LCMS及GCMS原理
液相色谱质谱LCMS联用的原理及应用
进样系统 离子源 质量分析器 检测接收器
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真空系统
真空系统
质谱仪的离子源、质量分析器和检测器必须在 高真空状态下工作，以减少本底的干扰，避免 发生不必要的离子-分子反应。所以质谱反应属 于单分子分解反应。利用这个特点，我们用液 质联用的软电离方式可以得到化合物的准分子 离子，从而得到分子量。
ESI(Electrospray Ionization):电喷雾电离—属最软的电离 方式。适宜极性分子的分析，能分析小分子及大分子(如蛋 白质分子多肽等)
APCI(Atmospheric Pressure Chemical Ionization):大气压 化学电离—同上，更适宜做弱极性小分子。
APPI(Atmospheric Pressure PhotoSpray Ionization):大气 压光喷雾电离—同上，更适宜做非极性分子。
碎片离子：
准分子离子经过一级或多级裂解生成的产 物离子.
碎片峰的数目及其丰度则与分子结构有关, 数目多表示该分子较容易断裂,丰度高的碎 片峰表示该离子较稳定,也表示分子比较容 易断裂生成该离子。
OH H N C3H
C3H
Ephedrine, MW = 165
多电荷离子：
指带有2个或更多电荷的离子,常见于蛋白质或多肽等
丰度比出现在质谱中,这对于利用质谱确定化 合物及碎片的元素组成有很大方便, 还可利用 稳定同位素合成标记化合物,如:氘等标记化合 物,再用质谱法检出这些化合物,在质谱图外貌 上无变化,只是质量数的位移,从而说明化合物 结构,反应历程等
如何看质谱图：
(1)确定分子离子,即确定分子量
氮规则：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之间均不可能，则 说明是碎片或杂质。
GC-MS工作原理
GC-MS工作原理引言：气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）是一种常用的分析方法，它结合了气相色谱仪（GC）和质谱仪（MS）的优势。
GC-MS工作原理是通过样品的挥发性化合物在气相色谱柱中分离，然后通过质谱仪对其进行检测和鉴定。
本文将详细介绍GC-MS的工作原理。
一、气相色谱分离原理1.1 色谱柱选择：GC-MS中常用的色谱柱有毛细管柱和填充柱两种。
毛细管柱适用于分析挥发性有机物，填充柱适用于分析非挥发性有机物。
1.2 色谱柱操作条件：色谱柱的操作条件包括温度、流速和柱温程序等。
温度和流速的选择会影响分离效果和分析时间。
1.3 色谱柱分离机理：气相色谱柱的分离机理主要包括吸附、分配和离子交换三种机制。
不同的分析物有不同的分离机理。
二、质谱检测原理2.1 离子化方式：质谱仪常用的离子化方式有电子轰击离子化（EI）和化学电离（CI）等。
EI适用于挥发性有机物的分析，CI适用于非挥发性有机物的分析。
2.2 质谱仪工作模式：质谱仪的工作模式包括全扫描模式和选择离子监测模式。
全扫描模式可以获取样品的整个质谱图，选择离子监测模式可以提高检测灵敏度。
2.3 质谱仪数据分析：质谱仪的数据分析主要包括质谱图的解析和化合物的鉴定。
通过对质谱图的解析和与数据库的比对，可以确定样品中的化合物。
三、GC-MS联用技术3.1 GC-MS联用系统：GC-MS联用系统由气相色谱仪和质谱仪组成，两者通过接口连接。
接口的选择和调试对GC-MS的分析结果有重要影响。
3.2 GC-MS联用方法：GC-MS联用方法包括样品的预处理、色谱条件的优化和质谱条件的优化等。
合理的方法选择和优化可以提高分析的准确性和灵敏度。
