六味地黄丸的高效液相色谱电喷雾电离-质谱分析

浅析电喷雾质谱仪中的电喷雾系统

浅析电喷雾质谱仪中的电喷雾系统 王化斌 刘钟栋 郑隆钰 卢奎 (郑州工程学院,郑州 450052) 曹书霞 (郑州大学,郑州 450052) 刘艳 (清华大学,北京 100084) 摘 要:本文主要介绍了电喷雾质谱仪中的电喷雾部分的基本组成及基本原理。主要包括电喷雾的过程、喷雾源、气相离子的选择以及在电喷雾系统中发生的相关气相化学反应。最后介绍了电喷雾质谱的优缺点。 关键词:电喷雾,电喷雾质谱仪 The Basic Construction and Principles of the Electro_spray System in Electro_spray Mass Spectrometry Wang Huabin,Liu Zhongdong,Zheng Longyu,Lu Kui (Zhengzhou Institute of Technology,Zhengzhou 450052) Cao Shuxia (Zhengzhou University,Zhengzhou 450052) Liu Yan (Tsinghua University,Beijing 100084) Abstract:This article mainly introduced the basic construction and principles of the electro_spray sys tem of electro_spray mass spectrometry including the processes of electro_spraying,sampling gas phase ions and the accompanying chemical reactions and last the authors gave a roughly summary of the electro_spray mass spectrometry s advantages and disadvantages. Key words:Electro_spray,Electro_spray mass spectrometry 前言 电喷雾作为一种产生气相离子的方法是由Dole和他的合作者们于1968年提出的,在1973年,Dole等人提出将电喷雾与传统质谱仪联用,而 95

QTOF质谱材料培训

仪器原理介绍 电喷雾电离源（ESI） 套管的清洗、维护（如果需要可以演示操作） 电喷雾电离源是一种软电离方式，即便是分子量大，稳定性差的化合物，也不会在电离过程中发生分解，它适合于分析极性强的大分子有机化合物，如蛋白质、肽、糖等。（对于非极性、挥发性的待测化合物，则不使用。） 电喷雾电离源的最大特点是容易形成多电荷离子。这样，一个分子量为10000Da的分子若带有10个电荷，则其质荷比只有1000Da，进入了一般质谱仪可以分析的范围之内。根据这一特点，目前采用电喷雾电离，可以测量分子量在300000Da以上的蛋白质。（因此由ESI电离源电离的质谱仪在测量的分子量范围上，理论无上限，只需要调节条件，让其带上更多的电荷即可。） 电离源几个参数的意义 1、毛细管电压（3KV~8KV） 控制合适的电压，以便对于待测化合物有更好的电离度并且在这个条件下不会发生电化学反应，从而降低待测物质的信号。在负离子模式下，由于电压过高，电离源尖端会出现紫色的尖端放电现象，做样品测试的时候要尽量避免，防止由于尖端放电，电压过高使样品发生裂解，从而不能得到较高丰度的分子离子峰。同时也会由于电流的产生，损毁离子源内的元件。 2、去溶剂温度（溶剂的最低的气化温度到最高的气化温度之间） 电离源温度是溶剂气化的重要参数。软件添加附件之后可以将该参数设置到350℃。对于水比较多流动相而言，我们需要调高电离源的去溶剂温度以便水能最大程度液化，因为有时候未气化的水会进入到质谱仪器内部，对一些阀门造成损坏。（当然，对于水而言，由于表面张力比较高，很难形成电喷雾，所以可以在不影响液相分离的情况下，尽量减少水的含量，避免信号的损失。） 3、锥孔电压（根据灵敏度和分辨率进行数值优化） 锥孔也可以叫采样孔，调节合适的锥孔电压可以增强仪器的灵敏度，但是锥孔电压过高会造成待测化合物的源内裂解。造成非二级质谱造成的碎片峰的产生，不利于谱图的解析。 4、去溶剂气 去溶剂气流量的选择：经验法选择去溶剂气，一般流动相的流速为0.1mL/min时候，选择100L/h 的去溶剂气流量，0.2 mL/min时选择200L/h的去溶剂气流量，依次类推。去溶剂气的流量必须稳定，需将液氮分压表的分压控制在0.6左右，否则做出实验的待测化合物的离子计数重现性很差。另外，当去溶剂气流量升到1000L/h的时候，会发现去溶剂温度的反馈值保持在300℃（如果预设为350℃），属于正常现象。 总而言之，电离源的最佳使用效果是要保证从电离源外观看来，一定要产生锥形电喷雾。从图谱上看，如果样品量能保证在mg/mL,质谱的响应值能达到103或者104数量级。如果未达到，分析思路：1、离子模式选择是否正确。2、离子源、锥孔是否清洁。3、所设的离子源数值是不是没有得到相应的反馈值。4、待测样品是否适合用这种电离源进行电离。5、仪器的灵敏度是不是不够（在重新进行软件的附件安装之前，应该保存ms tune 方法参数，以防由于参数设置问题造成灵敏度下降）。 四级杆检测器 两种工作方式：1.全扫描scan：指定的两个质核比间扫描每个离子的丰度。 2.仅检测被选择的一个或多个离子的丰度。 飞行时间检测器原理 质荷比与时间的平方成正比，只要测定出飞行时间，就可换算成质荷比。在检测时，显然是质荷比小的先到达检测器，质荷比大的后到达。在通常情况下，离子的飞行时间为微秒数量级。 飞行时间性能指标： 1.分辨率：RP = M / ?M （M:为测定的质量，?M:半峰高的峰宽） 线性模式，分辨串较低；反射模式，分辨率可高达15000 “延迟引出”（DE）技术或称“脉冲离子引出”（PIE）

