最新LCMS方法文档格式.docx

最新LCMS方法文档格式.docx

《最新LCMS方法文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最新LCMS方法文档格式.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

液-质联用接口技术主要是沿着三个分支开展的：

〔1〕流动相进入质谱直接离子化，形成了连续流动快原子轰击〔continuous-flowfastatombombarment,CFFAB〕技术等；

〔2〕流动相雾化后除去溶剂，分析物蒸发后再离子化，形成了“传送带式〞接口〔moving-beltinterface〕和离子束接口〔particle-beaminterface〕等；

〔3〕流动相雾化后形成的小液滴解溶剂化，气相离子化或者离子蒸发后再离子化，形成了热喷雾接口〔thermosprayinterface〕、大气压化学离子化〔atmosphericpressurechemicalionization,APCI〕和电喷雾离子化〔electrosprayionization,ESI〕技术等。

1液体直接导入接口

1972年，Tal’roze等人提出了直接将色谱柱出口导入质谱的思想，当时称之为毛细管入口界面。

相继有许多研究组开展这方面的研究，在1980年这种液质接口已经用于商业化生产。

为了防止非挥发溶剂的污染，Melera使用一个小的横隔膜对这一接口进行了改良，研制成了液体直接导入接口〔directliquidintroductioninterface〕技术。

该接口是将液相色谱的流动相沿着进样杆流动，然后通过一个直径为3-5µ

m的针孔，使液体射入质谱计的CI离子源中。

采用传统的CI离子源可以很容易地把色谱与质谱计相连或脱开。

液体直接导入接口的优点是：

接口简单，造价低廉，可将非挥发性和热不稳定性的化合物温和地转化成气态，样品以溶液状态进入质谱形成了CI条件，可得到分子量信息。

缺点是：

分流过程中需要减少大量的流动相，使用的隔膜

信号的背景值较高，只能分析热稳定性的化合物。

4离子束接口

离子束接口〔particle-beaminterface,PB〕是从单分散气溶胶界面〔monodisperseaerosolgeneratinginterfaceforchromatography,MAGIC〕开展来的。

该接口将液相色谱的流动相在常压下借助气动雾化产生气溶胶，气溶胶扩展进入加热的去溶剂室，此时待测分子通过一个动量别离器与溶剂别离，然后经一根加热的传送管进入质谱。

分析物粒子在离子源与热源室的内壁碰撞而分解，溶剂蒸发后释放出气态待测分子即可进行离子化。

离子束接口的优点是：

分析范围比热喷雾接口更宽，将电离过程与溶剂别离过程分开，更适合于使用不同的流动相，不同的分析物质；

主要用于分析非极性或中等极性，分子量小于1,000的化合物，在药残、药物代谢分析、化工方面曾有许多成功的实例分析。

其缺点是：

灵敏度变化范围大，线性响应的浓度范围较窄，两种化合物的协同洗脱会对响应产生不可预测的效应，使用高速氦气造价太高，离子化手段仍然是电子轰击，不适于分析热不稳定的化合物。

5热喷雾接口

热喷雾接口〔thermosprayinterface〕是从20世纪70年代中期开始在美国休斯顿大学实验室立项研究，旨在解决在液相和质谱之间传送1ml/min流速水溶液流动相的难题，可使用EI和CI两种离子化源。

