1、液相色譜、質譜、聯用儀的發展及應用液相色譜、質譜、聯用儀的發展及應用主要內容主要內容 色譜法的發展色譜法的發展 質譜法的發展質譜法的發展 液相色譜法及液質聯用液相色譜法及液質聯用化學學科化學學科合成化學合成化學分析化學分析化學理論與計算化學理論與計算化學儀器分析儀器分析現代分離方法現代分離方法電化學分析電化學分析光譜分析光譜分析 CE (毛細管電泳分離）毛細管電泳分離）LCGC經典色譜法經典色譜法Chromatography1905年俄國植物學家年俄國植物學家M.G. 茨維特茨維特柱色譜柱色譜紙色譜紙色譜薄層色譜薄層色譜一、色譜法的發展一、色譜法的發展Michael Tswett(1872-1

2、919), a Russian botanist , discovered the basic principles of column chromatography. He separated plant pigments by eluting a mixture of the pigments on a column of calcium carbonate. The v a r i o u s p i g m e n t s separated into colored bands; hence the name chromatography. 石油醚石油醚現代色譜法現代色譜法1952年

3、氣相色譜分析法年氣相色譜分析法National Institute for Medical Research London, United KingdomMartin AJPRowett Research Institute Bucksburn (Scotland), United Kingdom Synge RLM色譜法的發展歷史色譜法的發展歷史年代年代發明者發明者發明的色譜方法或重要應用發明的色譜方法或重要應用1906Tswett用碳酸鈣作吸附劑分離植物色素。最先提出用碳酸鈣作吸附劑分離植物色素。最先提出色譜色譜概念概念1931Kuhn, Lederer用氧化鋁和碳酸鈣分離用氧化鋁和碳酸鈣

4、分離a-、b-和和g-胡蘿卜素胡蘿卜素1938Izmailov, Shraiber最先使用最先使用薄層色譜薄層色譜法法1938Taylor, Uray用用離子交換色譜離子交換色譜法分離了鋰和鉀的同位素法分離了鋰和鉀的同位素1941Martin, Synge提出色譜提出色譜塔板理論塔板理論；發明液；發明液-液分配色譜；預言了氣體可作為流動相液分配色譜；預言了氣體可作為流動相（即氣相色譜）（即氣相色譜）1944Consden等等發明了發明了紙色譜紙色譜1949Macllean氧化鋁中加淀粉黏合劑制作薄層板使薄層色譜進入實用階段氧化鋁中加淀粉黏合劑制作薄層板使薄層色譜進入實用階段1952Martin

5、, James從理論和實踐方面完善了從理論和實踐方面完善了氣氣-液分配色譜液分配色譜法法1956Van Deemter等等提出色譜提出色譜速率理論速率理論，并應用于氣相色譜，并應用于氣相色譜1957 基于離子交換色譜的氨基酸分析專用儀器問世基于離子交換色譜的氨基酸分析專用儀器問世1958Golay發明毛細管柱氣相色譜發明毛細管柱氣相色譜1959Porath, Flodin發表凝膠過濾色譜的報告發表凝膠過濾色譜的報告1964Moore發明發明凝膠滲透色譜凝膠滲透色譜1965Giddings發展了色譜理論，為色譜學的發展奠定了理論基礎發展了色譜理論，為色譜學的發展奠定了理論基礎1975Small發

6、明了以離子交換劑為固定相、強電解質為流動相，采用抑制型電導發明了以離子交換劑為固定相、強電解質為流動相，采用抑制型電導檢測的新型檢測的新型離子色譜離子色譜法法1981Jorgenson等等創立了創立了毛細管電泳毛細管電泳法法色譜法起過關鍵作用的色譜法起過關鍵作用的諾貝爾獎諾貝爾獎研究工作研究工作年代年代獲獎學科獲獎學科獲獎研究工作獲獎研究工作1937化學化學類胡蘿卜素化學，維生素類胡蘿卜素化學，維生素A和和B1938化學化學類胡蘿卜素化學類胡蘿卜素化學1939化學化學聚甲烯和高萜烯化學聚甲烯和高萜烯化學1950生理學、醫學生理學、醫學性激素化學及其分離、腎皮素化學及其分離性激素化學及其分離、腎

