液質聯用工作原理與專業術語

2021-02-12 實驗室儀器分析

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LCMS是常用的檢測手段,下面對其一些基礎知識進行介紹,,內容整理自網絡,版權歸原作者所有。

質譜分析是先將物質離子化,按離子的質荷比分離,然後測量各種離子譜峰的強度而實現分析目的的一種分析方法。質譜分析原理:分子在真空中被電子轟擊,形成離子,通過電磁場按不同m/e分離;譜圖的表示方法:以棒圖形式表示離子的相對峰度隨m/e的變化;提供的信息:分子離子及碎片離子的質量數及其相對峰度,提供分子量,元素組成及結構的信息,可以用於測定相對分子質量、化合物分子式及結構式。

質譜樣品:適合分析相對分子質量為50~2000 μ的液體、固體有機化合物樣品,試樣應儘可能為純淨的單一組分。

以下是FT-ICR質譜儀工作過程:

 

離子產生

離子收集

離子傳輸

FT-ICR質譜的分析器是一個具有均勻(超導)磁場的空腔,離子在垂直於磁場的圓形軌道上作迴旋運動,迴旋頻率僅與磁場強度和離子的質荷比有關,因此可以分離不同質荷比的離子,並得到質荷比相關的圖譜。

離子迴旋運動

傅立葉變換

相關概念

離子豐度(Abundance of ions):檢測器檢測到離子信號強度。

相對離子豐度(Relative abundance of ions):以質譜圖中指定質荷比範圍內最強峰(基峰)的強度為100%。其它離子峰對其歸一化所得到的強度。標準質譜圖均以離子相對豐度值為縱坐標。離子的豐度與物質的含量相關,因此是質譜定量的基礎。

EI:電子轟擊源質譜,常用於GC-MS系統。

API:大氣壓電離源質譜,常用於LC-MS系統。

MALDI:基質輔助雷射解吸電離源質譜,常用於生物大分子分析。

HPLC:高效液相色譜法(High Performance Liquid Chromatography \ HPLC)又稱「高壓液相色譜」、「高速液相色譜」、「高分離度液相色譜」、「近代柱色譜」等。高效液相色譜是色譜法的一個重要分支,以液體為流動相,採用高壓輸液系統,將具有不同極性的單一溶劑或不同比例的混合溶劑、緩衝液等流動相泵入裝有固定相的色譜柱,在柱內各成分被分離後,進入檢測器進行檢測,從而實現對試樣的分析。

UPLC:超高效液相色譜(Ultra Performance Liquid Chromatography,UPLC)色譜理論認為提高色譜柱的效能(efficiency)就能增加儀器的解析度(resolution),而運用粒徑低於2μm的小顆粒無疑是增加效能的好方法。但減小固定相的粒度以增加色譜柱效能一直是色譜儀器科學的瓶頸,因為小顆粒不僅要求系統能承受高於目前極限壓力(比如6000psi/400bar),需要更小的系統體積(死體積),並且需要能適應可能只有幾秒峰寬的高速檢測器。

ESI:Electron Spray Ionization的縮寫,意思是電噴霧離子源,是質譜儀中較為常用的一種離子化方式。電噴霧離子源屬於一種軟電離源,能使大質量的有機分子生成帶多電荷的離子。

APCI:Atmospheric Pressure Chemical Ionization的縮寫,大氣壓化學電離源 APCI是20世紀90年代後使用的液相色譜和質譜聯用的接口技術之一。溶液在氣流作用下形成氣溶膠,蒸發,電暈放電使溶劑電離,電子轉移或電子捕獲,使樣品帶電。

常見的離子片段
正模式
原因
M+14
在LCMS中羧酸與甲醇成酯,或其他多一個碳的情況
M+18
加NH4
M+19
水合
M+23
加鈉離子
M+33
加甲醇
M+39
加鉀離子
M+42
加乙腈
M+64
加乙腈加鈉離子
2M+1
二聚+氫離子,倍峰
2M+23
二聚+鈉離子一系列相差42的峰
可能為石蠟油汙染
一系列相差44的峰可能為聚乙二醇汙染
M-16
脫掉NH3
M-17
脫水
M-44
羧酸和含Cbz的分子常見,重排後脫CO2M-56
含Boc的分子常見,脫叔丁基
M-100
含Boc的分子常見,脫Boc
(M+2)/2
分子絡合兩個氫離子,半峰

負模式
原因
M-1[M-H]-
M+X
[M+X]-,  X=溶劑或緩衝溶液的陰離子
M+S-1
[M+S-H]-,  S=溶劑


  6. 其他注意事項:一、甲苯等在LCMS上有吸收峰的試劑作為溶劑的反應,在送LCMS監測前一定要先除掉,不然會影響對反應的判斷,特別是溶劑峰剛好和產物或原料峰出在一個位置時。二、當點板和LCMS有很大出入時,LCMS要換其他方法重新監測,切換正負模式或梯度,防止峰的重疊。三、一般監測前,測樣要濾膜過濾,所以要確保所測樣品要完全溶解。

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