在最初的设计中非常复杂，直到1987年后的五年内才得到突飞猛进的开展。

该接口是将液相色谱的流动相通过一根电阻式加热毛细管进入一个加热的离子室，毛细管内径约0.1mm，比液体直接导入接口的取样孔大很多。

毛细管的温度调节到溶剂局部蒸发的程度，产生蒸汽超声喷射，在含有水溶剂的情况下，喷射中含有夹带荷电小液滴的雾状物。

由于离子室是加热的，并由前级真空泵预抽真空，当液滴经过离子源时继续蒸发变小，有效地增加了荷电液滴的电场梯度。

最终使其成为自由离子而从液滴外表释放出去，通过取样锥内的小孔离开热喷雾离子源。

热喷雾接口的优点是：

可以减少进入质谱的溶剂量，对不挥发的分析物分子也可电离，可以接受的溶剂流量大致范围为0.5~2.5ml/min，但不允许有不挥发性缓冲溶液。

该接口技术的重现性较差，受溶剂成分、取样杆温度及离子源温度的影响；

是一种软电离技术，在谱图中只有分子离子峰，碎片非常少；

对分析物要求有一定的极性，流动相中要有一定量的水，对热稳定性差的化合物有明显的分解作用。

6电喷雾离子化技术

电喷雾〔ESI〕技术作为质谱的一种进样方法起源于20世纪60年代末Dole等人的研究，直到1984年Fenn实验组对这一技术的研究取得了突破性进展。

1985年，将电喷雾进样与大气压离子源成功连接。

1987年，Bruins等人开展了空气压辅助电喷雾接口，解决了流量限制问题，随后第一台商业化生产的带有API源的液-质联用仪问世。

ESI的大开展主要源自于使用电喷雾离子化蛋白质的多电荷离子在四极杆仪器上分析大分子蛋白质，大大拓宽了分析化合物的分子量范围。

ESI源主要由五局部组成：

〔1〕流动相导入装置；

〔2〕真正的大气压离子化区域，通过大气压离子化产生离子；

〔3〕离子取样孔；

〔4〕大气压到真空的界面；

〔5〕离子光学系统，该区域的离子随后进入质量分析器。

在ESI中，离子的形成是分析物分子在带电液滴的不断收缩过程中喷射出来的，即离子化过程是在液态下完成的。

液相色谱的流动相流入离子源，在氮气流下汽化后进入强电场区域，强电场形成的库仑力使小液滴样品离子化，离子外表的液体借助于逆流加热的氮气分子进一步蒸发，使分子离子相互排斥形成微小分子离子颗粒。

这些离子可能是单电荷或多电荷，取决于分子中酸性或碱性基团的体积和数量。

电喷雾离子化技术的突出特点是：

可以生成高度带电的离子而不发生碎裂，可将质荷比降低到各种不同类型的质量分析器都能检测的程度，通过检测带电状态可计算离子的真实分子量，同时，解析分子离子的同位素峰也可确定带电数和分子量。

另外，ESI可以很方便地与其它别离技术联接，如液相色谱、毛细管电泳等，可方便地纯化样品用于质谱分析。

因此在药残、药物代谢、蛋白质分析、分子生物学研究等诸多方面得到广泛的应用。

其主要优点是：

离子化效率高；

离子化模式多，正负离子模式均可以分析；

对蛋白质的分析分子量测定范围高达105以上；

对热不稳定化合物能够产生高丰度的分子离子峰；

可与大流量的液相联机使用；

通过调节离子源电压可以控制离子的断裂，给出结构信息。

7大气压化学离子化技术

大气压化学离子化〔APCI〕技术应用于液-质联用仪是由Horning等人于20世纪70年代初创造的，直到20世纪80年代末才真正得到突飞猛进的开展，与ESI源的开展根本上是同步的。