7、皮素化學及其分離1951化學化學超鈾元素的發現超鈾元素的發現1955化學化學腦下腺激素的研究和第一次合成聚肽激素腦下腺激素的研究和第一次合成聚肽激素1958化學化學胰島素的結構胰島素的結構1961化學化學光合作用時發生的化學反應的確認光合作用時發生的化學反應的確認1970生理學、醫學生理學、醫學關于神經元觸處遷移物質的研究關于神經元觸處遷移物質的研究1970化學化學糖核苷酸的發現及其在生物合成碳水化合物中的糖核苷酸的發現及其在生物合成碳水化合物中的作用作用1972化學化學核糖核酸化學酶結構的研究核糖核酸化學酶結構的研究1972生理學、醫學生理學、醫學抗體結構的研究抗體結構的研究色譜法分類色譜法

8、分類按固定相的形態分類按固定相的形態分類柱色譜：柱色譜：填充柱、整體柱、毛細管或開管柱填充柱、整體柱、毛細管或開管柱平面色譜：平面色譜：薄層色譜和紙色譜薄層色譜和紙色譜按色譜動力學過程分類按色譜動力學過程分類淋洗色譜法淋洗色譜法置換色譜法置換色譜法: 一種非線性色譜技術，是指樣品輸入色譜柱后，用一種與固定相作用力極強的置換劑通入色譜柱，去替代結合在固定相表面的溶質分子。樣品在置換劑的推動下沿色譜柱前進，使樣品中各組分按作用力強弱的次序，形成一系列前后相鄰的譜帶，并在置換劑的推動下流出色譜柱。 迎頭色譜法迎頭色譜法: 將試樣連續地通過色譜柱，吸附或溶解最弱的組分，首先以純物質狀態流出色譜柱，然后

9、順次流出的是次弱組分和第一流出組分的混合物，依次類推，從而實現混合物分離的色譜法。 按兩相的物理形態、分離機理等分類按兩相的物理形態、分離機理等分類色譜法分類色譜法分類色譜法特點及與其它分離分析方法比較色譜法特點及與其它分離分析方法比較分離效率高；分析速度快；分離效率高；分析速度快；檢測靈敏度高；樣品用量少；檢測靈敏度高；樣品用量少；選擇性好；多組分同時分析；選擇性好；多組分同時分析；易于自動化；易于自動化；定性能力較差。定性能力較差。色譜法的優缺點：色譜法的優缺點：與化學分析比較與化學分析比較（1）不受化學性質限制，是一種分離分析方法。）不受化學性質限制，是一種分離分析方法。（2）化學分析本

10、身不具備分離功能。）化學分析本身不具備分離功能。（3）化學分析一般不適用于分析多組分的混合物。）化學分析一般不適用于分析多組分的混合物。 （4）化學分析定量方法簡易；色譜法定量測定較復雜。）化學分析定量方法簡易；色譜法定量測定較復雜。 色譜法特點及與其他分離分析方法比較色譜法特點及與其他分離分析方法比較（1）色譜、精餾與萃取：）色譜、精餾與萃取：平衡分離方法平衡分離方法。（2）色譜法與精餾、萃取比較：）色譜法與精餾、萃取比較：速度快速度快、效率效率、選擇性高選擇性高。（3）精餾不能分離沸點相同的組分，萃取不能分離在溶劑中溶解度相同的）精餾不能分離沸點相同的組分，萃取不能分離在溶劑中溶解度相同的