液相质谱-电喷雾离子源(ESI)的五大常见问题

液质联用技术是目前最常用的一种分析检测仪器，今天小编通过问答形式，详细介绍一下液质联用中的ESI离子源技术，透过原理，解答您在分析过程中的常见的疑惑。 一、ESI电喷雾离子源的基本原理是什么？ 图1. 三重串联四极杆质谱构造图 我们通过分解的方式来窥探一下ESI产生离子化的基本过程 液相色谱作为进样系统和分离系统： 待分析物通过液相色谱系统在色谱柱上得到分离，被流动相带入电喷雾针。

图2. ESI电喷雾离子源构造图 ●电喷雾针： 电喷雾针为套管式结构，中空管道，如上图，中间为流动相通道，两侧翼为雾化气通道，电喷雾针中的喷雾气，形成喷雾压力，流动相液体随喷雾气，被压入大气压气化腔室（见图1）形成喷雾。 ●电场梯度： 在喷雾针、和离子锥孔处的反电极之间形成电场梯度，液滴在此处形成正离子或负离子，正负离子形成与化合物的性质相关。 ●脱溶剂气： 被加热的逆向的反吹气，与液滴发生热量交换，使得带电液滴脱溶剂化，库伦爆炸在此过程中反复进行，最终形成裸露的气相离子，通过离子传输组件，进入四极杆质量过滤器中。 ●加热鞘气（辅助脱溶剂化）：

加热的鞘气，在喷针的两端，和喷针平行处，其作用，一个是热量交换，使得带电液滴气化，另外一个目的是实现离子聚焦，防止离子的逃逸。 二、质谱中的各种“气”和各种“电压”，您了解吗？ 反吹气（又名气帘气或者脱溶剂气）： 反吹气，和气帘气，脱溶剂气其实是不同的名称，从锥孔（或者毛细管）出来的加热气，运动轨迹和离子运行轨迹相反，所以有的叫它”反吹气”，又因为这种加热的气体，对于进入离子

通道前的带电液滴，与之进行热量交换，起到了脱溶剂化的效果，又被称为“脱溶剂气”，在与离子传输相反的道路上，它形成了一道像窗帘一样，阻隔了中性分子进入离子通道的路线，降低了本底干扰，所以也被称为”气帘气”。 ?喷雾气： 我们可以看到，雾化气在喷雾针平行的方向上，其主要作用在于形成喷雾压力，使得经过喷针的液流，形成细小的雾滴（此过程带电和雾化同时进行）。 ?碰撞气： （基于3Q质谱来说明），则是在质谱的碰撞池中，将来自于第一个四级杆筛选过滤后传输来的离子，与之发生碰撞，离子被撞碎后，送到第三个四极杆，由于为了防止产生碎片的复杂性，碰撞气只传递动量，不参与反应，所以一般采用高纯的惰性气体。 ?电喷雾电压： 这个施加在喷雾针上的电压，主要是用来将经过色谱柱后的流动相，到达喷雾针处形成的液滴，使之带上电荷，改变电压的正负性，其可使得液滴带上正电荷或者负电荷，这个喷雾电压，实际上使得在喷雾针到反电极之间形成电场梯度，带电机理可以看作一种电泳机制。