但是APCI技术不同于传统的化学电离接口，它是借助于电晕放电启动一系列气相反响以完成离子化过程，因此也称为放电电离或等离子电离。

从液相色谱流出的流动相进入一具有雾化气套管的毛细管，被氮气流雾化，通过加热管时被汽化。

在加热管端进行电晕尖端放电，溶剂分子被电离，充当反响气，与样品气态分子碰撞，经过复杂的反响后生成准分子离子。

然后经筛选狭缝进入质谱计。

整个电离过程是在大气压条件下完成的。

APCI的优点是：

形成的是单电荷的准分子离子，不会发生ESI过程中因形成多电荷离子而发生信号重叠、降低图谱清晰度的问题；

适应高流量的梯度洗脱的流动相；

采用电晕放电使流动相离子化，能大大增加离子与样品分子的碰撞频率，比化学电离的灵敏度高3个数量级；

液相色谱-大气压化学电离串联质谱成为精确、细致分析混合物结构信息的有效技术。

伴随着液-质联用接口技术的开展，质谱仪器本身也在不断开展，出现了多种类型的质谱检测器。

目前比拟常用的质谱仪器有：

四极杆质谱仪、四极杆离子阱质谱仪、飞行时间质谱仪和离子盘旋共振质谱仪等。

1四极杆质谱分析仪

目前，四极杆质量滤器的应用仍然最为广泛。

三级四极杆质谱仪的选择反响监测〔selected-reactionmonitoring,SRM〕模式适于进行常规的和高通量的生物分析。

四极杆工艺的改良和强稳定性的射频〔RF〕大大提高了质谱的分辨率，分辨质量数的宽度到达0.1Da，提高了分析化合物的选择性。

随着对三级四极杆质谱中碰撞池的改良，出现了高压线形加速碰撞池，提高了对传送离子的能力，降低了物质间的干扰，大大提高了对多组分生物化合物的分析能力。

在所有的质谱分析仪中，四极杆质谱仪的定量分析结果的准确度和精密度最好。

2四极杆离子阱质谱分析仪

在说明化合物的结构方面，三维的四极杆离子阱得到广泛的应用。

与此相关的革新主要有基质辅助激光解吸离子化源、大气压基质辅助激光解吸离子化源、红外多光子光离解技术的开展，以及使用离子阱分析碱性加合离子与金属配位产物的研究。

近些年，线形二维离子阱的生产，取得了突破性的进展。

这种线形二维离子阱与三维离子阱一样可以对化合物做多级质谱分析，此外还可以积累更多的离子，提高了检测的灵敏度。

在与线形加速碰撞池离子化源连接后，可大大提高灵敏度，防止小分子量碎片的干扰，得到更整洁、美观的色谱峰。

3飞行时间质谱分析仪

随着基质辅助激光解吸离子化技术的出现和计算机的开展，飞行时间质谱仪在20世纪90年代得到快速开展。

目前，最好的飞行时间质谱分析仪分辨率能够到达20,000Da，测得分子的质量数准确度非常高。

飞行时间质谱仪在很大程度上取代了高分辨双聚焦磁扇分析仪，但其不能有效地利用选择离子监测模式进行分析。

在高分辨质谱的选择离子监测模式分析中仍然主要使用双聚焦质谱仪。

为了使用分辨率高的质谱分析化合物的二级质谱图，人们尝试将飞行时间质谱与其它质谱串联使用，目前使用比拟多的是四极杆-飞行时间串联质谱仪，可以帮助我们更准确地了解化合物裂解后离子碎片的质量数。

4傅立叶变换离子盘旋共振分析仪

许多年以来，傅立叶变换离子盘旋共振质谱〔Fourier-transformion-cyclotronresonancemassspectrometry,FT-ICR-MS〕在气相离子-分子反响的根底研究中成为有效的手段。

该质谱与ESI离子源联接后被广泛地应用于生物大分子的研究，能够充分发挥其高分辨率和准确度的优势。

基于傅立叶变换离子盘旋共振池内离子的四极激发，该质谱可以选择地累积非共价键复杂化合物的离子，使其能够分析分子量非常大的生物大分子化合物，如分析分子量高达108Da的大肠杆菌噬菌体的T4DNA，成为该质谱仪开展的重要里程碑。

该质谱仪通过射频脉冲消除其它离子的干扰选择性地捕获目标离子到离子盘旋共振池内，也能够进行多级质谱分析。

当前又有许多新的离子裂解方法应用到傅立叶变换离子盘旋共振质谱仪，如碰撞诱导裂解、激光致光裂解或红外多光子光裂解、外表诱导裂解、黑体红外辐射裂解、电子捕获裂解等，又进一步改善了这种质谱仪分析的性能。

除上面描述的常见的几种接口技术和质谱仪之外，还有其它的一些产品不断问世。

近十年来，人们在液-质联用技术的研究方面已经将研究的重点转移到研制适合某种分析领域的强优势的技术，并加速产品的商业化。

总之，液-质联用分析技术的开展取决于液-质联用接口技术和质谱分析仪技术的共同开展。

通过适宜的接口将液相色谱与质谱仪联接，会获得具有特殊分析性能的液-质联用仪器，另外通过接口将质谱与质谱进行串联，可以弥补各种质谱仪的缺乏，到达取长补短，协同提高的效果。

基体效应

1基体效应的来源

质效应现象最初在1993年被发现，当改变样品基质的种类和浓度时，待测物电喷雾化质谱的响应值降低了。

美国FDA2001年出版的?

生物分析方法验证准那么?

明确提出：

在LC-MS分析方法开发和验证过程中需要对基质效应进行评价。

基质效应是指样品中除了待测物以外的其他基质成分对待测物测定值的影响，它源自色谱别离过程中与被测物共流出的物质对被测物离子化过程的影响，共流出干扰物可分为内源性杂质和外源性杂质。

内源性杂质是指样品提取过程中同时被提取出来的有机或无机分子，当这些物质在共提取液中浓度较高，并与目标化合物共流出色谱柱进入离子源时，将严重影响目标化合物的离子化过程。

外源性杂质通常易被人们无视，但也会带来严重的基体效应。

这些干扰物由样品前处理各步骤引入，文献报道的主要包括的聚合物残留、酞酸盐、去污剂降解产物、离子对试剂、有机酸等离子交换促进剂、缓冲盐或SPE小柱材料及色谱柱固定相释放的物质等。