11、組分；組分；色譜法可分離沸點、溶解度相同的組分，可分離物理、化學性質色譜法可分離沸點、溶解度相同的組分，可分離物理、化學性質相近、其他分離方法不能或難以分離的組分。相近、其他分離方法不能或難以分離的組分。 （4）色譜法每次處理）色譜法每次處理樣品量少樣品量少。 與精餾、萃取比較與精餾、萃取比較與光譜、質譜方法比較與光譜、質譜方法比較（1）光譜、質譜用于物質定性鑒定，色譜法定性功能差。）光譜、質譜用于物質定性鑒定，色譜法定性功能差。（2）色譜法最主要特點是適于多組分復雜混合物分離分析。）色譜法最主要特點是適于多組分復雜混合物分離分析。 （3）色譜儀價格比分子光譜、質譜儀低得多，適用范圍廣。）色譜

12、儀價格比分子光譜、質譜儀低得多，適用范圍廣。 （4）色譜檢測器比分子光譜法靈敏度更高，比質譜靈敏度低。）色譜檢測器比分子光譜法靈敏度更高，比質譜靈敏度低。 現代分離方法兩重含義現代分離方法兩重含義樣品樣品前處理前處理方法：方法：各種各種提取、分離提取、分離技術技術 液液提取液液提取LLE、液相微萃取、液相微萃取LLME 固相萃取固相萃取SPE、固相微萃取、固相微萃取SPME 微波輔助溶劑提取、加速溶劑提取微波輔助溶劑提取、加速溶劑提取 超聲輔助溶劑提取超聲輔助溶劑提取現代現代分離分析分離分析方法方法: : 氣相色譜氣相色譜GC、高效液相色譜、高效液相色譜H(U)PLC、 毛細管電泳毛細管電泳C

13、E、超臨界流體色譜、超臨界流體色譜SFC復雜樣品分析思路復雜樣品分析思路獲取樣品中所有或大多數組分的信息獲取樣品中所有或大多數組分的信息 基因組學、蛋白組學、代謝組學、中藥分析基因組學、蛋白組學、代謝組學、中藥分析等等獲取樣品中一個或多個組分的信息獲取樣品中一個或多個組分的信息 環境污染物分析、食品中農藥獸藥分析、體環境污染物分析、食品中農藥獸藥分析、體液中藥物分析、材料分析等液中藥物分析、材料分析等1918年年J.J.Thomson發明了第一臺質譜；發明了第一臺質譜；1966年年Munson和和Field提出了提出了CI電離技術；電離技術；1981年出現了快原子轟擊（年出現了快原子轟擊（FA

14、B）電離技術；）電離技術；隨后出現了各種軟電離技術：隨后出現了各種軟電離技術： 如如基質輔助激光解吸電離源（基質輔助激光解吸電離源（MALDI）；）； 電噴霧電離源（電噴霧電離源（ESI）；）； 大氣壓化學電離源（大氣壓化學電離源（APCI）；）； 感應耦合等離子體質譜儀（感應耦合等離子體質譜儀（ICP-MS）；）； 富立葉變換質譜儀（富立葉變換質譜儀（FT-ICR MS）；）； 二、質譜法的發展二、質譜法的發展質譜原理質譜原理 質譜分析是先將物質離子化，按離子的質荷比分離，然后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。以檢測器檢測到的離子信號強度為縱坐標，離子質荷比為橫坐標所作的條

15、狀圖就是我們常見的質譜圖。1. 唯一可以唯一可以確定分子量確定分子量的方法，特別是現代生物質譜的方法，特別是現代生物質譜適用于生物大分子分子量（數十萬）定；適用于生物大分子分子量（數十萬）定；2. 極高靈敏度極高靈敏度，檢測限達，檢測限達10-14g；質譜法特點質譜法特點常見術語常見術語: 質荷比質荷比: 離子質量(以相對原子量單位計)與它所帶電荷(以電子電量為單位計)的比值,寫作m/Z. 峰峰: 質譜圖中的離子信號通常稱為離子峰或簡稱峰. 離子豐度離子豐度: 檢測器檢測到的離子信號強度. 基峰基峰: 在質譜圖中，指定質荷比范圍內強度最大的離子峰稱作基峰.總離子流圖總離子流圖: 在選定的質量范

