Agilent G6500 Series Q-TOF On-site Training-201301

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APCI 的电离是在常压下的气态化学电离 (CI) 过程, 是 ESI 电离的一种有效补充。溶剂或反应气 在电晕针的作用下先带电,再把电荷转移给化合物形成离子。APCI 一般只产生单电荷离子,且需要 在高温的离子化环境下操作。它属于质量-流量敏感型离子化技术,样品分子量越大,性能越高;在 相对较高的流速下灵敏度更高。适合分析中等极性到弱极性的化合物。
这里 为由仪器的飞行管所决定的常数。
所以,上述公式可以转化为
()
因而离子质荷比正比于飞行时间的平方
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1.3 Q-TOF 的工作方式 Q-TOF 有三种不同的工作方式。
MS 模式:这种模式下,可以得到待分析物质的一级质谱图。 四极杆处于离子全通过状态(TTI, Total Transmission Ion),所有的带电离子都会通过四极杆,碰
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目录
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1 基本原理
1.1 Quad 四极杆的基本原理
雾化器的喷雾针被带高电压的弧形电极环绕,带有被测物质离子的流动相,在雾化针尖端发生 雾化。在弧形电极和毛细管间的电压不同,产生一个电场,使液滴表面富集与电场极性相反的离子, 而与电场极性相同的离子则聚集在液滴内部,形成带电液滴细的喷雾。液滴在电场的作用下,飞向 毛细管。加热的干燥氮气反向流动,带走液滴中的中性溶剂分子,从而收缩液滴。当电荷排斥的静 电力超过液滴表面张力,会引起库仑爆炸,带电液滴分裂成更多更小的带电液滴。 这个过程不断重 复,直到待分析物离子最终变成气态分子离子进入毛细管。
离子化的中性溶剂液滴进入到质谱中,从而降低了噪音,并保证毛细管和离子光路更干净,更抗污 染。固定位置的雾化器在分析方法要求改变流速或流动相组成时,无需对雾化器位置进行繁复的调 整,大大提高了分析效率。
安捷伦的离子源包括高流量的高温氮气反吹干燥气系统,可以加速喷雾的溶剂挥发,减少溶剂 簇和流动相附加离子,提高了谱图的质量、灵敏度和重现性。在仪器不进样分析(处于 Standby 状态) 时,仍然维持一定的干燥气温度和流量,可以避免用户实验室的空气被吸入质谱的真空系统,极大 的减少了污染,降低了维护的周期。 1.4.1 ESI 源—大气压电喷雾离子源
Q-TOF 的真空系统由一个前级真空泵(机械油泵,Edwards E2M28 或 Agilent MS40+)或两个干
泵 (G6550A/B) ,以及两个分子涡轮泵组成。
前级真空一般在 1.8-2.5 Torr 之间,不同型号的 Q-TOF,高真空的范围不同。
型号
G6510、G6520、G6530
G6538、G6540、G6550
1.5 不同离子源的比较
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2 硬件概览
整套仪器包括液相色谱和质谱主机,以及与其配套的计算机和打印机。计算机、液相色谱和质 谱之间通过网络协议通讯,并通过一个网络交换机(LAN Switch)连接在一起。 2.1 典型配置图
真空区域
四极杆
TOF
四极杆
TOF
碰撞气关闭时 ~ 3.0×10-6 torr
~ 8.0×10-8 torr
~ 3.0×10-6 torr ~ 8.0×10-8 torr
碰撞气打开时 ~ 2.0 ×10-5 torr ~ 2.0×10-7 torr
~ 5.0×10-5 torr ~ 2.0×10-7 torr
不停进行快速切换,使得带电离子震荡通过四极杆。下图是这种分析器的示意图。
离子在四极杆内的运动轨迹可以用马修方程来描述。具体的原理可以参考质谱相关的书籍。 下图是马修稳定图示意图。这是一张 RF 和 DC 电压结合图。这张图可以预测给定的离子在四级 杆场中是否稳定。对于特定的 RF 和 DC 电压,包含这个点之上的稳定区域内的离子将会通过四级杆 进入检测器。这条扫描线由调谐文件中设置的宽度增益和宽度补偿决定。如果降低宽度补偿,扫描 线将会下降,峰宽度将会加宽。如果扫描线被提高,峰宽度将会变窄。
通 ESI 源相同的离子特征。另外,喷射流技术增加了加热的鞘流气,并可以在喷嘴处施加一个喷嘴 电压。更高的温度可以提高流动相的蒸发率,更有利于气溶胶的形成和液滴的蒸发,减少了喷雾中 大的液滴。由于使用了热梯度聚焦技术,同轴的鞘流气有助于减少离子扩散,将更多的离子引入到 MS 中。减少中性溶剂束进入 MS,提高了灵敏度,降低了噪音。
谱内部的真空系统。
离子光学组件:包括 Skimmer 1,八极杆以及 Lens 1 和 Lens 2。进一步除去溶剂和中性分子,高效的
离子传输组件,并聚焦随机运动的离子进入四极杆。
四极杆:质量过滤器,双曲线的四极杆优化离子传输和质谱分辩率。可以选择让某些质荷比的离子
依次通过或者所有的离子全通过。
碰撞池:高压具有线性加速度的碰撞池优化质谱/质谱分裂,从而在一个短的停留时间仍可消除交叉
声明
本手册内容如有改变,恕不另行通知。安捷伦科技公司对本材料,及由此引起的任何商务和特 种用途不承担责任。安捷伦科技公司对本手册中可能有的错误或与装置、性能及材料使用有关内容 而带来的意外伤害和问题不负任何责任。如果安捷伦与用户对本书中的警告术语有不同的书面协议, 这些术语与本书中的警告术语冲突,则以协议中的警告术语为准。
安捷伦液相色谱- G6500 系列 四极杆-飞行时间质谱联用仪
现场培训手册
版本
© 安捷伦科技(中国)有限公司,2013 2013 年 1 月 Rev. QTOF-201301
