质谱仪介绍
几种质谱仪的介绍
1. QSTAR PUlsarl型串连四极杆飞行时间液质联用质谱仪
1.1设备型号、厂家、图片
设备型号：QSTAR Puslar
厂家：北京师范大学蛋白质组学研究中心
图片：
1.2工作原理、相关理论知识及技术参
数
QSTAR是将传统的四极杆质谱与
飞行时间质谱相结合，构成串连型质
谱。该仪器由两大部分组成，即水平
方向的四极杆部分和垂直方向的飞行
时间部分。其中四极杆部分由卿、Ql
和Q2三个主要部分组成，飞行时间部
分由加速器、反射器和检测器组成(见
图1)。如果将QSTAR与三级四极杆质
谱做个比较，就可以看出，QSTAR比
三级四极杆多一个Q0，而三级四极杆
质谱的质量分析器Q3则由时间飞行质
谱替代。
在强电场的作用下，使ESI源的样品溶液带上电荷喷出，并形成微粒，飞行微粒首先与逆向运动的气帘气迎面相遇，其中未带电荷的微粒将被气帘气吹出，而带电微粒则在电场的作用下继续前进，其中的液体则在气帘气的作用下挥发而随气流流出，从而将电荷留给肽段使之成为带电粒子。肽离子在电场的作用下进人Q0，Q0为由一组施加射频电压的四极杆组成的预过滤器，离子在Q0中经过聚焦后进入Ql，Q1为四极杆质量过滤器，即可以通过在四极杆上施加特定的电压选择特定质荷比的离子通过，也可以通过连续变化的电压(扫描)使所有质荷比的离子通过。Q2为离子裂解室，接有裂解气(氢气或氮气)。经Ql选择的离子进人Q2后被裂解。QSTAR的Q2附加了脉冲式的离子延迟装置，称为O2巧151皿。通过一个延迟电压.使向TOF飞行的离子速度变慢，从而起到离子富集的作用。其基本原理可以简单的比喻为脉冲式的“关闸蓄水，然后突然放水”，使原来的涓涓细流变成“洪峰”(离子流的高峰)进人TOF的加速器，从而使每次加速器加速的离子增加。对于质荷比高于600的离子的富集效果为3一5倍，低于600的较小离子的富集效果一般为1o一20倍。离子经过Q2Pulsing后进人TOF部分，并被加速器的在垂直方向加速，然后通过反射器到达检测器。QSTAR的灵敏度在fmol级，分辨率一般在8000以上。
1.3应用
基因组学的发展得益于大规模测序技术，蛋白质组学的兴起则离不开生物质谱技术。“组学”的含义在于研究的对象不是一个或几个基因或蛋白，而是“全部”的基因或蛋白。因此蛋白质组学的发展需要像基因测序技术那样大规模、高通量地分析鉴定蛋白质的技术。蛋白质的质谱鉴定技术为蛋白质组学提供一个比较理想的平台，尽管其还无法达到基因测序技术的夫叫漠与速度。目前蛋白质组研究中最常用的质谱有离子阱、四极杆质谱和傅立叶变换质谱，其分析生物大分子的能力各有所长，同时也各有所短。因此，目前新推出的功能更强大的生物质谱多是串连质谱，串连质谱达到了取各家之所长，且避其所短
的目的，从而大幅度地提高生物质谱分析生物大分子的精确度和可靠性。
2. PE最新台式气相色谱/质谱仪TurboMas TM
1997年10月PE向全世界推出与Autosystem XL(GC联用的，以MS windows NT支持下软件操作的新一代的色质联用仪。
2.2工作原理、相关理论知识:
自动化高性能智能型的气相色谱仪一带有“4P’，新技术PPS一程序升温毛细管分流/不分流进样品，可独立地进行三阶程序升温，升温速率高达200℃/分，利用溶剂吹扫功能可实行大体积进样(LVI)，最高进样量可达150μl。(自动进样器50μl)。PPc1M一无旋钮和程序化全气路控制系统，‘可达12个气路区域PreventTM一有隔离型、溶剂吹扫增强型及省时型三种工作模式ProTectTM一利用PPc气路控制对预柱的气体流动方向和速度编程，实现对重组份在毛细管预柱中反吹而保护了毛细分离柱研究级的四极质谱仪带有预过滤的四极滤质器一13lmm×12mm钥四极杆16mm×12mm钼预过滤四极杆可保护主四极杆免受污染，并增加了离子传输率，提高了灵敏度。