16、圍內，所有離子強度的總和對時間或掃描次數所作的圖,也稱TIC圖。質量色譜圖質量色譜圖指定某一質量(或質荷比)的離子其強度對時間所作的圖. 利用質量色譜圖來確定特征離子，在復雜混合物分析及痕量分析時是LC/MS測定中最有用的方式。當樣品濃度很低時LC/MS的TIC上往往看不到峰，此時，根據得到的分子量信息，輸入M+1或M+23等數值，觀察提取離子的質量色譜圖，檢驗直接進樣得到的信息是否在LC/MS上都能反映出來，確定LC條件是否合適。準分子離子準分子離子: 指與分子存在簡單關系的離子，通過它可以確定分子量，液質中最常見的準分子離子峰是M+H+ 或M-H- 。 在ESI中, 往往生成質量大于分子量

17、的離子如M+1,M+23,M+39,M+18.稱準分子離子,表示為:M+H+,M+Na+等碎片離子：碎片離子： 準分子離子經過一級或多級裂解生成的產物離子。 碎片峰的數目及其豐度則與分子結構有關，數目多表示該分子較容易斷裂，豐度高的碎片峰表示該離子較穩定,也表示分子比較容易斷裂生成該離子。HNCH3OHCH3Ephedrine, MW = 165多電荷離子：多電荷離子： 指帶有2個或更多電荷的離子,常見于蛋白質或多肽等離子。有機質譜中,單電荷離子是絕大多數,只有那些不容易碎裂的基團或分子結構-如共軛體系結構-才會形成多電荷離子。它的存在說明樣品是較穩定的。采用電噴霧的離子化技術, 可產生帶很多

18、電荷 的離子,最后經計 算機自動換算成單 質/荷比離子。 同位素離子同位素離子 由元素的同位素構成的離子稱為同位素離子。 各種元素的同位素,基本上按照其在自然界的豐度比出現在質譜中,這對于利用質譜確定化合物及碎片的元素組成有很大方便, 還可利用穩定同位素合成標記化合物,如:氘等標記化合物,再用質譜法檢出這些化合物,在質譜圖外貌上無變化,只是質量數的位移,從而說明化合物結構,反應歷程等。MS電子轟擊電子轟擊（EI）磁分析器磁分析器化學電離化學電離（CI）飛行時間分析器飛行時間分析器（TOF）大氣壓電離大氣壓電離（API）ESI+APCI四極濾質器四極濾質器 (Quadrupole Mass Fi

19、lter)基質輔助激光解析質譜基質輔助激光解析質譜 （MALDI）離子阱檢測器離子阱檢測器快原子轟擊快原子轟擊（FAB）離子回旋共振分析器離子回旋共振分析器 （ICR）按檢測器分類按檢測器分類按離子源分類按離子源分類 EI源應用最為廣泛，特別是氣相色譜-質譜聯用儀中應用最多的離子源，它主要用于揮發性樣品的電離。 原理：由進樣系統進入的氣體樣品到達離子源，與燈絲發出的電子發生碰撞使樣品分子電離。1. 電子轟擊源電子轟擊源 (electron-impact sources, EI)硬電離硬電離 一般有機化合物的電離電位為一般有機化合物的電離電位為715eV，被具有電子，被具有電子能量能量70eV的

20、加速電子轟擊后，除了失去或得到一個電子形的加速電子轟擊后，除了失去或得到一個電子形成分子離子以外，處于激發態的分子離子進一步裂解形成成分子離子以外，處于激發態的分子離子進一步裂解形成碎片離子和游離基，也可能失去一個中性分子。即碎片離子和游離基，也可能失去一個中性分子。即70eV能能量時，得到量時，得到豐富的指紋圖譜豐富的指紋圖譜，靈敏度最大。適當降低電離，靈敏度最大。適當降低電離能，可得到較強的分子離子信號，有助于確定分子量。能，可得到較強的分子離子信號，有助于確定分子量。EI電離：電離：將具有將具有一定能量的電子直接作用于樣品分子，使一定能量的電子直接作用于樣品分子，使 其電離，且效率高，有