质谱基本原理

质谱基本原理 质谱法是将样品离子化，变为气态离子混合物，并按质荷比（m/z）分离的分析技术;质谱仪是实现上述分离分析技术,从而测定物质的质量与含量及其结构的仪器。质谱分析法是一种快速,有效的分析方法,利用质谱仪可进行同位素分析,化合物分析,气体成分分析以及金属和非金属固体样品的超纯痕量分析。在有机混合物的分析研究中证明了质谱分析法比化学分析法和光学分析法具有更加卓越的优越性，其中有机化合物质谱分析在质谱学中占最大的比重,全世界几乎有3/4仪器从事有机分析, 现在的有机质谱法，不仅可以进行小分子的分析，而且可以直接分析糖，核酸，蛋白质等生物大分子，在生物化学和生物医学上的研究成为当前的热点，生物质谱学的时代已经到来，当代研究有机化合物已经离不开质谱仪。 一.仪器概述 1.基本结构 质谱仪由以下几部分组成 供电系统 ┏━━━━━┳━━━━━━╋━━━━━━━┳━━━━━━┓ 进样系统离子源质量分析器检测接收器数据系统┗━━━━━┻━━┳━━━┻━━━━━━━┛ 真空系统 (1)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。 (2)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,有机常用的有如下几种,其中EI,FAB最常用。 EI(Electron Impact Ionization):电子轰击电离——最经典常规的方式,其他均属软电离，EI 使用面广，峰重现性好，碎片离子多。缺点：不适合极性大、热不稳定性化合物，且可测定分子量有限，一般≤1,000。 CI(Chemical Ionization):化学电离——核心是质子转移，与EI相比，在EI法中不易产生分子离子的化合物，在CI中易形成较高丰度的[M+H]+或[M-H]+等‘准’分子离子。得到碎片少，谱图简单，但结构信息少一些。与EI法同样，样品需要汽化，对难挥发性的化合物不太适合。 原理R + e-→R+·+ 2e-（电子电离）反应气为含H的 R为反应气体分子R+·+ R →RH+ + (R-H)·分子,例如异丁 M为样品分子RH+ + M →R + (M+H)+ (质子转移）烷,甲烷,氨气, R浓度＞＞M浓度R+·+ M →R + M+·（电荷交换）甲醇气等 R+·+ M →(R+M)+·（加合离子） FD(Field Desorption):场解吸——大部分只有一根峰, 适用于难挥发极性化合物，例如糖,应用较困难，目前基本被FAB取代。 FAB(Fast Atom Bombardment):快原子轰击——利用氩,氙,80年代初发明,或者铯离子枪(LSIMS,液体二次离子质谱)，高速中性原子或离子对溶解在基质中的样品溶液进行轰击，在产生“爆发性”汽化的同时，发生离子-分子反应，从而引发质子转移，最终实现样品离子化。适用于热不稳定以及极性化合物等。FAB法的关键之一是，选择适当的（基质）底物，从而可以进行从较低极性到高极性的范围较广的有机化合物测定，是目前应用比较广的电离技术。不但得到分子量还能提供大量碎片信息。产生的谱介于EI与ESI之间,接近硬电离技术。生成的准分子离子，一般常见[M+H]+和[M+底物]+。另外：还有根据底物脱氢以及分解反应产生的[M-H]_ 容易提供电子的芳烃化合物产生M+

生物质谱技术

生命科学被誉为２１世纪的最前沿科学之一，随着人类第一张基因序列草图的完成和发展，生命科学的研究也将进入一个崭新的后基因组学，即蛋白质组学时代。正如基因草图的提前绘制得益于大规模全自动毛细管测序技术一样，后基因组研究也将会借助于现代生物质谱技术等得到迅猛发展。本文拟简述生物质谱技术及其在生命科学领域研究中的应用。 １．质谱技术 质谱（ＭａｓｓＳＰｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）是带电原子、分子或分子碎片按质荷比（或质量）的大小顺序排列的图谱。质谱仪是一类能使物质粒子高化成离子并通过适当的电场、磁场将它们按空间位置、时间先后或者轨道稳定与否实现质荷比分离，并检测强度后进行物质分析的仪器。质谱仪主要由分析系统、电学系统和真空系统组成。 质谱分析的基本原理 用于分析的样品分子（或原子）在离子源中离化成具有不同质量的单电行分子离子和碎片离子，这些单电荷离子在加速电场中获得相同的动能并形成一束离子，进入由电场和磁场组成的分析器，离子束中速度较慢的离子通过电场后偏转大，速度快的偏转小；在磁场中离子发生角速度矢量相反的偏转，即速度慢的离子依然偏转大，速度快的偏转小；当两个场的偏转作用彼此补偿时，它们的轨道便相交于一点。与此同时，在磁场中还能发生质量的分离，这样就使具有同一质荷比而速度不同的离子聚焦在同一点上，不同质荷比的离子聚焦在不同的点上，其焦面接近于平面，在此处用检测系统进行检测即可得到不同质荷比的谱线，即质谱。通过质谱分析，我们可以获得分析样品的分子量、分子式、分子中同位素构成和分子结构等多方面的信息。 质谱技术的发展 质谱的开发历史要追溯到２０世纪初Ｊ．Ｊ．Ｔｈｏｍｓｏｎ创制的抛物线质谱装置，１９１９年Ａｓｔｏｎ制成了第一台速度聚焦型质谱仪，成为了质谱发展史上的里程碑。

电喷雾质谱

电喷雾电离质谱（电喷雾部分）的简介 ESI-MS的大概结构 电喷雾质谱主要有两部分组成, 电喷雾部分和质谱仪部分。电喷雾部分可以提供一种相对简单的方式, 使非挥发性溶液相的离子转入到气相; 而质谱仪部分则可以提供一种灵敏的、直接的检验。 ESI的基本原理 ESI 是一种离子化技术, 它将溶液中的离子转变为气相离子而进行MS分析。电喷雾过程可简单描述为: ：样品溶液在电场及辅助气流的作用下喷成雾状带电液滴，挥发性溶液在高温下逐渐蒸发，液滴表面的电荷体密度随半径减少而增加，当达到雷利极限时，液滴发生库伦爆破现象，产生更小的带电微滴。上述过程不断反复，最终实现样品的离子化。由于这一过程即没有直接的外界能量作用于分子，因此对分子结构破坏较少，是一种典型的“软电离”方式。