2基体效应的补偿

基体效应的存在会严重影响对待测物的定量准确度和精密度，且影响因素多变，很难被完全消除。

近儿年来，致力于消除和补偿基质效应的研究逐渐增多，主要包括优化质谱条件，优化色谱别离体系，多步净化措施，使用内标物定量，采用基质匹配标准曲线定量，回声峰技术等。

随着联用技术的日趋完善，HPLC-MS逐渐成为最热门的分析手段之一。

特别是在分子水平上可以进行蛋白质、多肽、核酸的分子量确认，氨基酸和碱基对的序列测定及翻译后的修饰工作等，这在HPLC-MS联用之前都是难以实现的。

HPLC-MS作为已经比拟成熟的技术，目前己在生化分析、天然产物分析、药物和保健食品分析以及环境污染物分析等许多领域得到了广泛的应用。

1生化方面的分析中的应用

生物体内的蛋白质、肽和核酸，都以混合物状态出现，具有强极性，难挥发性，又具有明显的热不稳定性，所以用GC-MS来分析生物大分子存在困难，需要经过深度降解，并需对降解生物作各种复杂的衍生化处理。

而HPLC能分析强极性、不易挥发、高分子量及对热不稳定的化合物；

MS具有高灵敏度，能在复杂基质中进行准确的化合物的优点，所以HPLC-MS作为生化分析的一个有力工具，正在得到日益的重视。

研究人员利用HPLC-MS技术在生化方面己经有很多应用。

2天然产物分析中的应用

利用HPLC-MS分析混合样品，和其他方法相比具有高效快速，灵敏度高，只需品进行简单预处理或衍生化，尤其适用于含量少、不易别离得到或在别离过程中易的组分。

因此HPLC-MS技术为天然产物研究提供了一个高效、切实可行的分析途国内利用该技术在天然产物研究中已经有很多报道。

如李丽等利用高效液相色质谱联用技术研究了朝鲜淫羊蕾中的黄酮类化合物。

3药物和保健食品分析中的应用

质谱作为液相色谱的检测器与紫外和二极管阵列检测器相比拟，兼有鉴定功能和灵敏度高的特点。

所以近些年来HPLC-MS己经成为药物分析方面的有利工具。

近几年用HPLC-MS对各种药物尤其是违禁药物及其代谢产物的研究国内外有大量的文献报道，如尿中的河豚毒素、抗生素、舒喘宁和血液中的安非他明、奥美拉哇、罗呱卡因、氨磺必利、前列腺素EZ以及爱滋病病毒等痕量残留的分析。

可以预测，随着对HPLC-MS研究的深入和该技术应用的普及，HPLC-MS技术将成为药物和保健食品中违禁成分分析中发挥更大的作用。

4环境分析中的应用

HPLC-MS己经在环境分析中有很多的应用，如环境样品中的抗生素、多环芳烃、多氯联苯、酚类化合物、农药残留等。

尤其是近些年，农药残留问题一直是个热门话题。

由于农药正向高效和低毒方向开展，使农药的环境影响和残留农药的检测方法发生了变化。

由于目前低浓度、难挥发、热不稳定和强极性农药分析方法并不是十分理想，因此开展高灵敏度的多残留可靠分析方法己成为环境分析化学及农业化学家的重要战略目标。

高效液相色谱法弥补了气相色谱法不宜分析难挥发，热稳定性差的物质的缺陷，可以直接测定那些难以用GC分析的农药。

但是常规检测器如紫外（UV）及二极管阵列（PAD）等定性能力有限，因而在复杂环境样品痕量分析时的化学干扰也常影响痕量测定时的准确性，从而限定了他们在多残留超痕量分析中的应用。

自从80年代末大气压电离质谱（APIMS）成功地与HPLC联用以来，HPLC-MS已经在农药残留分析中占了很重要的地位，成为农药残留分析最有力的工具。

液质联用仪使用经验〔教训〕交流总结

一、做液质，加离子诱导剂得是挥发性的，生物碱用甲酸或乙酸

二、我认为要维护好仪器首先流速不能过大，液质是不能承载过大流速的；

其次电压不要加到极限，尤其是正负离子转换时要适当调整；

最后是做完样一定要及时冲洗和吹扫管路。

三、LC和MS的条件优化是成功的关键。

四、1、由于液质的流速较小〔ESI一般为0.2ml/min〕，所以配置样品的溶剂强度不能太大，尽量小于起始比例，否那么，会出现保存时间偏移等问题。

2、如果在液相上摸好的条件，注意尤其是流动相的组成要转化成适宜LCMS分析的。

3、磷酸盐及其他不挥发缓冲盐在离子源会沉淀并堵塞毛细管等，要更换成可挥发的有机缓冲盐。

4、缓冲盐会导致离子抑制，因此要控制缓冲液的强度，<

10mM。

5、去污剂、外表活性剂会有离子抑制现象发生，外表活性剂产生的加合物和离子簇会干扰质谱数据，因此作液质联用仪时，不要使用洗涤剂清洗玻璃器皿等容器，如果一定要用，建议超声清洗屡次。