21、助于質譜儀獲得高靈敏度其電離，且效率高，有助于質譜儀獲得高靈敏度 和高分辨率。和高分辨率。EI圖譜特征：圖譜特征：燈絲燈絲電子束電子束試樣高溫氣化試樣高溫氣化EI離子源離子源EI源源：可變的離子化能量：可變的離子化能量 (1070 eV)電子能量電子能量 電子能量電子能量 分子離子增加分子離子增加碎片離子增加碎片離子增加標準質譜圖標準質譜圖基本都是采用基本都是采用EI源源(70eV)獲得獲得EI適用于適用于Mr103的易揮發有機物的易揮發有機物EI優點：優點：靈敏度高，適用性強，圖譜重現性好，靈敏度高，適用性強，圖譜重現性好， 有標準圖譜對照。有標準圖譜對照。 缺陷：缺陷：氣化時造成分子熱裂解

22、，圖譜復雜，分氣化時造成分子熱裂解，圖譜復雜，分 子離子峰難尋找。子離子峰難尋找。（1）分子離子分子離子(Molecular ion)EI源離子類型源離子類型分子離子分子離子M + eM+.+2e中性分子中性分子確定分子量確定分子量和分子式和分子式（2）同位素離子同位素離子(isotopic ion)根據質譜圖上根據質譜圖上同位素離子峰與分子離子峰的相對強度，可同位素離子峰與分子離子峰的相對強度，可以推測化合物的分子式以推測化合物的分子式(Beynon表表)。同位素離子峰鑒定分子中氯、溴、硫原子同位素離子峰鑒定分子中氯、溴、硫原子： (a+b)nC6H13Br, Mr = 164 含硫的樣品含

23、硫的樣品 32S : 33S : 34S = 100 : 0.8 :4.4（3）碎片離子碎片離子(fragment ion)1) 斷裂斷裂帶有電荷的官能團與相連的帶有電荷的官能團與相連的碳原子之間的斷裂碳原子之間的斷裂斷裂方式斷裂方式均裂均裂：XY = X +Y異裂異裂：XY = X+Y-半異裂半異裂：X+Y = X+ Y 含飽和雜原子含飽和雜原子+CH3CH2ICH3CH2 + I+均裂均裂異裂異裂CH3CH2+ + I -C 烯烴烯烴(烯丙斷裂烯丙斷裂) 烷基苯烷基苯(芐基斷裂芐基斷裂)2) 斷裂斷裂碳原子和碳原子和碳原子之間的鍵的斷裂碳原子之間的鍵的斷裂RCH2CH2.+CH2RCH2C

24、HCH2+.+m/z 41 CH2R+.CH2+- R.m/z 91 3) 斷裂斷裂CH3CCH3CH3+.C2H5CCH3CH3+.C2H5CH3較易發生較易發生CH3CCH3C2H5CH3-eCCH3C2H5CH3.+CH3（4）重排離子重排離子(rearrangement ion)麥氏麥氏(Mclafferty)重排重排氫原子氫原子；官能團：官能團： XC R1 = H、R、OH、OR、NR2（5）亞穩離子亞穩離子(metastable ion): m*C4H9+57m1/zC3H5+m2/z 41C3H5+m*/z-溶劑溶劑+ +H H + + 溶劑溶劑+ +H H + +M-+M-溶

25、劑溶劑+ + M+HM+H+ +APCI 電離過程離子化離子化氣相氣相 C I質子化（例如，質子化（例如， H H3 3O O+ + ）（堿）（堿）電荷交換電荷交換去質子化（酸）去質子化（酸）電子捕獲（鹵素，芳族化合物）電子捕獲（鹵素，芳族化合物）蒸發室溫度蒸發室溫度較高溫度利于去溶劑化和氣化樣品。較高溫度利于去溶劑化和氣化樣品。太高溫度導致樣品分解。太高溫度導致樣品分解。通常：通常：與電噴霧相比，與電噴霧相比，APCI APCI 對于流動相、流速或添加劑依賴性較小。對于流動相、流速或添加劑依賴性較小。 注意溶劑的選擇。甲醇是比乙腈好的選擇，減小碳化。注意溶劑的選擇。甲醇是比乙腈好的選擇，減小

