API系列-基础理论

ABSCIEXTripleQuad系列液相色谱质谱联用系统基础理论ABSCIEX亚太区技术支持中心2©2012ABSCIEX基础应用培训液相色谱串联质谱系统基本结构三重四极杆/串联线性离子阱质谱仪液相色谱信号液流3©2012ABSCIEX基础应用培训质谱基本结构示意图液相色谱质量分析器检测器数据分析离子源+1330134013501007550250检测离子根据质荷比(m/z)分离质谱图样品引入4©2012ABSCIEX基础应用培训一些质量的基本概念：质荷比精确质量ExactMass454.2832单同位素质量MonoisotopicMass454.2832维拉帕米：C27H38N2O4OONOONH电离质谱图M+nHz=454.2832+1.00741=455.3𝐷𝑎物质的质荷比：m/z5©2012ABSCIEX基础应用培训一些质量的基本概念：母子离子对母离子：带上电荷（H+）后没有碎裂的完整化合物m/z:331.0441m/z:654.2286m/z:354.2023子离子：由带电母离子碎裂后产生的碎片离子6©2012ABSCIEX基础应用培训液相色谱串联质谱系统基本理论体系液相色谱原理质谱离子化接口原理质量分析器工作原理检测器原理7©2012ABSCIEX基础应用培训ULTRALC100液相色谱仪托盘色谱柱恒温箱泵A泵B自动进样器8©2012ABSCIEX基础应用培训液相色谱：实现进样及初步分离溶液1溶液2化合物A、B、C质谱9©2012ABSCIEX基础应用培训串联四级杆质谱示意图检测器三级四极杆LINAC™线性加速碰撞室一级四极杆离子传输TurboV离子源10©2012ABSCIEX基础应用培训常见液相色谱串联质谱系统离子源电喷雾电离（ESI）大气压化学电离（APCI）11©2012ABSCIEX基础应用培训离子喷雾电压(IS)液流Orifice(DP)气帘气(CUR)Gas2(GS2)加热温度（TEM)Gas1(GS1)气帘挡板2.溶剂挥发++++++++-3.库伦爆炸++++++++-1.生成带电液滴++++++++-+液滴感兴趣的离子溶剂分子4.离子进入质量分析器+++ESI电喷雾离子化原理以正离子模式为例12©2012ABSCIEX基础应用培训APCI大气压化学离子化原理以正离子模式为例Orifice(DP)气帘气(CUR)气帘挡板放电电流(NC)液流Gas1(GS1)1.液体分子转变为气体分子2.放电使源内O2或N2分子电离3.O2或N2离子将电荷转移给溶剂分子4.溶剂离子将电荷转移给目标分子5.目标离子进入质量分析器O2或N2分子溶剂分子目标分子热喷雾器（TEM)13©2012ABSCIEX基础应用培训离子源的选择基于目标化合物属性3.6e4Intensity,cpsMometasoneMinoxidilESI0.51.01.52.02.53.03.5Time,min0.04.0e4Intensity,cps0.51.01.52.02.53.03.50.0Time,minMometasoneMinoxidilAPCI14©2012ABSCIEX基础应用培训TurboV™离子源结构ESI或APCI喷头液流入口垂直位置调节（单位mm）水平位置调节（单位mm）离子源废气排放两个辅助加热头（最高750℃）喷雾出口电晕放电针（仅用于APCI）15©2012ABSCIEX基础应用培训离子源互换ESI和APCI1.一个不用使用工具，只要换探针就可以切换ESI和APCI的离子源2.用手或螺丝起子就可调节的电晕针3.电晕针一直在离子源中12316©2012ABSCIEX基础应用培训TurboV™离子源推荐参数TurboIonSpray（ESI）部分英文名（简称）中文译名（单位）推荐值低流速约5~100µL/min中等流速约200~600µL/min高流速800µL/min以上CurtainGas（CUR）气帘气（psi）15~2035~4040IonSprayVoltage（IS）离子化电压（V）[phone]+5500-4500+5500-4500Temperature（TEM）温度（℃）0450~550≥550IonSourceGas1（GS1）喷雾气（psi）15~2040~5555~70IonSourceGas2（GS2）辅助加热气（psi）040~6050~70InterfaceHeater（ihe）接口加热OnOnOnCollisionGas*（CAD）喷撞气MediumMediumMedium*不同扫描方式可能不同17©2012ABSCIEX基础应用培训TurboV™离子源推荐参数HeatedNebulizer（APCI）部分英文名（简称）中文译名（单位）推荐值≥600µL/minCurtainGas（CUR）气帘气（psi）40IonSprayVoltage（IS）离子化电压（V）[phone]Temperature（TEM）温度（℃）150~550IonSourceGas1（GS1）喷雾气（psi）≥40IonSourceGas2（GS2）辅助加热气（psi）N/AInterfaceHeater（ihe）接口加热OnCollisionGas*（CAD）喷撞气Medium*不同扫描方式可能不同18©2012ABSCIEX基础应用培训TurboV™离子源使用中应避免的事盐干扰离子化并成簇，使质谱图变得复杂强碱或季铵如三乙胺，在正离子模式下引起信号抑制强酸如磺酸、硫酸和三氟乙酸可能在负离子模式下引起信号抑制难挥发性添加剂或缓冲液如磷酸盐导致加合物的产生，且污染离子源难挥发离对子试剂如十二烷基硫酸钠（SDS)引起严重的离子抑制，且污染离子源19©2012ABSCIEX基础应用培训串联四级杆质谱----离子传输检测器三级四极杆线性离子阱LINAC™线性加速碰撞室一级四极杆离子传输TurboV离子源20©2012ABSCIEX基础应用培训离子