液质联用.pdf
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1、实验名称实验名称:液相色谱液相色谱-质谱联用技术(质谱联用技术(LC-MSLC-MS)的各种模式探索)的各种模式探索一、实验目的一、实验目的1、了解 LC-MS 的主要构造和基本原理;2、学习 LC-MS 的基本操作方法;3、掌握 LC-MS 的六种操作模式的特点及应用。二、实验原理二、实验原理1 1、液质基本原理及模式介绍、液质基本原理及模式介绍液相色谱-质谱法(Liquid Chromatography/Mass Spectrometry,LC-MS)将应用范围极广的分离方法液相色谱法与灵敏、专属、能提供分子量和结构信息的质谱法结合起来,必然成为一种重要的现代分离分析技术。但是,LC 是液
2、相分离技术,而MS 是在真空条件下工作的方法,因而难以相互匹配。LC-MS 经过了约 30 年的发展,直至采用了大气压离子化技术(Atmospheric pressure ionization,API)之后,才发展成为可常规应用的重要分离分析方法。现在,在生物、医药、化工、农业和环境等各个领域中均得到了广泛的应用,在组合化学、蛋白质组学和代谢组学的研究工作中,LC-MS 已经成为最重要研究方法之一。质谱仪作为整套仪器中最重要的部分,其常规分析模式有全扫描模式(Scan)、选择离子监测模式(SIM)。(一)全扫描模式方式(Scan):最常用的扫描方式之一,扫描的质量范围覆盖被测化合物的分子离子和
3、碎片离子的质量,得到的是化合物的全谱,可以用来进行谱库检索,一般用于未知化合物的定性分析。实例:(Q1=100-259m/z)(二)选择离子监测模式(Selective Ion Monitoring,SIM):不是连续扫描某一质量范围,而是跳跃式地扫描某几个选定的质量,得到的不是化合物的全谱。主要用于目标化合物检测和复杂混合物中杂质的定量分析。实例:(Q1=259m/z)本实验采用三重四极杆质谱仪(Q1:质量分析器;Q2:碰撞活化室;Q3:质量分析器),由于多了 Q2、Q3 的存在,在分析测试的模式上又多了四种选择:(三)子离子扫描模式(Product Scan):第一个质量分析器固定扫描电压
4、,选择某一质量离子(母离子)进入碰撞室,发生碰撞解离产生碎片离子,第二个质量分析器进行全扫描,得到的所有碎片离子都是由选定的母离子产生的子离子,没有其它的干扰。主要用于化合物结构分析。实例:(Q1=259m/z;Q3=100-259m/z)(四)母离子扫描模式(Precursor Scan):第一个质量分析器扫描电压选择母离子(如分子离子),进入碰撞室碰裂后,第二个质量分析器固定扫描电压,只选择某一特征离子质量,该特征离子是由所选择的母离子产生的,由此得到所有能产生该子离子的母离子谱。主要用于同系物的分析。实例:(Q1=100-300m/z;Q3=259m/z)(五)中性丢失扫描模式(Neut
5、ral Loss):第一个质量分析器扫描所有离子,所有离子进入碰撞室碎裂后,第二个质量分析器以与第一个质量分析器相差固定质量联动扫描,检测丢失该固定质量中性碎片(如质量数 15、18、45)的离子对,得到中性碎片谱。主要用于中性碎片的分析。实例:(Q1=100-300m/z;Q3=82-282m/z)(六)多反应监测模式(MRM):第一个质量分析器选择一个(或多个)特征离子,经过碰撞解离,到达第二个质量分析器再进行选择离子检测,只有符合特定条件的离子才能被检测到,因为是两次选择,比单四极质量分析器的SIM方式选择性、排除干扰能力、专属性更强,信噪比更高。主要用于定量分析。实例:(Q1=259m
6、/z;Q3=138m/z)2 2、实验内容简介、实验内容简介邻苯二甲酸酯(简称PAEs)是一类重要的环境内分泌干扰物,常被用作塑料的增塑剂,也可用作农药载体。近年来,随着工业生产和塑料制品的广泛使用,邻苯二甲酸酯不断进入环境,普遍存在于土壤、底泥、大气、水体和生物体等环境样品中,成为环境中无所不在的污染物。据报道,邻苯二甲酸酯类具有较弱的环境雌激素成分,具有影响生物体内分泌和导致癌细胞增殖的作用。环境内分泌干扰物是指能改变机体内分泌功能,并对机体、后代或(亚)种群产生有害效应的环境物质。由于环境内分泌干扰物对人和动物有种种不良影响,对环境内分泌干扰物的研究已成为国际关注的焦点。我国也正在逐渐重