3.3 GC-MS应用领域：GC-MS广泛应用于环境、食品、药物、化妆品等领域的分析。
其高分辨率、高灵敏度和高选择性使其成为分析化学的重要工具。
四、GC-MS的优势和局限性4.1 优势：GC-MS具有高分辨率、高灵敏度和高选择性的优势，可以对复杂样品进行准确鉴定和定量分析。
gcms的工作原理详解
GC-MS工作原理GC气相色谱MS 质谱GC 把化合物分离开然后用质谱把分子打碎成碎片来测定该分子的分子量一、气相色谱的简要介绍气相色谱法是二十世纪五十年代出现的一项重大科学技术成就。
这是一种新的分离、分析技术，它在工业、农业、国防、建设、科学研究等都得到了广泛应用。
气相色谱可分为气固色谱和气液色谱。
气固色谱的“气”字指流动相是气体，“固”字指固定相是固体物质。
例如活性炭、硅胶等。
气液色谱的“气”字指流动相是气体，“液”字指固定相是液体。
例如在惰性材料硅藻土涂上一层角鲨烷，可以分离、测定纯乙烯中的微量甲烷、乙炔、丙烯、丙烷等杂质。
二、气相色谱法的特点气相色谱法是指用气体作为流动相的色谱法。
由于样品在气相中传递速度快，因此样品组分在流动相和固定相之间可以瞬间地达到平衡。
另外加上可选作固定相的物质很多，因此气相色谱法是一个分析速度快和分离效率高的分离分析方法。
近年来采用高灵敏选择性检测器，使得它又具有分析灵敏度高、应用范围广等优点。
三、气相色谱法的应用在石油化学工业中大部分的原料和产品都可采用气相色谱法来分析；在电力部门中可用来检查变压器的潜伏性故障；在环境保护工作中可用来监测城市大气和水的质量；在农业上可用来监测农作物中残留的农药；在商业部门可和来检验及鉴定食品质量的好坏；在医学上可用来研究人体新陈代谢、生理机能；在临床上用于鉴别药物中毒或疾病类型；在宇宙舴中可用来自动监测飞船密封仓内的气体等等。
四、气相色谱专业知识1 气相色谱气相色谱是一种以气体为流动相的柱色谱法，根据所用固定相状态的不同可分为气-固色谱(GSC)和气-液色谱(GLC)。
2 气相色谱原理气相色谱的流动向为惰性气体，气-固色谱法中以表面积大且具有一定活性的吸附剂作为固定相。
当多组分的混合样品进入色谱柱后，由于吸附剂对每个组分的吸附力不同，经过一定时间后，各组分在色谱柱中的运行速度也就不同。
吸附力弱的组分容易被解吸下来，最先离开色谱柱进入检测器，而吸附力最强的组分最不容易被解吸下来，因此最后离开色谱柱。
gcms和lcms的色谱和质谱的关系
gcms和lcms的色谱和质谱的关系
GC-MS (气相色谱-质谱联用技术) 和LC-MS (液相色谱-质谱联用技术) 都是两个不同的分析技术，但它们可以通过色谱和质谱的结合来共同进行样品分析。
首先，色谱技术包括气相色谱（GC）和液相色谱（LC）。
这两种技术都是把样品分离成各个组分，通过检测它们的出现位置来确定它们的种类和数量。
然后，质谱技术可以通过对分离的组分进行短暂的加热或离子化来进行检测。
分离的组分会被转化为荷电离子，并在磁场作用下通过质谱仪器进行分析。
在GC-MS 技术中，样品通过气相色谱柱分离成单独的化合物，然后将它们转移到一台质谱仪中。
在质谱仪中，化合物会被加热并离子化，然后被磁场推向检测器进行分析。
由于气相色谱和质谱都需要在高真空的环境下进行，所以它们通常被放在一起使用。
在LC-MS 技术中，分离技术使用的是液相色谱。
样品通过液相色谱柱分离成单独的化合物，并在液体相中被溶解。
然后化合物被转移到一台质谱仪中，这台仪器使用液态离子源来把液相中的化合物转换成荷电离子，然后被磁场推向检测器进行分析。
总的来说，GC-MS 和LC-MS 技术使用的都是色谱和质谱的结合，通过这种结合就能够更准确地确定分析样品中的化合物组分。
这些技术在分析复杂的样品中
非常有用，并为很多科学研究提供了有效的工具。
LCMS原理详细讲解.
