一步除去了溶剂以及中性分子，也是一个高效的离子传输组件，并聚焦随机运动的离子进入三重四极杆质量分析器。
G6460的质量分析器是三重四级杆，是由三组四极杆空间串联而成，一个质谱就是一个四级杆，所以三重四级杆质谱是空间串联的多级质谱分析，也叫做QQQ质谱。
第一个四级杆根据设定的质合比范围扫描和选择所需的离子。
第二个四级杆，也称碰撞池，用于聚集和传送离子。
在选择离子飞行的途中，引入碰撞气体氮气，第三个四级杆用于分析在碰撞池中产生的碎片离子。
实际上，碰撞池采用了六极杆的设计，拥有更好的聚焦及传输功能，四级杆就被淘汰了，但还沿用三重四级杆的名称。
G6460质谱的检测器包括高能打拿极和电子倍增器，此外，质谱需要在真空环境下工作，它的真空系统由前级真空泵和分子涡轮泵组成，前级真空一般在 1.8-2.5Torr之间，高真空在1.9-2.3*10-5Torr之间。
原理：它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-质谱联用仪的原理及应用 PPT课件
电子轰击电离源 EI
EI源应用最为广泛，特别是气相色谱-质谱联用仪中应用最多的 离子源，它主要用于挥发性样品的电离。 原理：由进样系统进入的气体样品到达离子源，与灯丝发出的 电子发生碰撞使样品分子电离。
电子轰击电离源示意图
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化学电离源 CI
CI源原理：利用反应气体的离子和样品分子发生分子-离子反应 而生成样品分子离子。
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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。
液相色谱-质谱联用仪 的原理及应用
福州大学测试中心 冯蕊
1
色谱-质谱联用仪
色谱的分离能力 质谱的定性功能
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。
2
色谱质谱联用的接口
接口：是将色谱仪与质谱仪直接联接起来的装置。 作用：将通过色谱仪分离开的各种组分逐一送入质谱仪中进
快原子气化、热稳定 性差的样品。
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电喷雾电离源 ESI
ESI源原理：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；从而雾化、蒸发溶剂、阻止中性溶剂分子进入后端检 测。
电喷雾电离源示意图
特点： 1. 是一种软电离方式，适于分析极性强的有机化合物。 2. 容易形成多电荷离子，可以测量大分子量的蛋白质。 3. 主要应用于液相色谱-质谱联用仪。
超高效液相色谱串联四极杆质谱联用仪质谱部分技术参数
超高效液相色谱串联四极杆质谱联用仪(质谱部分)技术参数1应用范围：系统主要用于食品中农药残留、兽药残留、非法添加物等有机化合物的定量/定性分析和鉴定。
2.工作环境条件：2.1电源：220Vac,±10%,50∕60Hz,30A o2.2环境温度：15~30℃o2.3相对湿度：20~80%o3.总体要求：3.2仪器主体部分包括串联四极杆复合型质谱仪主机，仪器由计算机控制、配有独立的ESI和APCI离子源。
软件包括仪器调节、数据采集、数据处理、定量分析和报告。
*3.2仪器灵敏度高，性能稳定，重复性好；同一台仪器要同时满足串联四极杆质谱仪的定量功能和超高分辨质谱仪的高分辨功能；4.质谱性能指标：4.2离子源：配有电喷雾离子源(ESI)、大气压化学电离源(APCI),离子源切换方便、快速，清洗、维护方便。
*4.11离子源加热温度：≥650o C,雾化气流速可调。
4.1.1插拔式可互换ES1及APCI喷针，可实现ESI源及APCI源的快速更换。
1.1.1气压离子源采用锥孔结构，以同时保持高灵敏度和优异的抗污染能力，（提供结构示意图）而非毛细管或离子传输管结构设计。
4.1.3电喷雾离子源流速范围：在确保灵敏度不损失的前提下，实现高流速，无需分流，即可达到3m1∕min;加快样品的分析速度同时，还可避免分流对样品造成损失。
4.1.4大气压化学电离源流速范围：在确保灵敏度不损失的前提下，实现高流速，无需分流，即可达到3m1∕min;加快样品的分析速度同时，还可避免分流对样品造成损失。
4.1.5离子源内废气排放：有废气排放装置，防止气体在密闭的离子源腔体中的回流，降低离子源的记忆效应和污染，降低机械泵的负荷延长机械泵泵油使用时间，维护试验环境,保障工作人员健康。