2.3技术参数：
质量范围一2一1200Daltons(amu)
质量稳定性—士o.lm/z’48hrs
离子化方式一EI(标准型)，正/负化学离子化(任选件)
电离电压一10一100eV连续可调
灯丝材料一钨合金丝
真空系统一可选择:801/Sec空气冷却的油扩散泵
250L/sec。空气冷却的涡轮分子泵
(水冷却任选件)
抽真空时间一=<15min，用空气/水冷却时
检测器一密封的长寿命光电倍增器 (汇传输线一可加热到50℃一350℃的毛细柱直接连接， 可安装内径0.53mm宽口径柱，流量高达5ml/min 离子源温度120℃一350℃任意设定 调机标样一PFTBA(FC一43)或用户自选 用涡轮分子泵 扫描速率，最高达6O00Da/Se。可调式 最大全扫描采样速率在50一650Da范围内5scans/sec 线性动态范围，浓度达105化合物，电信号104－107 决于采样速率单离子检测的离子数一32个离子的32组 灵敏度一EI全扫描:IPg八氟萘，在S/N10:1RMS(2:1对峰) El单离子检测:100fg八氟茶，在S/N25: IRMS(5:l峰对峰) 正化学离子化全扫描:10pg二苯酮.在S/N10: 1RMS(2:l峰对峰) 负化学离子化全扫描:1pg八氟蔡，在S/N20: IRMS(4:1峰对峰) 2.4环境要求 供电一220V+16%，一10%，7 .SA，50/60比 室温一10℃一35℃ 相对湿度一20一80%，无水滴冷凝 质谱外型一宽3ocmx深64cmx高4Icm，重45kg 2.5应用 TurboMas TM的设计和生产均符合ISO9001国际标准，它的问世是对现代化学分析实验室提供了一种性能出众、高质量、高可靠性而结构紧凑的台式四极质谱仪，配合PE的样品预处理技术，如HS一40顶空进样器.A TB400自动热脱附进样装置，这将在环境分析、精细化工、法医公安、医学制药、材料科学等有极其重要和广泛的应用。 3肖特基质谱仪 3.1肖特基质谱仪的原理 肖特基噪声和散粒噪声是电子管在高频使用时发现的.肖特基噪声的一个主要性能是,噪声电流的均方值〈i2〉=2Iedf.在此,平均电流I=Ne,e为电子电菏,N为电子数,df为所选频段.电子冷却存储环上肖特基质谱仪的信号是束流在两片十分靠近金属窄板间穿过时感应的信号.这对金属板称作拾取单元,带电荷Ze的束流离子在存储环中转一圈的时间为T,它是肖特基质谱仪信号的周期,通常在10-6s量级;回转频率f和圆频率ω有ω=2πf=2π/T的关系.如环中仅一个离子,f则是它每秒穿过拾取单元的次数.这时肖特基信号的均方值与2(Zef)2成比例,所以对高Z离子更灵敏,信号与噪声比和Z2成正比. 肖特基信号中含有周期性,其在t信号的乘积,或关联函数R(t)=〈U(t)·U(t+τ)〉,若单个离子在冷却存储环转一圈的回转周期为T,则τ=T,2T,3T,…nT(-∞ 单个离子若偏离中心轨道,就会使肖特基谱存在线宽.更何况若有108个离子在存储环中,它们的速度无论在纵向或横向都有一些差别,则肖特基谱很宽.谱宽的FWHM相对值为δf/f=nδf/nf=ηδp/p=δp/p(1/ 2-1/ 2t)这里是相对论罗仑茨因子,它由离子速度β=v/c确定. t由存储环的磁场和注入条件所定,是一常数.