目前的有机质谱和生物质谱仪，除了GC-MS的EI和
CI源，离子化方式有大气压电离（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）与基质辅助激光解吸电离。前者常采 用四极杆或离子阱质量分析器，统称API-MS。后者 常用飞行时间作为质量分析器，所构成的仪器称为 基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪（MALDITOF-MS）。API-MS的特点是可以和液相色谱、毛 细管电泳等分离手段联用，扩展了应用范围，包括 药物代谢、临床和法医学、环境分析、食品检验、 组合化学、有机化学的应用等；MALDI-TOF-MS的 特点是对盐和添加物的耐受能力高，且测样速度快， 操作简单。
质谱原理简介：
质谱分析是先将物质离子化，按离子的质荷比
分离，然后测量各种离子谱峰的强度而实现分 析目的的一种分析方法。以检器检测到的离 子信号强度为纵坐标，离子质荷比为横坐标所 作的条状图就是我们常见的质谱图。
常见术语:
质荷比: 离子质量(以相对原子量单位计)与它所带电
荷(以电子电量为单位计)的比值,写作m/Z. 峰: 质谱图中的离子信号通常称为离子峰或简称峰. 离子丰度: 检测器检测到的离子信号强度. 基峰: 在质谱图中，指定质荷比范围内强度最大的 离子峰称作基峰. 总离子流图；质量色谱图；准分子离子；碎片离子； 多电荷离子；同位素离子
Ionic
IonSpray离子喷雾 Analyte Polarity
APCI大气压化学电离
GC/MS
Neutral 101 102
Molecular Weight
103
104
105
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。
GC-MS工作原理
GC-MS工作原理引言概述：气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）是一种广泛应用于化学分析领域的技术，它结合了气相色谱和质谱两种分析方法，能够高效地进行复杂混合物的分离和鉴定。
GC-MS的工作原理是基于样品分子在气相色谱柱中的分离和质谱仪器中的质谱分析，通过分析样品分子的质谱图谱，可以确定样品的成分和结构。
本文将详细介绍GC-MS的工作原理及其应用。
一、气相色谱分离1.1 气相色谱柱1.2 样品进样1.3 柱温控制二、质谱分析2.1 离子化2.2 质谱检测2.3 质谱图谱三、数据处理3.1 质谱数据获取3.2 数据分析3.3 结果解读四、应用领域4.1 环境监测4.2 食品安全4.3 药物分析五、发展趋势5.1 自动化技术5.2 多维气相色谱-质谱联用5.3 高分辨率质谱技术正文内容：一、气相色谱分离1.1 气相色谱柱：GC-MS中的气相色谱柱通常是由不同类型的固定相填料组成，样品分子在柱中根据其化学性质和分子大小进行分离。
不同的柱类型和填料可以实现不同的分离效果，如环境分析常用的DB-5柱用于分离挥发性有机物。
1.2 样品进样：样品进样是GC-MS分析的第一步，通常采用进样口将样品气体化后注入气相色谱柱中进行分离。
进样量和进样方式对分析结果有重要影响，需要根据样品特性进行合适的选择。
1.3 柱温控制：气相色谱柱的温度控制对样品分离效果至关重要，通过控制柱温可以调节样品在柱中的停留时间，从而实现不同成分的分离。
温度程序是根据样品特性和分析要求进行设计的。
二、质谱分析2.1 离子化：在质谱仪器中，样品分子首先被离子化，通常采用电子轰击或化学离子化等方式将分子转化为离子。
离子化过程会产生多种离子种类，其中主要的离子种类会被选择进行检测。
2.2 质谱检测：离子化后的离子进入质谱检测器进行检测，根据不同离子的质荷比和丰度进行分析。
常用的检测器包括飞行时间质谱仪（TOF-MS）和四极杆质谱仪（Q-MS），不同检测器有不同的检测灵敏度和分辨率。
gc-ms的工作原理详解