ESI过程 ESI过程中大致可以分为液滴的形成、去溶剂化、气相离子的形成3 个阶段。 液滴的形成和雾化 样品溶液通过雾化器进入喷雾室, 这时雾化气体通过围绕喷雾针的同轴套管进入喷雾室, 由于雾化气体强的剪切力及喷雾室上筛网电极与端板上的强电压( 2~6 kV) ,将样品溶液拉出, 并将其碎裂成小液滴。随着小液滴的分散, 由于静电引力的作用, 一种极性的离子倾向于移到液滴表面, 结果样品被载运并分散成带电荷的更微小液滴。液滴的形成及电喷雾过程如图2 所示。 去溶剂化和离子的形成进入喷雾室内的液滴, 由于加热的干燥气-氮气的逆流使溶剂不断蒸发, 液滴的直径随之变小,并形成一个“突出”使表面电荷密度增加。当达到Rayleigh( 雷利) 极限时, 电荷间的库仑排斥力足以抵消液滴表面张力时, 液滴发生爆裂, 即库仑爆炸, 产生了更细小的带电液滴, 离子的形成如图 3所示。

电喷雾质谱法快速分析三种农药的残留

Journal of Organic Chemistry Research 有机化学研究, 2015, 3(3), 115-121 Published Online September 2015 in Hans. https://www.360docs.net/doc/e417197587.html,/journal/jocr https://www.360docs.net/doc/e417197587.html,/10.12677/jocr.2015.33016 Rapid Analysis of Three Kinds of Pesticide Residues Using Electrospray Ionization Mass Spectrometry Jing Li1*, Jun Yan2, Wenxiang Hu3* 1School of Chemistry and Chemical Engineering, Shanxi University, Taiyuan Shanxi 2Central Research Institute of China Chemical Science and Technology, Beijing 3Beijing Excalibur Space Military Academy of Medical Sciences, Beijing Email: *lxf7777@https://www.360docs.net/doc/e417197587.html,, *huwx66@https://www.360docs.net/doc/e417197587.html, Received: Jul. 13th, 2015; accepted: Aug. 4th, 2015; published: Aug. 10th, 2015 Copyright ? 2015 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.360docs.net/doc/e417197587.html,/licenses/by/4.0/ Abstract Electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS) combined with electrospray ionization tan-dem mass spectrometry technology was used for rapid analysis of three kinds of pesticide resi-dues. In this manuscript, the rapid analytical method for Hexaconazo, Iimidacloprid residues, as well as the rule of tandem mass spectrometry for Difenconazole, was established. The method is simple and rapid. It is applicable to determine the pesticide and pesticide residues. Keywords Electrospray Ionization Mass Spectrmetry (ESI-MS), In-Source Collision Induced Dissociation (CID), Pesticide Residues, Rapid Analysis 电喷雾质谱法快速分析三种农药的残留 李竞1*，闫峻2，胡文祥3* 1山西大学化学化工学院，山西太原 2中化化工科学技术研究总院，北京 3北京神剑天军医学科学院，北京 *通讯作者。

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仪器原理介绍 ESI） 电喷雾电离源（ 电喷雾电离源是一种软电离方式，即便是分子量大，稳定性差的化合物，也不会在电离过程中发生分解，它适合于分析极性强的大分子有机化合物，如蛋白质、肽、糖等。（对于非极性、挥发性的待测化合物，则不使用。） 电喷雾电离源的最大特点是容易形成多电荷离子。 这样，一个分子量为10000Da的分子若带有10个电 荷，则其质荷比只有1000Da，进入了一般质谱仪可 以分析的范围之内。根据这一特点，目前采用电喷 雾电离，可以测量分子量在300000Da以上的蛋白 质。（因此由ESI电离源电离的质谱仪在测量的分子 量范围上，理论无上限，只需要调节条件，让其带上 更多的电荷即可。） 2

电离源几个参数的意义 1、毛细管电压（3KV~8KV） 控制合适的电压，以便对于待测化合物有更好的电离度并且在这个条件下不会发生电化学反应，从而降低待测物质的信号。在负离子模式下，由于电压过高，电离源尖端会出现紫色的尖端放电现象，做样品测试的时候要尽量避免，防止由于尖端放电，电压过高使样品发生裂解，从而不能得到较高丰度的分子离子峰。同时也会由于电流的产生，损毁离子源内的元件。 2、去溶剂温度（溶剂的最低的气化温度到最高的气化温度之间） 电离源温度是溶剂气化的重要参数。软件添加附件之后可以将该参数设置到350℃。对于水比较多流动相而言，我们需要调高电离源的去溶剂温度以便水能最大程度液化，因为有时候未气化的水会进入到质谱仪器内部，对一些阀门造成损坏。（当然，对于水而言，由于表面张力比较高，很难形成电喷雾，所以可以在不影响液相分离的情况下，尽量减少水的含量，避免信号的损失。） 3、锥孔电压（根据灵敏度和分辨率进行数值优化） 3