传输部分结构离子产生后，通过Orifice和CurtainPlate之间的DP电压捕获化合物经过Qjet聚焦后进入Q0传输CurtainPlateOrificePlateQJet®Q021©2012ABSCIEX基础应用培训气帘气：CurtainGas气帘气作用阻挡杂质，抗污染22©2012ABSCIEX基础应用培训DP:去簇电压簇离子形成的原理形成离子源（常压）和离子传输单元（数个mTorr）间的真空度差异，导致离子流发生超音速膨胀离子流的膨胀致冷凝冷凝过程中，离子吸附溶剂分子（P）形成一系列簇离子离子源离子流超音速膨胀M+nHzM+xP+nHz=?x=1,2,3,…23©2012ABSCIEX基础应用培训DP:去簇电压气帘气（CUR）DeclusteringPotential（DP）去簇电压OrificePlate利用DP电压，给予离子一定共振能量，阻止溶剂分子的吸附，实现去簇。当DP过大时，离子因共振而碎裂，导致源内裂解（CID）。24©2012ABSCIEX基础应用培训串联四级杆质谱----质量分析器检测器三级四极杆线性离子阱LINAC™线性加速碰撞室一级四极杆离子传输TurboV离子源25©2012ABSCIEX基础应用培训四极杆质量分析器----基本工作原理通过电场（RF\ROF\FDC）的改变来传输和选择离子++++26©2012ABSCIEX基础应用培训180°phaseshift=离子BABARFRFRFRF180°phaseshift180°phaseshift轴向视角BABA四极杆质量分析器原理----RF电压离子随着RF电压的相位变化，围绕中心轴做圆周振荡27©2012ABSCIEX基础应用培训四极杆质量分析器原理----ROF电压ROF电压使离子前进AABBROF28©2012ABSCIEX基础应用培训四极杆质量分析器原理----FDC电压FDC的依次变化，形成电场扫描线这使得四级杆选择并允许不同质荷比的离子依次通过电场区域，即形成“离子扫描”的工作模式FDC电压的微调，使得电场扫描线的斜率有着细微的变化，即对应了不同的分辨率RFFDCM1M2M3M4电场扫描线High(0.5amuFWHH)Unit(0.7amuFWHH)Low（1.1amuFWHH)29©2012ABSCIEX基础应用培训选择离子模式：四级杆上加载三组电场RF——射频电场（聚焦离子），通过固定频率的振荡电压，为离子提供稳定的飞行轨迹；RodOffsetVoltage（ROF）——轴向补偿电压，通过较低的直流电压，为离子提供轴向飞行的能量；FilteringDC（FDC或U）——过滤直流电场（选择离子），通过家在于两对电极杆上的特定直流电压（随RF改变方向）选择离子，并帮助调整分辨率；全通过模式：没有FDC，仅有RF和ROF；四级杆以“全通过模式”工作，不再选择离子；四极杆质量分析器原理----两种传输模式30©2012ABSCIEX基础应用培训三重四级杆工作模式----单级四级杆的扫描模式选择离子监测（SIM）全扫描（SCAN）Q1选择一段质荷比范围的离子通过，Q2、Q3全通过Q1选择一个特定质荷比的离子通过，Q2、Q3全通过Q1Q2Q331©2012ABSCIEX基础应用培训三重四极杆工作模式----三重四极杆扫描模式子离子扫描选择母离子通过子离子多反应监测(MRM)选择母离子选择子离子•MRM：最主要的工作模式，用于定量分析，Q1选择一个特定化合物，Q2碎裂化合物，Q3选择其中一个离子碎片监测；一般每个化合物做2个MRM•MS2：定性分析，Q1选择一个特定化合物，Q2碎裂化合物，Q3全通过，获得所有碎片信息碎裂碎裂+EPI(609.20):50MCAscansfromSample1(EPI1000amu/s,Fill=50ms,Q1unit)ofReserpine.wiff(TurboSpray)Max.3.0e7cps.160180200220240260280300320340360380400420440460480500520540560580600620640m/z,Da0.02.0e64.0e66.0e68.0e61.0e71.2e71.4e71.6e71.8e72.0e72.2e72.4e72.6e72.8e73.0e7Intensity,cps195.2174.2397.3609.4365.2236.2448.3192.2224.3336.2395.3159.2368.2204.2577.3227.3288.3186.2276.2238.2304.3436.3XICof+MRM(10pairs):291.100/231.000DaID:daowl1fromSample1(pestmix200ppb)of20140313-pestmix.wiff(TurboSpray),Sm...Max.1.1e6cps.6.06.16.26.36.46.56.66.76.86.97.07.17.27.37.47.57.67.77.8Time,min0.005.00e41.00e51.50e52.00e52.50e53.00e53.50e54.00e54.50e55.00e55.50e56.00e56.50e57.00e57.50e58.00e58.50e59.00e59.50e51.00e61.05e61.10e61.14e6Intensity,cps6.8032©2012ABSCIEX基础应用培训三重四极杆工作模式----其他的扫描模式依次扫描母离子母离子扫描选择子离子以固定质量数差异同时扫描Q1和Q3中性丢失扫描•NL：定向分析，Q1和Q3之间设定一个特定的质量差，Q2碎裂化合物；只有具有设定质量差的中性丢失化合物才能产生信号•Prec：定向分析，Q1从低到高依次通过全部化合物，Q2依次碎裂化合物,Q3只选择特定质荷比的碎片通过；只有能产生特定质量的碎片的化合物才能产生