GC-MS工作原理GC气相色谱MS 质谱GC 把化合物分离开然后用质谱把分子打碎成碎片来测定该分子的分子量一、气相色谱的简要介绍气相色谱法是二十世纪五十年代出现的一项重大科学技术成就。
这是一种新的分离、分析技术，它在工业、农业、国防、建设、科学研究等都得到了广泛应用。
气相色谱可分为气固色谱和气液色谱。
气固色谱的“气”字指流动相是气体，“固”字指固定相是固体物质。
例如活性炭、硅胶等。
气液色谱的“气”字指流动相是气体，“液”字指固定相是液体。
例如在惰性材料硅藻土涂上一层角鲨烷，可以分离、测定纯乙烯中的微量甲烷、乙炔、丙烯、丙烷等杂质。
二、气相色谱法的特点气相色谱法是指用气体作为流动相的色谱法。
由于样品在气相中传递速度快，因此样品组分在流动相和固定相之间可以瞬间地达到平衡。
另外加上可选作固定相的物质很多，因此气相色谱法是一个分析速度快和分离效率高的分离分析方法。
近年来采用高灵敏选择性检测器，使得它又具有分析灵敏度高、应用范围广等优点。
三、气相色谱法的应用在石油化学工业中大部分的原料和产品都可采用气相色谱法来分析；在电力部门中可用来检查变压器的潜伏性故障；在环境保护工作中可用来监测城市大气和水的质量；在农业上可用来监测农作物中残留的农药；在商业部门可和来检验及鉴定食品质量的好坏；在医学上可用来研究人体新陈代谢、生理机能；在临床上用于鉴别药物中毒或疾病类型；在宇宙舴中可用来自动监测飞船密封仓内的气体等等。
四、气相色谱专业知识1 气相色谱气相色谱是一种以气体为流动相的柱色谱法，根据所用固定相状态的不同可分为气-固色谱(GSC)和气-液色谱(GLC)。
2 气相色谱原理气相色谱的流动向为惰性气体，气-固色谱法中以表面积大且具有一定活性的吸附剂作为固定相。
当多组分的混合样品进入色谱柱后，由于吸附剂对每个组分的吸附力不同，经过一定时间后，各组分在色谱柱中的运行速度也就不同。
吸附力弱的组分容易被解吸下来，最先离开色谱柱进入检测器，而吸附力最强的组分最不容易被解吸下来，因此最后离开色谱柱。
lcms质谱仪原理
lcms质谱仪原理
LC-MS质谱仪是一种联合液相色谱（LC）和质谱（MS）技术的仪器，主要用于分析和鉴定复杂样品中的化合物。
LC-MS
质谱仪的基本原理如下：
1. 液相色谱（LC）部分：在LC部分，样品溶液通过进样器
被注入进一个色谱柱中。
在色谱柱内，样品中的化合物会与柱填料上的固定相互作用，并在流动相的作用下，根据其化学性质的不同以不同的速率进行分离。
2. 质谱（MS）部分：在MS部分，离子化源将样品中的化合
物转化为荷电的离子。
这通常通过电离技术（如电喷雾（ESI）或化学电离（APCI））实现。
3. 离子聚焦：离子化后，离子被引入质谱仪中的离子门。
离子门的作用是选择性地传输特定质量/荷比（m/z）的离子。
这样，仪器可以选择性地传递特定的离子种类，以便进一步分析。
4. 分析和检测：离子在进入质谱部分之前可能需要进行解离和/或聚焦。
在质谱仪的分析部分，离子会遭受一系列的分析步骤，如质谱分析器中的离子解离，以及质谱检测器的荧光检测。
这些步骤将离子按照其质量和荷电比分开并检测。
5. 数据分析：最后，仪器会生成一个离子流谱图，其中离子的质量和相对丰度用图形显示。
这个谱图可以用于鉴定和分析样品中的化合物。
这是LC-MS质谱仪的基本原理。
通过结合液相色谱和质谱技术，LC-MS质谱仪可以对复杂样品进行高效、高灵敏度、高选择性的分析。
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◆ • • • • • • • 一.送样注意事项 1. 均匀取样: 将样品混合好再取样。 2. 送样量： 固体约为1mg 、液体约为10ul。 3. 要求样品必须澄清透明，以免损坏色谱柱； 若样品混浊,请用滤头过滤后再测样. 4. 请使用甲醇、乙腈、水、THF、DMSO、 DMF等极性溶剂溶解样品，尽量避免使用正 己烷等非极性、弱极性溶剂溶样.