五、 

要做好质谱的维护工作，就得从小处着手。

比方分析的样品必须要干净，这样既可以保护色谱柱，也可以防止污染质谱；

分析了大量的生物样品后，冲洗系统时，先用高比例的水相冲洗，把源也给洗一下，然后再换用高比例的有机相，这时要把柱后管路从源上拿下来，防止柱中的杂质给冲进质谱……细节很多很多，大家在日常应用中尽量注意和防止就可以了。

六、1.前处理：

样品一定要干净，不管是为了质谱还是为了保护柱子，生物样品提取的好些，如果直接沉淀，一定要注意，尽量高转速12000rpm以上，低温离心，最好离2次〔保险一点〕，转移样品也要仔细，从中间慢慢吸，有时会有漂浮物，岛津的质谱好似做直接沉淀的源比拟容易堵，Waters的好些。

2.样品浓度：

质谱是灵敏度很高的仪器，进样浓度一定不能太高，1－2ug/ml已经可以啦，太高的浓度对仪器来说比拟容易造成残留，而且定量也会不准啦。

3.流动相：

流动相中尽量加易挥发的盐，尽量不要加外表活性剂之类的，容易离子抑制，如果遇到离子抑制，可以试试把你的样品峰往后推推或者改变提取方法，也可以试试用APCI源。

如果你的液相是低压混合的，尽量不要跑梯度，那样很费时间，如果没方法，一针又要走很长时间的话，可以考虑切换，只测样品出峰前后的那段时间，这样可以保护质谱。

但是如果你用粗柱子，较高流速的也可以考虑跑梯度，如API4000，但要尽量减小死体积。

4.冲洗：

冲柱子自然不用说了，低有机相和高有机相分别冲一定时间〔各至少半个小时以上吧〕，柱子保存在高有机相中。

做完试验，冲源也是很重要的，也是低有机相和高有机相冲，但是时间可以不用那么长，你可以先冲源再冲柱子，或者两者分开冲，个人觉得分开冲好些，这样柱子上的脏东西就不会进到源里面去啦。

冲源的时候气可以关小些。

七、 

1、样品必须过0.22um滤膜过滤，不得有颗粒物；

纯洁水

2、上样的溶剂，必须是色谱纯，最好和你的流动相比例一致；

3、反相体系，不允许用正己烷之类极性弱的溶剂溶解样品并上样。

5、样品不允许含有金属离子、外表活性剂〔不要用洗洁精洗瓶子〕、磷酸盐、硼酸盐等不挥发盐；

6、淋洗液缓冲溶剂必须用可挥发的，如乙酸、乙酸铵、氢氧化四丁基铵等，色谱纯级别。

7、样品pH5~7严禁含有无机或有机强酸强碱。

8、六通阀处变三通，最好把没有信号的区域，切换到废液，这样减少源的污染 

9、定期振气、清洗离子源，换油

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条件是否适宜，以后进行MRM等其他扫描方式的测定时可作为参考。

如何看质谱图：

（1）确定分子离子,即确定分子量 

氮规那么：

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，那么说明是碎片或杂质。

（2）确定元素组成，即确定分子式或碎片化学式 

高分辨质谱可以由分子量直接计算出化合物的元素组成从而推出分子式 

低分辨质谱利用元素的同位素丰度，例:

（3）峰强度与结构的关系 

丰度大反映离子结构稳定 

在元素周期表中自上而下，从右至左，杂原子外层未成键电子越易被电离，容纳正电荷能力越强，含支链的地方易断，这同有机化学根本一致，总是在分子最薄弱的地方断裂。

不同类型有机物有不同的裂解方式 

相同类型有机物有相同的裂解方式,只是质量数的差异需要经验记忆。

质谱解析的一般步骤 

（适于低分辨小分子谱图,假设已经是高分辨质谱图得到元素组成更好） 

（1）核对获得的谱图,扣除本底等因素引起的失真,考虑操作条件是否适当 

（2）综合样品其他知识：

例如熔点，沸点，溶解性等理化性质，样品来源，光谱，波谱数据等. 

（3） 

尽可能判断出分子离子。

（4） 

假设和排列可能的结构归属：

高质量离子所显示的，在裂解中失去的中性碎片，如M-1，M-15