电子冷却下dp/p将减小到5×10-7, 值也向t趋近(通常< t);而使η趋于零,则肖特基谱变得非常窄,δf/f达到2.5×10-7水平.色散达到一级色散量级,这时相对频宽为Δf/f=-1/ 2t[Δ(A/Z)(A/Z)]式中用原子序数Z代替电离电荷Q,通常存储的离子Q都很接近Z值. 4ＱToF质谱仪简介 4.1工作原理 ＱToF是由四极杆质谱和飞行时间质谱组成的串联型质谱仪)。四极杆在ＭＳ模式下有离子导向作用,在ＭＳ/ＭＳ状态下有质量分选功能。装有反射器的飞行时间(TOF)分析装置与四极杆垂直配置,在ＭＳ和ＭＳ/ＭＳ状态下均有质量分析功能。在四极杆和ＴＯＦ分析器之间是碰撞活化室(ＨＥＸＡＰＯＬＥＣＯＬＬＩＳＩＯＮＣＥＬＬ),能够实现碰撞诱导解离(ＣＩＤ),在进行ＭＳ/ＭＳ质谱实验时,第一级四极杆质谱选取单一离子并将它送入碰撞活化室与惰性气体(氩气)发生碰撞并使母离子发生诱导裂解,碰撞活化室由六极杆组成,在工作状态下极杆上仅有射频电位,因而所有离子均能通过碰撞活化室,到达垂直飞行时间质谱的加速器中,在推斥极的作用下,离子进入ＴＯＦＭＳ进行质量分离,仪器的最终检测器为 高敏感性的微通道板。由于此仪器配以电子喷雾电离源(ＥＳＩ)和基质辅助激光电离源(ＭＡＬＤＩ),可以分别实现与高效液相色谱联用或直接进样。为适应研究的需要进一步提高分辨率,此仪器装有多级反射器(Ｗ型),由于多级反射,其分辨率可达20000(ＦＷＨＭ)左右。ＥＳＩ源由电喷雾探针和Ｚｓｐｒａｙ源组成,Ｚｓｐｒａｙ技术是Ｗａｔｅｒｓ的专利技术,可以有效防止离子源和仪器污染,防止热裂解,广泛适合ＨＰＬＣ各种分离条件并提高灵敏度,源隔断阀可有效保护真空系统和检测器易于清洗离子源而无需放空仪器。 4.2应用 自1996年第一代Ｍｉｃｒｏｍａｓｓ公司高分辨高灵敏度Ｑ-Ｔｏｆ仪器推出后,经不断的发展,目前Ｑ-ＴｏｆＵｌｔｉｍａＧｌｏｂａｌ型串联质谱仪结合电喷雾源(ＥＳＩ)、基质辅助激光解离源(ＭＡＬＤＩ)、质量锁定(ＬＯＣＫＳＰＲＡＹ)、四极杆选择离子传输方式、ＴＯＦ高分辨高灵敏度优点于一体,必将在蛋白质组研究,氨基酸序列快速测定,未知物结构测定,药物开发和药物代谢分析等领域发挥巨大的作用。 生命科学被誉为21世纪的最前沿科学之一,随着人类第一张基因序列草图的完成和发展,生命科学的研究也进入一个崭新的后基因组学时代,即蛋白质组学时代。正如基因草图的提前绘制得益于大规模全自动毛细管测序技术一样,后基因组研究也正在借助于现代生物质谱等技术得到迅猛发展。Ｑ-ＴｏｆＵｌｔｉｍａＧｌｏｂａｌ型串联质谱仪具有高灵敏度和高质量检测范围,使得在ｐｍｏｌ(10-12)至ｆｍｏｌ(10-15)水平上准确地分析分子量高达几万到几十万的生物大分子成为可能,从而使质谱技术真正走入生命科学的研究领域,并得到迅速的发展。 5Ｓａｔｕｒｎ（台式离子阱质谱仪）的串联质谱技术及应用 5.1基本原理 Ｓａｔｕｒｎ质谱仪在进行串联质谱操作时包含以下基本步骤: (1)电离被分析物,使其产生碎片离子 (2)自碎片中筛选并储存母离子 (3)激化母离子使其产生子离子 (4)收集子离子质谱 Ｓａｔｕｒｎ串联质谱仪将上述步骤在相同的空间中循序完成,为时间串联式(Ｔａｎｄｅｍ-ｉｎ-Ｔｉｍｅ)质谱仪。Ｓａｔｕｒｎ串联质谱仪用于ＭＳ/ＭＳ分析至少有以下几个优点: ①串联质谱仪的分析步骤均在同一空间完成,可减少离子传输损耗,提高灵敏度。 ②串联质谱仪不需额外空间,亦不增加真空系统负担,硬体设备较为经济。 ③由母离子产生子离子的条件容易控制,有很好的再现性与较高的转化率,且不需特殊 的操作技巧。 ④系统体积小维护操作简单。 