• ５.样品请使用离心管或样品瓶送样。若样品 不稳定，请使用棕色送样瓶。 • ６.请按送样单的要求逐项正确完整填写。正 确填写样品编号、分子式、分子量和化学结 构；如果知道沸点请注明；若样品不稳定、 样品回收需注明。请注意，一定要填写化合 物的分子式，知道沸点的请注明沸点。 • ７所送样品如为液态，请务必注明有无剂， 所加溶剂，样品的大致浓度；并且请避免使 用与目标化合物沸点接近的溶剂；低于 100℃沸点的化合物最好不要加溶剂，请送 纯样品。 • ８．样品中不得含有超过１０％的水，以及 大量的无机酸、碱。
min
3
3.358
3.892
4
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ADC1 A, ELSD (B0902294.D) mAu 2000 1750 1500 1250 1000 750 500 0 1 2 DAD1 A, Sig=214,4 Ref=360,80 (B0902294.D) mAU 1500 1250 1000 750 500 250 0 0 1 MSD1 TIC, MS File (B0902294.D) 500000 400000 300000 200000 100000 0 0 1 2 3 4 5 6 min 2 API-ES, Pos, Scan, Frag: 80 3 3 4 5 6 min
Easy-Access 界面一 按Submit键提交样品
界面三 输入样品相关信息后 Load samples
界面四 按照提示放好样品按OK确认后回到界面一查看 数据编号
PREP-HPLC
◆一. PREP-HPLC反相体系
• 通常为水-有机相(甲醇、乙腈);为获得良好的色谱 分离效果，有时会加入后处理可除去的酸、碱、盐。
• 液质联用 (liquid Chromatagraphy-Mass Spectrometry) 可提供 色谱,光谱,质谱等多种信息, • 其中在我们的报告中打印有 总离子色谱图(Total ion current chromatogram,TIC), 提取离子色谱图 (extract ion chromatogram,EIC) , 质谱棒状图(Mass spectrum)
5
5.428
F
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7
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2
3
4
5
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4.溶剂（DMSO、THF、ETAC等）在UV214 有信号，而 在MS、ELSD上 无信号。
ADC1 A, ADC1 (10194268.D) mAu 500 480 460 440 420 400 0 1 2 DAD1 B, Sig=214,4 Ref=360,80 (10194268.D) mAU 2000 1500 1000
5.058 5.192 5.562
6
7
8
min
S N
0 1 MSD1 TIC, MS File (08054103.D) 140000 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 1
2 3 API-ES, Neg, Scan, Frag: 80
NHSO2 CH3
4
• 总离子色谱图TIC ---分析时间内所有扫描获得的离子 • 流强度对时间作图所得的色谱图. • 提取离子色谱图EIC—根据监测化合物分子量提取其产生 的离子 流强度对时间作图所得的色谱图. • 质谱棒状图---不同质量的离子质荷比与其相对的离子强度 所形成的谱图
三. 色谱条件:
◆酸性条件: 0.05%-0.01% TFA in ACN and H2O; gradient 10% to
4.706
4.868
3.944
4
5
5.359
6
min
*DAD1, 0.896 (1418 mAU, - ) Ref=0.003 & 5.316 of B0902294.D mAU 1200 1000 800 600 400 200 0 220 240 260 280 300 320 340 360 380 nm
4
4.003
4.075
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7
8
min
5.410
250 0 0 1 2 3 MSD1 TIC, MS File (06164268.D) API-ES, Pos, Scan, Frag: 80 200000 150000 100000 50000 0 0 1 2 3 4 5 4
4.177
5
5.602
500
◆ 二.仪器的配置 LC/MS (Agilent 1100 LC , VL MS; Shimadzu 2010 A ) ESLD (SEDEX 75; PL1000 )
• • •
•
→ESLD
HPLC → DAD→
→MSD
样品先经过色谱柱的分离后进行DAD测试， 再分流两路进入ELSD和MS检测器测试。
• 1.样品中不应含有强酸及强碱以及其它对色谱柱 产生损害的物质 • 2.样品中不应含有较大量的无机盐，防止堵塞柱 子及流路。 • 3.目标化合物含量应尽可能大于20%，样品颜色 深含量低的可先过柱（薄板）后再送制备。 • 4. 送样时请附上制备前的分析图谱， • 5. 样品溶解性差、稳定性差的要对制备人员说清 楚。
×××××××××××××
三. 图谱的特殊说明
1.无机盐在ELSD上有信号,而MS,UV无信号.