本手册适用于安捷伦 TOF 和 Q-TOF MassHunter 工作站软件 B.05.00 及以上版本。不同版本的功 能可能有所差异。
https://www.chem.agilent.com/en-US/Technical-Support/Software-Informatics/Pages/default.aspx
消耗品: www.agilent.com/chem/supplies 技术支持: https://www.chem.agilent.com/en-US/Technical-Support/Instruments-Systems/MassSpectrometry/Pages/default.aspx
干扰。六极杆设计有助于捕获碎片离子。
离子束整形器:将随机运动的离子压缩为一个薄层,进入飞行管。减少离子在纵向的扩散,提高分
辨率。
脉冲发生器:产生高频率的瞬间电压,使离子纵向加速进入飞行管。
飞行管:离子在飞行管内纵向飞行,不同离子的质荷比通过飞行时间的不同而区分。
检测器:包括微通路板、闪烁器和光电倍增器。高增益,寿命长,线性范围宽。
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2.3 系统结构图示意图
脉冲发生器
离子传输毛细管
检测器
离子源
离子光学组件 四极杆 碰撞池 离子束整形器 飞行管
离子源: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:离子导入通道,将离子源产生的离子传输进入质谱。同时,隔离外部的常压与质
注意:在您打电话到 Agilent 时,请事先务必记下您仪器的型号和序列号。这对于我们在系统里及时 给您提供服务非常重要!
比如上图所示的仪器,您的液相色谱泵有故障,请把泵的型号 G1312B, 序列号 DE63060245 提 供给我们;而如果您的质谱有故障,则请把其型号 G6530A 和序列号 US84920328 提供给我们。
撞能量将离子撞碎,而 TOF 仍然工作在扫描模式,得到符合设定条件的离子的二级谱图。当没有离子满 足用户预设的条件时,Q-TOF 仍工作在 TOF 模式下。
这种工作模式比较常用于方法开发,未知物质鉴定以及结构解析。
Targeted MS/MS: 在这种操作模式下,可以得到选定离子(Target)的二级质谱图。 四极杆对于用户选定的离子运行 SIM 模式,碰撞池施加碰撞能量将离子撞碎,而 TOF 仍然工作在
四极杆分析器由四根棒状电极组成,它们距离相等而且互相平行,这四个棒状电极形成一个四
极电场。四极杆处于对角位置的两根杆被连接在一起,其中一对杆之间施加电压(
),同时
在另外一对杆上施加大小相同、极性相反的直流电压和相位相反、振幅/频率相同的射频电压-
(
)。 Vdc 为直流电压,Vrf 为射频电压。直流电压与射频电压叠加在一起,且两对电极的极性
撞池不施加碰撞能量,带电离子不会裂解,TOF 工作在扫描模式下,直接检测得到一级质谱图。这 种操作模式下 Q-TOF 的行为与单 TOF 类似。
Auto MS/MS 模式:这种模式下,用户需要设定对离子做二级质谱的条件。 当某个或某些离子满足用户的预设条件时,四极杆处于 SIM(选择离子监测)模式,碰撞池施加碰
网络交换机
2.2 仪器序列号位置 对于 HPLC,每个模块的型号和序列号在该模块的右下方。对于 Q-TOF,仪器的型号和序列号
标 示 在 左 下 角 的 左 侧 。 如 下 图 所 示 。 所 有 安 捷 伦 的 产 品 , Gxxxx 代 表 的 是 该 产 品 的 型 号 , USxxxxxxxx、DExxxxxxxx、JPxxxxxxxx 或 SGxxxxxxxx 等代表的是仪器的序列号。
扫描模式,得到选定离子的二级质谱图。当没有用户选定的离子时,Q-TOF 工作在 TOF 模式。 这种工作模式比较常用于定量分析,已知物质的鉴定和结构阐明。
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1.4 离子源技术和原理 安捷伦专利的直角喷雾离子源设计,雾化器与离子传输毛细管轴呈 90 度角,这样大大减少了未
稳定区
不稳定区
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1.2 TOF 的基本原理
施加到离子的电势能转化为动能
这里 为离子的质量 为离子所带的电荷数目 为施加到离子的电势,它对于所有的离子是相同的。 为离子的飞行线速度,离子质荷比越大,飞行速度就越慢。
离子飞行的线速度 等于飞行距离 除以飞行时间
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1.4.3 ESI with Agilent Jet Steam Technology—带有安捷伦喷射流技术的 ESI 源 带有安捷伦喷射流技术的 ESI 源(简称 Jet Stream)与普通的 ESI 源的电离原理相同,提供和普
ESI 是目前应用最多的电离方式,具有极为广泛的应用领域。ESI 属于浓度敏感型离子化技术, 样品浓度越高,灵敏度越高。适合分析中等极性到极性的小分子;另外,由于其可以产生多电荷离 子的特性和相对较低的离子化温度,因而也适合分析生物大分子,比如蛋白质和多肽的分析。 1.4.2 APCI 源—大气压化学电离离子源
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3 开机和关机
3.1 开机步骤 如 果 使 用 液氮 罐 , 打开液 氮 罐 自 增压 阀 门 ,调节 液 氮 罐 分压 表 的 输出压 力 为 约 0.7 MPa
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