4.1.6QO聚焦技术：离子引入部分拥有高压离子聚焦技术，压力至少达7.5mtorr,以确保最佳的离子聚焦效果和离子传输效率，有效消除“记忆效应”和“交叉污染”。
液相色谱仪的基本构造和各部分作用
液相色谱仪的基本构造和各部分作用液相色谱仪是一种常用的分析仪器，广泛应用于化学、生物、环境等领域。
它通过将待测样品溶解在流动相中，利用固定相对溶质进行分离和分析。
液相色谱仪的基本构造和各部分作用对于了解其工作原理和性能非常重要。
本文将围绕液相色谱仪的基本构造和各部分作用展开阐述。
一、基本构造1.1 主体部分液相色谱仪的主体部分包括进样器、柱温箱、检测器和数据处理系统。
进样器用于将待测样品引入色谱柱系统，柱温箱用于控制色谱柱的温度，检测器用于检测溶质的浓度和组成，数据处理系统用于数据的采集与分析。
1.2 流动相传递系统流动相传递系统由溶剂瓶、输液泵、进样阀和色谱柱等组成。
溶剂瓶用于存储流动相溶剂，输液泵用于将溶剂从溶剂瓶中输送至色谱柱，进样阀用于控制待测样品的输入，色谱柱用于溶质的分离。
1.3 控制系统控制系统包括温度控制、流量控制、压力控制和信号采集等功能。
通过对这些参数的精确控制，可以实现对色谱分离过程的精确控制和数据采集。
二、各部分作用2.1 进样器进样器的作用是将待测样品引入色谱系统，并确保样品的准确、快速输入。
进样器通常分为自动进样器和手动进样器两种类型，能够满足不同实验需求。
2.2 柱温箱柱温箱的作用是控制色谱柱的温度。
适当的温度可以提高分离效率和减少分离时间，对于一些高温或低温敏感的样品分析也有重要作用。
2.3 检测器检测器是液相色谱仪的核心部件，主要用于检测溶质的浓度和组成。
常见的检测器有紫外-可见检测器、荧光检测器、电化学检测器等，不同的检测器适用于不同类型的溶质。
2.4 数据处理系统数据处理系统用于数据的采集与分析。
它能够实现对色谱分离过程中产生的数据进行实时采集和处理，提高数据的准确性和可靠性。
2.5 流动相传递系统流动相传递系统起着输送溶剂和样品的作用，是保证液相色谱分离正常进行的重要组成部分。
其中输液泵的性能直接影响分离的准确性和稳定性。
2.6 控制系统控制系统通过对温度、流量、压力等参数的控制，实现对色谱分离过程的精确控制和数据采集。
高效液相色谱仪组成及检测器种类
㈢示差折光检测器
借连续测定流通池中溶液 1 折射率德方法来测定试样 浓度的检测器。分为偏转 式和反射式两种类型。
是一种通用型检测器，灵 2 敏度可达10-7 g cm-3。 缺点是对温度变化敏感， 不能用于梯度淋洗。
㈣电导检测器
是离子色谱法应用最多的检测器，依据物质在某些介质中 电离后所产生电导变化来测定电离物质的含量。受温度的
影响较大，需放在恒温箱中。pH>7时不够灵敏。
一般在分离前备有一个前置柱，前置柱内填充物和分离 柱完全一样，这样可使淋洗溶剂由于经过前置柱为其中 的固定相饱和，使它在流过分离柱时不再洗脱其中固定 相，保证分离技的性能不受影响。
柱子装填得好坏对柱效影响很大。对于细粒度的填料 （＜20μm）一般采用匀浆填充法装柱，先将填料调成 匀浆，然后在高压泵作用下，快速将其压入装有洗脱液 的色谱柱内，经冲洗后，即可备用。
03
分离柱
控温 装置
进样装置
04
检测器
工作过程：
首先高压泵将贮液器中流动相溶剂经过进样器送入 色谱柱，然后从控制器的出口流出。当注入欲分离 的样品时，流经进样器贮液器的流动相将样品同时 带入色谱柱进行分离，然后依先后顺序进入检测器， 记录仪将检测器送出的信号记录下来，由此得到液 相色谱图。
一、高压 输液系统
对泵的要求：输出压力高、流量范围大、流量恒 定、无脉动，流量精度和重复性为0.5%左右。 此外，还应耐腐蚀，密封性好。
高压输液泵，按其性质可分为恒压泵和恒流泵两 大类。
恒流泵是能给出恒定流量的泵，其流量与流动相 粘度和柱渗透无关。
恒压泵是保持输出压力恒定，而流量随外界阻力变化而变化， 如果系统阻力不发生变化，恒压泵就能提供恒定的流量。
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。
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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。
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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。
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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。