7、视有关环境内分泌干扰物的研究。三、仪器与试剂三、仪器与试剂1 1、仪器、仪器液相系统:Varian Pro Star;自动进样器:Varian 410 自动进样器;质谱仪:Varian 310 LC-MS/MS 三重四极杆质谱仪(ESI 离子源);色谱柱:Varian Inertsil 3 ODS-3(150mm2mm,3m)。2 2、试剂、试剂甲醇:HPLC 色谱纯;超纯水:Millipore Express 超纯水系统制备;标准溶液:用甲醇配制邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)混合标准溶液(0.1ppm)。四、实验步骤四、实验步骤1 1、条件
8、设置、条件设置色谱条件:流动相(90%甲醇+10%水);流速(0.2ml/min);扫描时间(7min);离子源模式:电喷雾电离(ESI),正离子模式;扫描条件:Detector:1000V;Needle:5000V;Shield:600V;Spray ChamberTemperature:50;Nebulizing Gas Pressure:55psi;Drying Gas Pressure:18psi,Drying Gas Temperature():250,Capilary Voltage 30(V),Coll.Energy 30(v);质量分析器:三重四极杆;进样体积:10ul。2 2
9、、实验测定、实验测定按实验操作规程完成仪器开机、参数设置及测定。根据表 1 中的数据,设置 m/z,选择各种扫描模式(全扫描、选择离子扫描、子离子扫描、母离子扫描、多反应监测模式)进行测定。表 1 待测物质的母离子和主要子离子母离子(m/z)子离子(m/z)五数据处理与法分析五数据处理与法分析(1)全扫描模式方式(Scan)DMP195.1163.1DEP223.1149.1DBPDBP279.1149.1此色谱图即为全扫描模式下测得的,样品为含三种物质的混合溶液,分别为邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP),从图中我们就可以看出,仪器噪音很大,三种
10、组分的分离效果很差,但是在定性上还是不错的,可以检测到这三种组分。(2)选择离子监测模式(Selective Ion Monitoring,SIM)由以上色谱图,采用的是选择离子监测模式检测,分别选定了质荷比为 223 和279 两个离子,它们分别是DEP 和 DBP 各得到了一个氢的分子离子峰,该模式可用于选定的物质的定性分析,从以上图中的信噪来看,相比于 Scan 模式来说,SIM 模式用来进行定性分析更好。(3)子离子扫描模式(Product Scan)子离子扫描模式的第一个质量分析器固定扫描电压,选择某一质量离子(母离子)进入碰撞室,发生碰撞解离产生碎片离子,第二个质量分析器进行全扫描
11、,得到的所有碎片离子都是由选定的母离子产生的子离子,没有其它的干扰,主要用于化合物结构分析。以下就是选择质量为 195 的母离子进入碰撞室,解离产生碎片离子产生的谱图:以上为选择质量为 195 的母离子进入碰撞室,解离产生碎片离子177 和 149,其所得的碎片都是由选定的母离子产生的,碎裂方式有可能为:通过这样的子离子扫描,便可有助于判断选定的母离子的结构,即通过其丢失的碎片便知其部分结构。(4)母离子扫描模式(Precursor Scan)母离子扫描模式的第一个质量分析器扫描电压选择母离子(如分子离子),进入碰撞室碰裂后,第二个质量分析器固定扫描电压,只选择某一特征离子质量,该特征离子是由
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