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串联四极杆复合线性离子阱质谱（QTRAP®）基础培训朱怀恩Nick.zhu@absciex.com8008203488（免费）上海市田林路888号1号楼102室基础应用培训08/11/20102010ASC2培训日程第一天上午9:00-下午4:00•9:00-10:30，串联液质系统分析原理•10:30-10:40，茶歇•10:40-11:30，QTRAP系统分析原理•12:00-1:30，工作午餐•1:30-2:00，仪器的日常维护•2:15-4:30，实验操作练习–日常维护演示–PPG质量校准基础应用培训08/11/20102010ASC3培训日程第二天上午9:00-下午4:00•9:00-10:30，Analyst软件概揽、定量分析流程简介•10:30-10:40，茶歇•10:40-11:30，如何建立定量方法、定量列表及结果计算，•Analyst软件的使用，IDA方法的建立•12:00-1:30，工作午餐•1:30-4:00，实验操作练习–定量方法建立的基本流程基础应用培训08/11/20102010ASC4培训日程第三天上午9:00-下午4:00•9:00-10:30，QTRAP系统应用思路与实例•10:30-10:40，茶歇•10:40-11:30–Analyst软件的使用（电脑模拟演示）－常用Script功能简介–Analyst软件的使用（电脑模拟演示）－计算器、数据库功能及其他问题解答•12:00-1:30，工作午餐•1:30-4:00，实验操作练习–定量方法建立的基本流程串联液质系统分析原理基础应用培训08/11/20102010ASC6100200300400500600m/z0100%254.2194.2507.3334.3399.7质谱的基本概念••质谱是什么？质谱是什么？–特殊的天平：称量离子的质量。–质谱学：是一门研究气相离子结构、性质及反应行为的科学。••质谱能做什么？质谱能做什么？–定性：化合物的结构–定量：混合物的组成–领域：化学、生物学、医学、药学、环境、物理、材料、能源等••质谱的独到之处是什么？质谱的独到之处是什么？–Sensitivity灵敏–Speed快速–Specificity特异–Stoichiometry化学计量基础应用培训08/11/20102010ASC7质谱是什么？基础应用培训08/11/20102010ASC8质谱技术：•质谱分析过程：样品通过进样系统进入离子源，由于结构性质不同而电离为各种不同质荷比（m/z）的分子离子和碎片离子，而后，带有样品信息的离子碎片被加速进入质量分析器，不同的离子在质量分析器中被分离并按质荷比大小依次抵达检测器，经记录即得到按不同质荷比排列的离子质量谱，也就是质谱(massspectrum)。•质谱：按离子的质荷比的大小依次排列形成的图谱基础应用培训08/11/20102010ASC9质谱是如何工作的样品引入离子化质量分析器质量分析检测器检测数据分析离子源+1330133013301330134013401340134013501350135013501001001001007575757550505050252525250000样品引入Methodtovaporizesample•Solid•Liquid•Vapor检测离子离子的形成(带电荷的离子)根据质荷比(m/z)分离质谱图基础应用培训08/11/20102010ASC10样品引入方法•连续进样，提供准确的低流速。允许连续的样品引入以便仪器的调谐和优化。•分流进样，使用针泵和LC系统优化离子源和化合物参数。•流动注射进样（FIA），没有柱子的情况下，使用LC高通量的优化离子源参数。•液相色谱，使用LC在宽的流速范围下，分离、分析混合物基础应用培训08/11/20102010ASC11液体流路数据/信号LC数据/信号工作站API4000/4000QTRAP®三重四极杆/串联线性离子阱质谱仪基础应用培训08/11/20102010ASC12API4000™/4000QTRAP®三重四极杆/串联线性离子阱质谱仪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离子源基础应用培训08/11/20102010ASC13API4000™/4000QTRAP®三重四极杆/串联线性离子阱质谱仪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离子源基础应用培训08/11/20102010ASC14大气压离子化接口*(API)主要有3种大气压离子化接口：•电喷雾电离(ESI)，样品通过保持在高压下的电喷雾针喷射出带电荷的液滴，最终演变成气态离子。此源是化合物在液相中离子化。我们的TurboIonSpray离子源使用加热辅助气，保证了高流速。•大气压化学电离(APCI)，样品被喷雾到加热室中，在电晕针帮助下使化合物在气相中离子化。•大气压光电离(APPI)，是化合物在气相中离子化。我们的PhotoSpray离子源也有加热的雾化气并使用UV辐射和掺杂剂（dopant）来诱导离子化。*大气压离子源（API)，是一种非常温和的、低能量离子化过程。基础应用培训08/11/20102010ASC15离子源3.6e4Intensity,cpsMometasoneMinoxidilTIS0.51.01.52.02.53.03.5Time,min0.04.0e4Intensity,cps0.51.01.52.02.53.03.50.0Time,minMometasoneMinoxidilAPCI基础应用培训08/11/20102010ASC16电喷雾离子化(ESI)原理气帘气(CUR)蒸发库伦爆炸离子喷雾电压(IS)雾化气(GS1)LCFlow形成带电液滴Orifice(DP)质量分析器真空区域大气压区域TurboHeater(TEM)/辅助加热气(GS2)1.2.3.1.形成带电液滴2.