Ｓａｔｕｒｎ质谱仪的基本元件由一个环电极(ｒｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｄｅ)和两个端电极(ｅｎｄｃａｐｅｌｅｃｔｒｏｄｅ)组成,三个电极内表面均为双曲(ｈｙｐｅｒｂｏｌｉｃ)面。Ｓａｔｕｒｎ串联质谱仪作用的三个电极间以绝缘体阻隔,互不接触。操作时通过环电极上射频(ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙ)交流电压,与端电极的交流电压交互形成三维空间的四极电场与轴向的二极电场,从而分离筛选母离子、激化母代离子使其产生更小的特性离子碎片并分析离子碎片质谱,完成串联质谱仪的功能。Ｓａｔｕｒｎ以Ｖａｒｉａｎ特有的波型板控制电路(ＷａｖｅＢｏａｒｄ)控制频率与强度,并在上述四个步骤前加上预扫功能(Ｐｒｅｓｃａｎ),系统会根据预扫功能判断被分析物的浓度,并实时(ＲｅａｌＴｉｍｅ)调整仪器参数,确保仪器有最佳的灵敏度与分辨率。速度是Ｓａｔｕｒｎ串联质谱仪的另一项特有技术,在该仪器上串联质谱加上预扫功能全程仅需0.2ｓ,足以确保快速且完整地分析待测物(图1)。 5.2Ｓａｔｕｒｎ质谱仪串联质谱技术的应用 串联质谱技术作为分析混合物和分子结构鉴定的重要手段,很早以前已在大型质谱仪上得到应用,在两个前后串联的质谱/质谱仪中,前级质谱主要用于担任分离工作,在样品被电离后,它只允许被分析的目标化合物的母代离子碎片,经过碰撞裂解后,由第二级质谱分析裂解后产生的离子碎片,由于上述过程的完成至少需要三个质量分离器串联而成,故在大型质谱 仪上应用串联质谱技术成本较高,而且操作比较复杂,从而限制了该技术的广泛应用。随着离子阱质谱仪的发展,利用其可实现时间串联的特性,即串联质谱的每个阶段在不同时间段进行,使用同一个离子阱质量分离装置就可以完成串联质谱的分析,甚至可以进行多级质谱的分析,Ｖａｒｉａｎ公司的Ｓａｔｕｒｎ串联质谱仪目前可以做到ＭＳ6。从而大大降低串联质谱分析的成本,而且性能优异的工作站软件也使该分析的操作变得十分容易。目前,该技术在环境分析、食品分析、生物分析等方面得到了广泛的应用。它不仅适用于复杂基体混合物的定性分析,而且可以利用得到二级质谱结果进行定量。 5.2.1环境分析 环境样品分析是目前串联质谱技术应用最多的一个领域,例如环境样品中二恶英、呋喃、多氯联苯、多环芳烃以及各种农药残留物的分析,一直是串联质谱技术应有的重点,目前,利用串联质谱技术Ｓａｔｕｒｎ2000质谱仪是目前市场上唯一的一台能满足ＥＰＡ1613方法测定环境样品中二恶英的台式质谱仪。在测定环境地表水的多氯联苯方面,该技术的检出限可达1ｐｇ·Ｌ-1(见ＶａｒｉａｎＧＣ/ＭＳＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＮｏｔｅ#64)。结合大体积进样和串联质谱技术,Ｓａｔｕｒｎ质谱仪在测定水中1ｎｇ·ｇ-1的多环芳烃时,可得到非常好的重现性,美国ＥＰＡ的试验结果显示利用串联质谱技术测定16个土壤样品中的20种农药残留物,在1ｐｇ·μｌ-1的检出限下,ＭＳ/ＭＳ的选择性和灵敏度要优于ＥＣＤ检测器。 5.2.2食品分析 蔬菜、水果、牛奶中农药残留物的检测由于样品本底复杂,难度一直很多,美国农业部的ＢｅｌＡｓｖｉｌｌｅ农业研究中心利用ＣｈｒｏｍａｔｏＰｒｂｂｅ直接进样杆技术和串联质谱技术分析了水果和蔬菜萃取物中22种农药残留物,结果表明上述技术即可以大大简化样品前处理过程,还可以得到良好的回收率和重现性,检出限小于2ｎｇ·ｇ-1,而美国纽约州农业署的食品实验室对蔬菜、水果、牛奶中100种农药残留物的分析表明,使用Ｓａｔｕｒｎ2000质谱仪的串联质谱功能,上述农药残留物的检出限可达ｎｇ·ｇ-1的范围。