质谱 离子源

液质联用和气质联用 气质联用仪(GC-MS)： 适宜分析小分子、易挥发、热稳定、能气化的化合物；用电子轰击方式（EI）得到的谱图，可与标准谱库对比。 GC-MS一般采用EI和CI离子源。 EI：电子电离源，最常用的气相离子源，有标准谱库 CI：化学电离源，可获得准分子离子。PCI，NCI 液质联用(LC-MS)： 不挥发性化合物分析测定，极性化合物的分析测定，热不稳定化合物的分析测定，大分子量化合物（包括蛋白、多肽、多聚物等）的分析测定； 液质的离子源种类比较多，这里只列主要的几个。 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） ESI 为电喷雾，即样品先带电再喷雾，带电液滴在去溶剂化过程中形成样品离子，从而被检测，对于极性大的样品效果好一些； APCI 为大气压力化学电离源，样品先形成雾，然后电晕放电针对其放电，在高压电弧中，样品被电离，然后去溶剂化形成离子，最后检测，对极性小的样品效果较好。 APPI：大气压光电离源，适用于弱极性的化合物，如多环芳烃等 ESI 的软电离程度较APCI 的还小，但其应用范围较APCI 的大，只有少部分ESI 做不出，可以用APCI 辅助解决问题，但是APCI还是不能解决所有ESI 解决不了的问题，一般用ESI 和 APPI 搭配使用比 ESI 和APCI 的应用范围更广一些。 电喷雾电离源是一种软电离方式，即便是分子量大，稳定性差的化合物，也不会在电离过程中发生分解，它适合于分析极性强的大分子有机化合物，如蛋白质、肽、糖等。电喷雾电离源的最大特点是容易形成多电荷离子。这样，一个分子量为10000Da的分子若带有10个电荷，则其质荷比只有1000Da，进入了一般质谱仪可以分析的范围之内。根据这一特点，目前采用电喷雾电离，可以测量分子量在300000Da 以上的蛋白质。电喷雾电离源是一种软电离方式，即便是分子量大，稳定性差的化合物，也不会在电离过程中发生分解，它适合于分析极性强的大分子有机化合物，如蛋白质、肽、糖等。电喷雾电离源的最大特点是容易形成多电荷离子。这样，一个分子量为10000Da的分子

电喷雾电离质谱的简介与改进

电喷雾电离质谱

电喷雾电离质谱（电喷雾部分）的简介与改进 摘要：本文主要围绕电喷雾电离质谱的电喷雾部分的结构，原理，电喷雾的过程，以及其优缺点和应用对其做了简要的介绍，并在最后提出了一些改进的建议。希望通过本文的介绍大家可以进一步了解电喷雾电离质谱，并引起大家对电喷雾电离质谱的重视，在以后的实际运用中使其发挥更大的作用。关键字：电喷雾电离质谱质谱分析 Abstract: This paper mainly introduces the structure, principle, electrospray ionization process of ESI in ESI-MS（electrospray ionization mass spectrometry）, as well as its advantages、disadvantages and application, and concludes with some suggestions for improvement。 Through this paper I hope all of you can learn more about ESI-MS, draw your attention on ESI-MS, and let ESI-MS play a greater role in the practical application。Keywords: ESI-MS Mass Spectrometry 引言：电喷雾作为一种产生气相离子的方法是由Dole 和他的合作者们于1968 年提出的, 在1973年, Dole 等人提出将电喷雾与传统质谱仪联用, 而到1984 年才被用于实验中。电喷雾质谱作为一种较新的分析手段, 它正越来越广泛地被人们所利用。自从90 年代以来, 关于电喷雾质谱发展、应用和功能方面的出版物呈指数上升。但是在日常学习生活中电喷雾质谱却鲜为人知，对于质谱部分的介绍有很多书籍可以参考, 但对于电喷雾部分,国内关于此方面系统介绍的书籍、文章却极少。因此在此做一些介绍，并针对在实际分析工作中存在的一些问题提出一些改进的意见。 ESI-MS的大概结构 电喷雾质谱主要有两部分组成, 电喷雾部分和质谱仪部分。电喷雾部分可以提供一种相对简单的方式, 使非挥发性溶液相的离子转入到气相; 而质谱仪部分则可以提供一种灵敏的、直接的检测方式。 图 1电喷雾质谱示意图