26、碳化。APCI ESI離子在離子在溶液溶液中以已生成中以已生成化合物無需具有揮發性化合物無需具有揮發性是分析熱不穩定化合物的是分析熱不穩定化合物的首選首選除了生成除了生成單電荷單電荷離子之外離子之外還可以生成還可以生成多電荷多電荷離子離子 APCIJ離子在離子在氣態氣態條件中生成條件中生成J化合物需具有一定的揮發性化合物需具有一定的揮發性J化合物必需是熱穩定的化合物必需是熱穩定的J只生成只生成單電荷單電荷離子離子雜質：造成目標離子的響應下降 表面活性劑與待測離子競爭（注意液相瓶、樣品瓶、無紡布的清洗）正離子模式下： 避免：磷酸和磷酸鹽 、硫酸鹽、硼酸鹽（由于會形成強離子對） 三氟乙酸屬于能形成

27、強離子對的化合物負離子模式下： 堿金屬鹽也抑制離子的形成 三乙胺 質子親合力強，應避免 存在三乙胺 ，用甲酸流動相至少沖一周以上參比電噴霧與大氣壓化學電離的比較 電離機理電離機理：電噴霧采用離子蒸發，而APCI電離是高壓放電發生了質子轉移而生成MH+或M-H-離子。 樣品流速樣品流速：APCI源可從0.2到2 mlmin；而電噴霧源允許流量相對較小,一般為0.2-1 mlmin. 斷裂程度:APCI源的探頭處于高溫，對熱不穩定的化合物就足以使其分解. 靈敏度：通常認為電噴霧有利于分析極性大的小分子和生物大分子及其它分子量大的化合物，而APCI更適合于分析極性較小的化合物。 多電荷：APCI源不

28、能生成一系列多電荷離子。LC-MS分析條件的選擇和優化分析條件的選擇和優化 1.接口的選擇：接口的選擇： ESI適合于中等極性到強極性的化合物分子，特別是那些在溶液中能預先形成離子的化合物和可以獲得多個質子的大分子（如蛋白質） APCI不適合可帶多個電荷的大分子，其優勢在于弱極性或中等極性的小分子的分析。2正、負離子模式的選擇：正、負離子模式的選擇：選擇的一般原則為： 正離子模式：正離子模式：適合于堿性樣品，可用乙酸或甲酸對樣品加以酸化。樣品中含有仲氨或叔氨時可優先考慮使用正離子模式。 負離子模式：負離子模式：適合于酸性樣品，可用氨水或三乙胺對樣品進行堿化。樣品中含有較多的強伏電性基團，如含氯

29、、含溴和多個羥基時可嘗試使用負離子模式。 一般的商品儀器中,ESI和APCI接口都有正負離子測定模式可供選擇。 根據樣品的性質選擇，也可兩種模式同時進行。正離子正離子ES模式：模式：適合于堿性樣品，amines, amides, aminoacids, antibiotics等有雜原子，可接受質子。如NH2、N、NH、CO、COOR酸性流動相 加揮發性酸：甲酸、乙酸 加鹽：甲酸銨 乙酸銨負離子負離子ES模式：模式：適合于酸性樣品，acids, hydroxyls, phosphates, sulfates；含強負電性基團有雜原子，可失去質子。如COOH、OH 中性偏堿性流動相 一般加氨水可正可

30、負可正可負:比較靈敏度3流動相的選擇流動相的選擇 常用的流動相為甲醇、乙腈、水和它們不同比例的混合物以及一些易揮發鹽的緩沖液，如甲酸銨、乙酸銨等，還可以加入易揮發酸堿如甲酸、乙酸和氨水等調節pH值。 LCMS接口避免進入不揮發的緩沖液，避免含磷和氯的緩沖液，含鈉和鉀的成分必須lmmol/l。（鹽分太高會抑制離子源的信號和堵塞噴霧針及污染儀器）含甲酸（或乙酸）2。含三氟乙酸0.5。含三乙胺l。含醋酸銨10一5 mmol/l。 送樣前一定要摸好LC條件，能夠基本分離，緩沖體系符合MS要求。4流量和色譜柱的選擇流量和色譜柱的選擇 不加熱ESI的最佳流速是150ulmin，應用4.6 mm內徑LC柱時