氯丙醇是化学合成酱油等调味品的副产品,试验表明,氯丙醇对人体有害,是致癌物,各国对其在调味品中的食量有非常严格的要求,欧盟的标准要求其低于0.01μｇ·ｇ-1,常规使用ＥＣＤ或质谱全扫描在测定ｎｇ·ｇ-1级的样品时,常驻常出困难,而利用串联质谱技术分析衍生物的样品,在5ｎｇ·ｇ-1时,其信噪比要大于10。 β-兴奋剂(盐酸克伦特罗)曾被放入猪饲料,以提高猪肉的瘦内,但其对人体有害,近来国内对其加强了管制,质谱检测是监管的主要方法,但因浓度较低,ｎｇ·ｇ-1级通常要使用选择离子方式代替全扫描以提高灵敏度,由于选择离子方式的局限性样品的复杂程度,有试验表明会出现错检的现象,而利用串联质谱技术,因有清晰的二级质谱结果作参考,故可以大大提高检测分析的准确性。 5.2.3生物样品分析 生物样品的复杂性使得在利用气质联用技术分析时,对样品的前处理技术提出非常高的要求,而使用串联质谱技术则可大大简化样品前处理过程,提高工作效率并且方便方法的优化开发。目前尿样中类固醇、滥用药物的分析,人发、汗液、血液中毒品的检测等应用都有了广泛的报道。例如,澳大利亚利用串联质谱技术测定血液中的ＴＨＣ,其检出限可达1ｍｌ·Ｌ-1,ＭｕｎｏｇＧｕｅｒｒａ等在利用Ｓａｔｕｒｎ质谱仪检测2000个体育比赛中的尿样时,有45个被普通全扫描漏掉的样品,在串联质谱功能下被检出限性,所分析的违禁药物有23种。 参考文献 [1] 吴万年，PE最新台式气相色谱/质谱仪TurboMas TM，现代仪器使用与维修，1992（2）： 51。 [2] 祝立群。台式离子阱质谱仪的串联质谱技术及应用。上海计量测试。2002,29(2):35~36. [3] 赵和平,黄凌云,肖雪媛等，QSTAR PUlsarl型串连四极杆飞行时间液质联用质谱仪简介及其应用，现代仪器，2004（1）：36~39. [4] 钟丽君，万乐人，彭嘉柔，Ｑ-ＴｏｆＵｌｔｉｍａＧｌｏｂａｌ质谱仪的简介及应用，现代仪器，2005（1）：32~34. [5] 戴光曦，肖特基质谱仪，原子核物理评论，1997（12），14（4）：239~242. 临床实验室中的质谱分析和质谱仪 然后在真空的作用子下迫使离子进入分析器，这类离子源有电喷雾（Electro-spray，ESI）、大气压中化学电离（Atmospheric pressure chemical ionization，APCI）等。在固相离子源中，被分析物处于不挥发的沉积状态，这种沉积状态可由各种制备方法产生，其制备过程经常会涉及引入一种固体或非挥发性液体做为基质，被分析化合物的沉积随后经高能粒子或光子照射使沉积物表面的离子释放出来并在电场的作用下进入分析器，这类离子源有基质辅助激光解析（Matrix-assisted laser desorption）、等离子体解析(Plasma desorption)离子源等。 质量分析器 质量分析器可由不同的原理发展而成。大致而言它们可以分为两类，一类是以时间的尺度将不同质荷比的离子进行分离，例如四级杆质谱；另一类则是以空间的尺度将不同质荷比的离子进行分离，例如离子阱质谱。当然分类也可以用质量分析器的其他性质，比如脉冲式的或是连续式的等等。随着仪器的发展，也出现许多将不同的质量分析器联用的组合，例如四级杆-飞行时间（Quadrupole-TOF）等。当评价一台质谱仪的性能，一般会考虑到以下这些因素：可分析的质量区间、分析速度、传送能力（进入分析器与到达检测器离子的比例）、质量准确度和分辨度。表一列出了某些常用质量分析器的基本特征。 