串联质谱技术的应用综述

《有机结构分析II》 串联质谱技术的应用

液相色谱-质谱法(LC/MS)将应用范围极广的分离方法与灵敏、专属、能提供相对分子质量和结构信息的质谱法结合起来, 因此已成为一种重要的现代分离分析技术。虽然与LC相连的单极质谱仪也能够提供相对分子质量的信息, 但不足之处在于基质对待测组分的干扰难以排除及待测组分的结构信息不能充分利用。液相色谱与串联质谱联用可在一级质谱MS条件下获得很强的待测组分的准分子离子峰, 几乎不产生碎片离子, 并可对准分子离子进行多级裂解, 进而获得丰富的化合物碎片信息, 可用来推断化合物结构, 确认目标化合物, 辨认重叠色谱峰以及在高背景或干扰物存在的情况下对目标化合物定量, 因而成为药物代谢过程和产物研究, 复杂组分中某一组分的鉴定和定量测定, 以及药用植物成分研究中更为强有力的工具。本文对液相色谱-串联质谱法(LC-MSn)的原理及其在药物代谢方面的应用作简要介绍。 1 串联质谱(MS/MS)基本原理 1.1 离子源 离子源的种类包括:电子轰击电离(EI)、化学电离(CI)、快原子轰击(FAB)、场电离(FI)和场解吸(FD)、大气压电离源(API)、基质辅助激光解吸离子化(MALDI)和电感耦合等离子体离子化(ICP)等。现在主要采用大气压离子化技术(API), 包括电喷雾离子化(ESI)、大气压化学离子化(APCI)和大气压光电离化(APPI)。API 是软电离技术, 通常只产生分子离子峰, 因此可直接测定混合物。其中,ESI应用十分广泛, 适用于极性、热不稳定、难气化的成分分离分析, 小到无机离子, 大到蛋白质、核酸。ESI-MS中可以容易地控制碎片的裂解程度。用串联质谱可以选择特定的离子, 通过碰撞诱导解离(CID)使其碎裂成碎片离子;另一种方法是通过改变锥孔(取样口)电压(源内CID)的方式, 无选择地将源内所有的离子击碎。 1.2 质量分析器及其特点 质量分析器是质谱计的核心, 不同类型的质量计其功能、应用范围、原理和实验方法均有所不同。磁质谱:分为单聚焦磁场分析器和双聚焦分析器。离子源中生成的离子通过扇形磁场和狭缝聚焦形成离子束。离子离开离子源后, 进入垂直于其前进方向的磁场。不同质荷比的离子在磁场的作用下, 前进方向产生不同的偏转, 从而使离子束发散。由于不同质荷比的离子在扇形磁场中有其特有的运动曲率半径, 通过改变磁场强度, 检测依次通过狭缝出口的离子, 从而实现离

电喷雾电离质谱及其在蛋白质化学研究中的应用.

电喷雾电离质谱及其在蛋白质化学研究中的应用 桑志红综述杨松成审校 （国家生物医学分析中心北京100850） 摘要本文综述了电喷雾电离质谱及其在蛋白质化学研究中的应用。由于电喷雾电离质谱可产生多电荷峰，因此大大扩大了检测的分子质量范围，同时灵敏度高，另外它可与HPLC 及高效毛细管电泳分离技术联用，扩大了质谱在蛋白质化学研究中的应用。 关键词电喷雾电离；质谱；蛋白质化学 在有机化合物结构的鉴定中，质谱、核磁、红外及紫外等分析手段，从不同的侧面提供了化合物的结构信息。质谱以质量分析为基础，灵敏度高，可提供化合物的分子量、分子式（高分辨质谱）以及一些有关的结构信息。经典的有机质谱要求待测物能气化，有一定纯度，热稳定性好等条件，因此，极性高，不易气化，热不稳定以及不纯的化合物难以用经典质谱测定。近年来随着有机质谱在质谱硬件、软件、电离技术的发展，以及与各种分离方法相联（如色质联用技术）的接口的不断完善，扩大了化合物的检测范围，在分子量测定方面，已从化学小分子扩展到生物大分子，可测定的分子量达到几十万道尔顿。 质谱有多种电离方法，包括场解吸、等离子体解吸、激光解吸、快速粒子轰击、热喷雾电离和大气压电离等。每一种电离方法都有一定的分子量检测范围，一般认为热喷雾的分子量检测最大范围约8ku，快原子轰击为25ku。但是随着分子质量的增加，所有分析方法的灵敏度均有所下降。 电喷雾电离质谱（ESI-MS）由于可以产生多电荷峰，与传统的质谱相比扩大了检测的分子质量范围，同时提高了灵敏度，使一种M/Z限制在一定范围的四极质谱，就可以分析分子质量超过200ku的蛋白质[1]。另外ESI-MS方法产生一系列的多电荷峰，可以得到准确的分子量，它还可与HPLC和高效毛细管电泳（CE）分离方法相连接,扩大了质谱在生物领域的应用。 电喷雾现象的出现可以追溯到两个世纪之前，但真正把电喷雾作为一种电离方法的创新性的研究是由Dole等在大约30前开始的，他们研究的目的是用电喷雾来产生气态大离子。1984年Yamashita等把大气压电喷雾电离技术与四极质谱结合起来，同年，Alexandror把它和磁质谱结合起来。1988年Fenn研究小组报道了用ESI-MS得到了带有45个正电荷分子量为40ku的蛋白质，随后ESI-MS在生物大分子的研究领域进入了一个全新的发展阶段。到

质谱原理简介

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。以检测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. 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。 1.0 指与分子存在简单关系的离子，通过它可以确定分子量.液质中最常 见的准分子离子峰是[M+H]+或[M-H]-. 在ESI中，往往生成质量大于分子量的离子如

M+1,M+23,M+39,M+18......称准分子离子，表示为：[M+H]+,[M+Na]+ 等碎片离子: 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。 Ep hedri ne, 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离子.有机质谱中,单电荷离子是绝大多数，只有那些不容易碎裂的基团或分子结构 -如共轭体系结构-才会形成多电荷离子.它的存在说明样品是较稳定 的?采用电喷雾的离子化技术， 可产生带很多电荷的离子，最后经计算机自动换算成单质/荷 比离子。 同位素离子由元素的重同位素构成的离子称为同位素离子各种元素的同位素，基本上按照其在自然界的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。