质谱联用仪组成及原理高效液相色谱一质谱联用仪HPLC／MS
3.3.1 四极杆质量分析器
仪器由四根截面为双曲面或圆形的棒状电极组成，两 组电极间施加一定的直流电压和频率为射频范围的交流电 压。
当离子束进入筒形电极所包围的空间后，离子作横向 摆动，在一定的直流电压、交流电压和频率，以及一定的 尺寸等条件下，只有某一种（或一定范围）质荷比的离子 能够到达收集器并发出信号（这些离子称共振离子），其 他离子在运动的过程中撞击在筒形电极上而被“过滤”掉， 最后被真空泵抽走（称为非共振离子）。
3.5 检测器
质谱检测器通常为光电倍增器或电子倍增器，电子 倍增器（又称转换打拿极，ConversionDynode）将离 子流转化为电流，所采集的信号经放大并转化为数字信 号，通计算机处理后得到质谱图。
3.6 真空系统
有机质谱仪的真空系统一般为大抽速机械泵和涡轮 分子泵组合构成差分抽气高真空系统，其真空度需达到 1.33×10-2～10-5Pa，即10-5 mmHg～10-7mmHg。
对于色谱工作者来说，质谱仪的使用可以：
1、作为液相常规检测器（紫外、荧光、电化学等 等）的补 充；
2、质谱仪是通用性检测器，响应值与分子中的某个特定基 团无关；
3、质谱仪是质量数型检测器，可以获得待测物的分子量信 息；
4、质谱仪可同时提供定性和定量分析的结果。
对于质谱工作者来说，与液相色谱联用可以：
利血平的溶液，采用流动泵进样，流速3μl /min，正离子 检测模式，分别安装电喷雾离子源(ESI)和大气压化学电 离离子源(APCI)，设定相应质谱条件，间隔2小时进样一 次，共进样5次，收集累计质谱信号，并同其利血平标准 分子离子峰（M+1=609.3）进行对比，达到质量稳定度 ±0.1amu/h。质量准确度±0.1amu。
液相色谱质谱联用仪Aglient+1100+LCMSD+VL(上海交通大学)
§3 电离影响因素与溶液化学
九、离子检测模式的选择
1、正离子检测模式 适合于碱性样品，酸性流动相。用得比较多的是酸性流动相的正离子 检测模式，碱性流动相用得少对仪器和柱子的损害较大。
2、负离子检测模式 适合于酸性样品，中性偏碱性流动相。 3、可正、可负离子检测模式 可以用正离子检测模式也可以用负离子检测模式，比较灵敏度，再确 定是用正离子检测模式还是负离子检测模式。
3、平衡柱子系统
• 装上柱子，接通进质谱的管子，流量调至0.5ml/min，平衡 系统20分钟。溶剂在三通阀处一根进液相废液瓶，一根进 质谱废液瓶。
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§5 数据采集
• 一、数据采集
• 两种采集数据方式：Scan和SIM • 该MS在set up MSD Singal时有两种扫描方式：Scan全扫描和SIM选择离
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§1 Aglient LC/MSD的系统概述
2、大气压化学电离 (APCI)：
离子在气态下形成，生成单电荷离子，溶剂相当于反应气将样品离子 化。有电晕针，高压放电使空气中中性分子电离，产生H3O+ ， N2 +,， O + 等离子，这些离子与样品反应使样品分子离子化。
化合物需有一定的挥发性且是热稳定的化合物。 APCI适用于中等极性 或极性弱的化合物，如：酯类、酮类等。
二、进样之前的准备工作：
1、脱除溶剂中的气体
• 一个溶剂瓶一个溶剂瓶脱气，先打开脱气阀，用流量 3ml/min，约5分钟，可见管路中气体排出，再脱另一个溶 剂瓶，脱完气之后先调低流量至0.5ml/min再关push阀。
2、冲洗液相与质谱管路
• 一个溶剂瓶一个溶剂瓶冲管路，用流量 1ml/min，约10分 钟，设好质谱管路的流向去废液瓶。
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液相色谱质谱联用仪主体结构
液相色谱质谱联用仪主体结构是由一台液相色谱仪和一台质谱
仪组成的复合仪器。
液相色谱仪通常由进样器、泵、柱和检测器等部分组成，用于分离和检测混合物中的化合物。
质谱仪通常由进样器、离子源、质量分析器和检测器等部分组成，用于分析分子的质量和结构。
液相色谱质谱联用仪主体结构将这两种仪器结合在一起，使其能够同时进行分离和分析。
该仪器的主体结构包括进样器、泵、柱、离子源、质量分析器和检测器等部分。
液相色谱质谱联用仪主体结构的设计和优化对于提高分离和分析的灵敏度、准确性和效率具有重要意义。
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