31、要求柱后分流，目前大多采用 l2.1 mm內徑的微柱，TIS源最高允許lmlmin，建議使用200400ulmin APCI的最佳流速lmlmin，常規的直徑4.6mm柱最合適。 為了提高分析效率，常采用 100 mm的短柱（此時UV圖上并不能獲得完全分離，由于質譜定量分析時使用MRM的功能，所以不要求各組分沒有完全分離）。這對于大批量定量分析可以節省大量的時間。5 輔助氣體流量和溫度的選擇輔助氣體流量和溫度的選擇 霧化氣對流出液形成噴霧有影響，干燥氣影響噴霧去溶劑效果。 操作中溫度的選擇和優化主要是指接口的干燥氣體而言，一般情況下選擇干燥氣溫度高于分析物的沸點20 左右即可。對熱不穩定性化合

32、物，要選用更低的溫度以避免顯著的分解。 選用干燥氣溫度和流量大小時還要考慮流動相的組成，有機溶劑比例高時可采用適當低的溫度和流量小一點的。質量分析器的分類： 雙聚焦扇形磁場-電場串聯儀器(sector). 四極質譜儀(Q). 飛行時間質譜儀(TOF). 離子阱質譜儀（TRAP） 付利葉變換-離子回旋共振質譜儀(FT-ICRMS). 四極+TOF（Q-TOF） 串列式多級質譜儀三重四極（QqQ） (MS/MS) TOF+TOF6.質量分析器質量分析器: 是質譜儀中將離子按質荷比分開的部分,離子通過分析器后,按不同質荷比(M/Z)分開,將相同的M/Z離子聚焦在一起,組成質譜。如何看質譜圖：如何看質

33、譜圖： 1.基本信息基本信息 (1)確定分子離子確定分子離子,即確定分子量即確定分子量 氮規則：含偶數個氮原子的分子，其質量數是偶數，含奇數個氮原子的分子，其質量數是奇數。與高質量碎片離子有合理的質量差，凡質量差在38和1013，2125之間均不可能，則說明是碎片或雜質。(2)確定元素組成，即確定分子式或碎片化學式 高分辨質譜可以由分子量直接計算出化合物的元素組成從而推出分子式 低分辨質譜利用元素的同位素豐度，例:(3)峰強度與結構的關系 豐度大反映離子結構穩定 在元素周期表中自上而下，從右至左，雜原子外層未成鍵電子越易被電離，容納正電荷能力越強，含支鏈的地方易斷，這同有機化學基本一致，總是在

34、分子最薄弱的地方斷裂。 不同類型有機物有不同的裂解方式 相同類型有機物有相同的裂解方式,只是質量數的差異 需要經驗記憶。2.質譜解析的一般步驟質譜解析的一般步驟 (適于低分辨小分子譜圖,若已經是高分辨質譜圖得到元素組成更好) (1)核對獲得的譜圖,扣除本底等因素引起的失真,考慮操作條件是否適當 (2)綜合樣品其他知識：例如熔點，沸點，溶解性等理化性質，樣品來源，光譜，波譜數據等. (3) 盡可能判斷出分子離子。 (4) 假設和排列可能的結構歸屬：高質量離子所顯示的，在裂解中失去的中性碎片，如M-1，M-15，M-18，M-20，M-31.意味著失H，CH3，H2O，HF，OCH3. (5)假設