解读ESI电喷雾质谱

解读ESI电喷雾质谱 第三页 电喷雾的产生 电喷雾 当在液体流上加上高电压，会产生液滴，这种技术被称为电喷雾。例如：HPLC流出的就是液体流。在20世纪早期这种产生液滴的方法有各种各样的应用。在电喷雾中，较大的液滴不断爆裂成更小的液滴，最后， 被分析物解离为离子进入气态。 在这里，纯粹的电喷雾指不使用雾化气。在更高的LC流速下，使用鞘气在帮助完成雾化过程。一些研究者称这种方法为“气动辅助的电喷雾”（pneumatically assisted electrospray）。

举例 在这个例子中，一个单肽离子化产生一个带电部分和一个不带电部分。分子中正电荷的数量常和分子中碱基位点的数目是相关的。在质谱的正离子采集模式下，分析物在低pH下喷出，更容易形成正离子。在质谱的负离子采集模式下，在分子等电点以上的负离子化有利于产生去质子的分子。ESI质谱的基本原则是：在质谱本身能用其电场影响分子之前，分子必须能够带电。下面的部分我们会介绍质谱中为什么会出现分子群。 注：大部分从胰蛋白酶酶解产生的肽，会有两个潜在的质子化的位点：氨基和碱性的C端残基，赖氨酸或精氨酸。 液质联用流动相的选择 1）甲醇vs乙腈 甲醇： 优点：便宜、相同的保留因子所需要的甲醇的比例大，有机相浓度大有利于离子化。 缺点：反压高，洗脱能力差。 乙腈： 优点：洗脱能力强（色谱峰窄），反压低。 缺点：价格较高。 2）有机相的比例： 一般有机相比例太低，不利于雾化，太高不利于离子化（且背景较高）。推荐使

用40％左右的有机相比例。 3）梯度vs等梯度 梯度洗脱有利于未知样品的测试，但所需要的时间较长，且信号稳定性较差。等梯度洗脱，常用于2-3个保留时间较近的化合物的测试，所需时间短（2-3min)，且信号稳定。 流动相过滤 预防：所有的流动相（水相，有机相，盐溶液等），必须用0.45um的滤膜过滤；仪器不使用时，需将溶剂滤头从水相或缓冲液相中取出，并浸泡在有机溶剂中，否则会导致霉菌和微生物的生长，造成溶剂滤头堵塞。 吸滤头 材质：不锈钢烧结，陶瓷，玻璃，聚四氟等 故障：堵塞，流路不畅（水相滤头容易产生） 表现：管路中不断有气泡生成，而且容易造成流量不准，严重的话压力波动 原因：水中细菌、流动相中颗粒、空气中灰尘等 措施：用5％稀硝酸，超声波清洗，再用蒸馏水清洗，最好一个月洗一次（玻璃材质的不能超声） 对不能用在做LC-MS的流动相系统中加甲酸钠或醋酸钠。 因为无论你使用ESI还是APCI源，这样的盐类都不能挥发，结果很可能是堵住离子源后方的加热毛细管，这时问题就很严重了。 我不大清AB，Agilent的公司的质谱仪对于不挥发性的盐的耐受能力如何，但是就我们实验室的几台Finnigan公司的质谱仪情况来看，无论是离子阱质谱仪还是三重四极杆的质谱仪，都不能在流动相系统中加入不挥发性的盐类。如果实在是必须在流动相中加缓冲盐以调节峰形，我使用的唯一的缓冲盐就是可以挥发的醋酸铵，而且浓度也严格控制在10 mM以下。即便这样，晚上作完实验打开仪器的离子源也还是发现在离子源里有层白色的膜。 总之，对于LC-MS，能不用盐就尽量不要用缓冲盐了。若做的药物对于正离子响应好，一般采用甲醇-水-甲酸系统或乙腈-水-甲酸系统就完全可以搞定；若做的药物对于负离子响应好，一般采用甲醇-水-氨水系统或乙腈-水-氨水系统也完全可以搞定。 从我的经验来看，M+Na峰离子确实不稳定，对M+Na峰进行二级全扫描质谱分析，几乎不可能得到稳定的二级碎片离子。M+Na峰和M+NH4峰的情况是类似的。我做过大约30个药物的体内样品LC-MS-MS定量分析，约有10%的药物出现M+Na峰或M+NH4峰，我从来不用它们做定量分析的离子。我认为很难做好。