ADC1 B, ELSD (06164268.D)
3.127
mAu 2500 2000 1500 1000 0 1 2 DAD1 B, Sig=214,4 Ref=360,80 (06164268.D) mAU 1250 1000 750 3
◆. 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,提供三维 信息(T--A) ,确定最大吸收波长. 其中在我们的报告提取波 长为214nm的色谱图.
蒸发光散射检测器(Evaporation light-scatter Detector ,ELSD)是一种质量型检测器，对所有固体物质均 有几乎相等的响应，与待测物的光学性质或电化学性质无 关,故对于没有光学吸收特征的物质可获得检测.
2.665 3.358 3.503
3
4
5
6
min
DMSO
500 0 0 1 MSD1 TIC, MS File (10194268.D) 100000 80000 60000 40000 20000 0 0 1 2
2 API-ES, Pos, Scan, Frag: 80
3
3.491
4
4.077
5
6
4.796
四. 关于分子量的解释和注意事项
• 在画分子结构的过程中，我们发现含Cl、Br、S等有同位素 且丰度较高的化合物使用CHEMDRAW 和ISISDRAW计算 出的分子量有出入，后者计算出的分子量往往是错误的， 所以统一规定大家都用CHEMDRAW 计算分子量。
• 以C6H6NCl为例举例说明几个概念 准确分子量（Exact mass)：是用较轻同位素35Cl计算出 的分子量 平均分子量：是用同位素35Cl和37Cl自然丰度加权平均算 出的分子量 我们质谱棒状图最前面的线的质荷比就是准确分子量
4.382 4.367 5.937 0.362
4
4.254Байду номын сангаас
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400
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200000 100000 0 0 2 4
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3.不易电离的化合物，MS 出现无信号,需外送做EI；极性弱， 易挥发样品,需外送做GC-MS
ADC1 A, ADC1 CHANNEL A (08054103.D) mAU 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1 2 DAD1 B, Sig=214,4 Ref=360,80 (08054103.D) mAU 700 600 500 400 300 200 100 0 3 4 5
◆二. 分离纯化体系的选择应与化合物的性质相关。
• • 1.正相分离手段应作为首选纯化的办法 2.在正相系统不能分离及其极性在中等或较大的化合 物才适合用反相PREP-HPLC体系. • 3. 在甲醇、乙腈、DMF、DMSO或THF中有良好的 溶解性样品适合用反相PREP-HPLC体系.
◆三. 送样要求:
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
8.65%
五. Easy-Access使用说明
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2.样品的分子量小,易挥发,ELSD出现无信号
ADC1 A, ADC1 CHANNEL A (10224206.D) mAU 425 420 415 0 2 DAD1 B, Sig=214,4 Ref=360,80 (10224206.D) mAU 600 200 0 0 2 4 MSD1 TIC, MS File (10224206.D) API-ES, Pos, Scan, Frag: 80 300000 200000 100000 0 0 2 4 MSD1 152, EIC=151:153 (10224206.D) API-ES, Pos, Scan, Frag: 80