35、一個分子結構，與已知參考譜圖對照，或取類似的化合物，并作出它的質譜進行對比。3.有機質譜的特點有機質譜的特點優點優點: (1)定分子量準確，其它技術無法比。 (2)靈敏度高，常規10-710-8g,單離子檢測可達10-12g。 (3)快速，幾分甚至幾秒。 (4)便于混合物分析，LC/MS，MS/MS對于難分離的混合物特別有效, 其它技術無法勝任。 (5)多功能，廣泛適用于各類化合物。局限性局限性: (1)異構體，立體化學方面區分能力差。 (2)重復性稍差，要嚴格控制操作條件。所以不能象低場NMR，IR等自己動手，須專人操作。 (3)有離子源產生的記憶效應，污染等問題。 (4)價格稍顯昂貴，操作

36、有點復雜。具體應用領域具體應用領域 醫藥學：藥物代謝、藥物動力學、雜質分析、天然產物分析 生物化學：肽、蛋白質、寡核苷酸、糖 環境化學：農藥和農殘分析、有機污染物、土壤/食品/水分析 臨床醫學：新生兒檢查、糖化血紅蛋白（糖尿病）、血紅蛋白變異、膽酸 食品科學：香料、添加物、包裝物、蛋白質、致癌物 法醫學：濫用藥物、爆炸物、興奮劑檢測 獸醫學：興奮劑、磺胺類藥物、抗體 合成化學：有機金屬化合物、有機合成物 有機化學：表面活性劑、染料（1）藥物：）藥物：藥物合成：藥物合成：反應過程監測、中間體、目標化合物及副反應產反應過程監測、中間體、目標化合物及副反應產 物分析等。物分析等。藥物篩選及極性優化：

37、藥物篩選及極性優化：藥物分析：藥物分析：極性、不穩定、難氣化、大分子藥物等。極性、不穩定、難氣化、大分子藥物等。藥物代謝：藥物代謝：母藥及其代謝物的鑒定、結構分析及定量分析；母藥及其代謝物的鑒定、結構分析及定量分析； 藥代動力學、毒理動力學研究。藥代動力學、毒理動力學研究。中藥研究：中藥研究：活性成分分析活性成分分析 質量控制質量控制指紋圖譜指紋圖譜臨床研究：臨床研究：藥物代謝研究藥物代謝研究 藥物代謝與藥物動力學研究技術上的最新重大進展是LC-MS-MS的使用，電噴霧（ESI）和大氣壓化學電離（APCI）以及大氣壓光電離（APPI）是其主要的離子源，由于具有高靈敏度（ng/mlpg/ml），

38、高選擇性（檢測特定的碎片離子）、高效率（每天可檢測幾百個生物樣品和對藥物結構的廣泛適用性，對液態樣品和混合樣品的分離能力高，可通過二級離子碎片尋找原型藥物并推導其結構，LC-ESI-MS-MS已廣泛地應用于藥物代謝研究中一期生物轉化反應和二期結合反應產物的鑒定、復雜生物樣品的自動化分析以及代謝物結構闡述等，已在世界上大型制藥企業中取代HPLC而占據了主導地位，其測試的樣品量占總量的70%以上。（2）生物：）生物：（1）肽和蛋白質的氨基酸序列分析、平均分子量測定；）肽和蛋白質的氨基酸序列分析、平均分子量測定；（2）糖蛋白分子量和結構分析；）糖蛋白分子量和結構分析；（3）生物成像研究）生物成像研究

39、 1988年美國年美國John Fenn發表發表ESI-MS的肽及蛋的肽及蛋白質分析論文，白質分析論文，2002年獲得諾貝爾化學獎。年獲得諾貝爾化學獎。3. 食品：食品：有效成分分析：質量控制有效成分分析：質量控制食品安全食品安全毒物分析：農藥、獸藥殘留；添加劑；霉毒物分析：農藥、獸藥殘留；添加劑；霉菌（黃曲霉毒素）菌（黃曲霉毒素）4. 環境：環境：環境污染分析：毒物殘留監測環境污染分析：毒物殘留監測5. 法醫刑偵：法醫刑偵： 投毒和毒品檢測投毒和毒品檢測 天然產物天然藥物的研究天然產物天然藥物的研究 目前中藥開發研究有兩條途徑。一條途徑是從單一植物中提取一種有效成分(單體化合物)或提取物開發成新藥。另一途徑則是中藥復方制劑的開發研究