电喷雾质谱仪操作规程

电喷雾质谱仪操作规程 （非实验操作人员严禁操作机器，严禁改动实验参数） 1．进入操作间时请换上拖鞋，并穿上实验服。 2．打开喷雾腔，去掉橡皮帽，安装喷雾遮盖，关上喷雾腔，小心不要夹到输送氮气的塑料管。3．进入esquire Control窗口，调到standby模式。进入菜单栏Option 下vacuum system 查看真空状态，Fore: 3.0 mbar, High: 1.5 × 10 -5 mbar, 必须达到此数值以下才能操作。没有达到时，将仪器调到shutdown 模式，继续抽真空。关闭对话框。 4．Standby 模式下，调到Tune面板，参数设置如下： Nebulizer: 1.0 psi; Dry Gas: 3.0 l/min; Dry Temp: 300 °C 等到机器温度稳定地达到300 °C 时才能开始操作，操作时参数设置如下： Nebulizer: 7.0 psi; Dry Gas: 4.0 l/min; Dry Temp: 300 °C 除多肽和蛋白样品可稍做改动外，其他有机小分子勿改动参数。前面的参数为设置值，后面为实际值，如果实际值跟不上设置值的改动变化时，需要更换液氮。做样间隔时，重新将参数设置为： Nebulizer: 1.0 psi; Dry Gas: 3.0 l/min; Dry Temp: 300 °C 中午下午休息时，将机器调为shutdown 模式。 5． 缓慢用甲醇清洗注射器4到5次后，清洗仪器管线，先推两次空针再用甲醇清洗4到5次。 6．用甲醇或乙腈稀释样品，样品浓度应尽可能稀，在10 μmol/L – 100 μmol/L 数量级即可，样品必须是清澈透明的，决不允许有沉淀和漂浮物。 7．打开进样器开关。进样器的流量已设为240 μl/h，勿改动。把注射器与仪器管线连好后，安装在进样器上。 8．点击工具栏设置保存路径，Tune面板中更改Target Mass、 Scan范围、Nebulizer: 7.0 psi、Dry Gas: 4.0 l/min，Mode面板中选择离子模式，其他参数勿动。点击Operate模式，同时按下进样器右起两个按键，看到显示屏上有信号时松手，再按下run/stop键开始进样，点击工具栏保存。重新调至Standby模式，按下进样器run/stop键停止进样。如果离子强度达到107甚至更高，立即停止进样，重新稀释样品。 9. 特别注意：在做同一个样品时，如果要在Mode面板中转换离子模式，即正负离子的转换， 一定要先将机器调为Standby，再转换离子模式，切记切记！！以前我们是在Operate模式

电喷雾离子源质谱原理ppt

Electrospray Ionization Mass Spectrometry Jessica Gilman Courtney Mashburn 17 September 2002 Chemistry 5181 “Many users tend to view ESI as a ‘Black Box,’ because sources of instability, background, interference, competition, and suppression are not always understood.”

Outline l Introduction l Ionization Process l Introduction of Ions into MS l Operational Conditions and Parameters l Solvent and Analyte Characteristics l Sensitivity and Detection Limits l Tandem Techniques l Summary Introduction l ESI allows for large, non-volatile molecules to be analyzed directly from the liquid phase l Used for: l Mass determination of biomolecules l Analysis and sequencing of proteins and oligonucleotides l Analyzing drugs, pesticides, and carbohydrates l Long chain fatty acids

质谱联用技术及应用

质谱联用技术及应用 摘要：色谱质谱联用是最具发展和应用前景的技术之一，克服了色谱难以获得结构信息和质谱需要预处理的缺点。本文主要讲述了气相色谱-质谱联用、液相色谱-质谱联用及质谱-质谱联用技术的优点，以及质谱联用技术在生物、医药、化工、农业等领域的应用。 关键词：气相色谱-质谱联用、液相色谱-质谱联用、质谱-质谱联用 质谱分析是一种测量离子荷质比（电荷-质量比）的分析方法，其基本原理是使试样中各组分在离子源中发生电离，生成不同荷质比的带正电荷的离子，经加速电场的作用，形成离子束，进入质量分析器。在质量分析器中，再利用电场和磁场使发生相反的速度色散，将它们分别聚焦而得到质谱图，从而确定其质量。色谱-质谱联用技术是当代最重要的分离和鉴定的分析方法之一。色谱的优势在于分离，色谱的分离能力为混合物分离提供了最有效的选择，但色谱方法难以得到结构信息，其主要靠与标样对比达到对未知物结构的推定；在对复杂混合未知物的结构分析方面显得薄弱；在常规的紫外检测器上对于无紫外吸收化合物的检测和大量未知化合物的定性分析还需依赖于其他手段。质谱法能提供丰富的结构信息，用样量又是几种谱学方法中用量最少的，但其样品需经预处理（纯化、分离），程序复杂、耗时长。长期以来，人们为解决这两种技术的弱点发展了许多技术，其中色谱. 质谱联用技术是最具发展和应用前景的技术之一。目前应用较多的是气相色谱-质谱（GC-MS）联用。但是GC要求样品具有一定的蒸气压，只有20%的药品可不经过预先的化学处理而能满意地用气相色谱分离，多种情况下所研究的药物需要经过适当的预处理和衍生化，以使之成为易汽化的样品才能进行GC-MS分析。而HPLC可分离极性的、离子化的、不易挥发的高分子质量和热不稳定的化合物，同时LC-MS联机弥补了传统LC检测器的不足，具有高分离能力，高灵敏度，应用范围更广和具有极强的专属性等特点，越来越受到人们的重视。据估计已知化合物中约80%的化合物均为亲水性强、挥发性低的有机