液滴蒸发，液滴里的场强增加3.离子从液滴中脱离，在接口处聚焦基础应用培训08/11/20102010ASC17电喷雾离子化：形成带电液滴LCFlow+2-4kV电化学反应基础应用培训08/11/20102010ASC18电喷雾离子化:溶剂蒸发和小液滴碎裂+++++++溶剂蒸发液滴非均匀碎裂+++++++++++++++++++++++++...基础应用培训08/11/20102010ASC19电喷雾离子化：形成气相离子对于半径10nm的液滴,电荷的排斥作用导致离子从液滴表面蒸发而不是液滴的分裂.离子从溶液中转移至气相£AH+AH+AH+AH+X-AAH+X-AH+AH+AAH+AH+AH+X-AH+AH+AH+X-AH+AH+AAH+X-AH+AH+r10nmAH+离子蒸发模式基础应用培训08/11/20102010ASC20TurboV™离子源(针对API3200™，API4000™及API5000™系统)•垂直和水平方向可精细调节•内置的气路和配线方便使用•直角设计保证了充分的去溶剂并提高了耐用性•对称的750°C加热装置•含2个离子源:ESI&APCI基础应用培训08/11/20102010ASC21TurboV™离子源废气排放——Exhaust•加速废气排出，利于形成稳定的气流基础应用培训08/11/20102010ASC22参数优化•喷针位置通常高于导管0.5至1mm•根据流动相的比例和流速大小优化参数，高含水比例的流动相需要更高的温度和气流，离子源温度太低时易形成溶剂簇离子•气帘气在不影响灵敏度的前提下可设定较高值，以保障仪器的抗污染及方法的重现性基础应用培训08/11/20102010ASC23TurboIonSpray®离子源指南•气帘气CurtainGas(CUR),雾化气NebulizerGas(GS1),和辅助气HeaterGas(GS2)•在不影响信号损失的前提下，气帘气设置的尽量高•在试验所用的LC流速下优化•喷射•一般不依赖于化合物•在高流速下喷射须离孔远一些基础应用培训08/11/20102010ASC24TurboIonSpray®离子源指南•针电压•正离子:1500到5500V•负离子:-1500至-4500V•温度(TEM)•高流速需要高的温度•3200QTRAP，4000QTRAP，5500QTRAP最高到750度基础应用培训08/11/20102010ASC25TurboIonSpray®离子源指南(续)•流速和溶剂组成•流速2-3000µL/min----API3200™,API4000™&API5000™系统•溶剂是100%水或100%有机相，仪器均可操作，但在有机相/水相下能达到最好的灵敏度基础应用培训08/11/20102010ASC26TurboIonSpray®离子源指南(续)•ESI下的常用的溶剂组成–挥发性的缓冲液，如甲酸铵或醋酸铵(2–10mM最佳，超过20mM会引起抑制)–酸•0.1-1.0%乙酸•0.1%甲酸•正离子模式下最大0.1%TFA-可能引起抑制–不要在负离子模式下使用TFA基础应用培训08/11/20102010ASC27离子源的选择——ESI优点•适合范围广:分析离子型/极性化合物、难挥发或热不稳定性化合物•多电荷离子的形成，可以分析高分子量化合物•灵敏度高缺点•在溶液中必须形成离子•流动相中缓冲盐的种类和浓度对灵敏度均有显著影响，因此流动相的选择非常重要•具有流速依赖性•基质抑制现象较为明显•放电现象基础应用培训08/11/20102010ASC28大气压化学电离(APCI)的原理l毛细管样品送入加热管中l在加热管中溶剂挥发l加热管出口处放置电晕(Corona)放电针,使挥发出来的溶剂分子电离，形成等离子体。l等离子体与样品分子反应，生成[M+H]+或[M-H]-准分子离子。真空区域大气压区域气帘气(CUR)Orifice(DP)质量分析器雾化气(GS1)LCFlow电晕放电针溶剂分子电离电荷转移反应目标化合物电离基础应用培训08/11/20102010ASC29TurboV™离子源的APCI•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•用手或螺丝起子就可调节的电晕针•电晕针一直在离子源中(显示ESI探针）基础应用培训08/11/20102010ASC30APCI加热喷雾器指南•加热喷雾器是高流速入口•0.2–2.0mL/min---API2000™&API3000™系统•0.05–2.0mL/min---API3200™,API4000™&API5000™系统•APCI适合非极性热稳定的化合物•分子量1300amu•探针加热有助于蒸发•需要电晕针诱导化学离子化基础应用培训08/11/20102010ASC31APCI加热喷雾器指南(续)•电晕针位置•稍偏离探针，对准孔•气帘气(CUR)•在不减少灵敏度的前提下设的尽量高•缓冲液•缓冲液/添加剂不需要离子化•挥发性缓冲液最高50mM•极性大的化合物可能降低极性低的化合物的灵敏度，比如TFA正离子模式下从分析物那里夺走电荷基础应用培训08/11/20102010ASC32参数优化基础应用培训08/11/20102010ASC33离子源的选择---APCI优点•有一定挥发性的中等极性或低极性的小分子化合物•对溶剂选择、流速和添加物的依赖性较小缺点•有可能发生热裂解•样品需要有一定的挥发性•适合分析分子量小于2000Da的样品基础应用培训08/11/20102010ASC34大气压光离子化(APPI)原理APPI中两个离子化机制:1.电荷在非极性化合物间传递(上面所示)2.极性化合物溶剂传递...基础应用培训08/11/20102010ASC35APPISource加热雾化器•适合非离子非极性热稳定化合物•探针加热有助于蒸发•需要dopantpost-column和UV光子诱发离子化•操作范围类似APCITurboVTM源基础应用培训08/11/20102010ASC36什么时候使用不同源ESIAPCIAPPI极性化