两个或数个质量分析器可被串联起来使用，使得在前级质量分析器中的选定碎片在后一级质谱中得到进一步分析，这样的质谱被称为串联质谱（MS/MS或MS n）。也可以将色谱（气相或液相）连接在离子源的前端做为样品的输入装置，使得色谱的分离能力与质谱的分离鉴定能力得到叠加，被称为色质联用（GC-MS或LC-MS）,联用的质谱部分自然也可以是串联质谱。目前临床实验室中最常用的质谱就是液相色谱与串联质谱联用（LC-MS/MS）。 检测器和电脑 检测器的作用在于使通过质量分析器的离子产生电信号（电流），此电流的强度与其丰度成比例。对离子的测定无非总是根据其电荷、质量或是速率。由于在每个特定时间点上由质量分析器中出来的离子有限，其所形成的电流也十分有限，因此其后部都连有放大电路。检测器与质谱的其他部件一样仍处于不断发展之中以应对新的需求，例如测定质量很大的离子。 电脑在质谱分析中的基本作用与许多分析仪器基本相同，主要有三个功能：控制仪器、获取和加工分析资料集对数据进行解读，从而最后向用户输出一份分析结果的报告。这其中涉及到模数信号的转换、分析过程中的取样频率与分析质量的关系，用户也应该对所用数据库的特点有所了解，以便对电脑给出的分析结果有正确的解读。 三、质谱在临床实验室中的主要应用 （1）治疗药物浓度检测（TDM） LCMS-8040 简单操作流程 版本：Version-LCMS001 1. 启动液质联用装置 接通电源： 确保质谱主机、液相色谱各单元和电脑已经接通电源（请务必确定电源的稳定和不会出现突然断电的情况！！），依次打开质谱主机、液相色谱各单元和电脑的电源开关（质谱主机电源键位于仪器背后的红色按钮，液相色谱各单元的电源开关位于各单元正面的左下方），此时，可观察到各单元的绿色指示灯依次亮起。 【注：若有某个单元的红色指示灯亮起，请及时联系岛津工程师进行处理】 质谱主机的开启： 1.1启动真空系统： 1.1.1 电脑开机完毕后，请确认电脑右下方的相关图标为绿色。 【注：如果该图标为黄色，说明系统正在启动，请稍等片刻。如果该图标为红色，表示有错误产生，请重启电脑。】 1.1. 2. 双击电脑桌面上的图标，等待，直到出现下面的界面： 1.1.3. 点击“OK”，启动分析程序。在新出现的窗口中点击左侧的“Instrument”，再双击右侧的对应的仪器型号图标。 1.1.4. 然后点击新窗口的左侧按钮“Data Acquisition”，再点击“main”按钮，然后再点击窗口 左侧最下方的按钮，此时，会出现“System Control”窗口：点击“Auto Startup”按钮，抽真空约10 分钟后可以开始进行分析实验。此时，质谱主机上的“STATUS”指示灯亮起，为绿色。如果需要得稳定测试结果，至少需要抽真空半天以上（最好抽真空过夜，16h以上）再进行测试。 1.1.5. 点击“Advanced”按钮，将CID GAS 右侧的“Open”按钮按下，以便打开碰撞气。 1.2日常开机： 【该操作是针对日常使用中，已经启动了真空系统的状态下启动仪器进行分析实验的操作】 1.2.1. 先接通液相色谱各单元的电源，开启液氮罐上的阀门和氩气钢瓶的总阀。检查液氮罐和氩气钢瓶的气体输出压力【氮气减压阀表头压力读数在690-800kPa，氩气减压阀表头压力读数在500kPa，即如钢瓶的表头黑色记号笔标记所示】，确认无误后。 1.2.2 将液相部分的A泵和B泵的旋转阀向左逆时针方向旋转90度，阀门于地面平行。点击A 泵、B泵及自动进样器上的purge键（A流动相为超纯水，B流动相为色谱级甲醇）。3 min后，A泵和B泵purge结束，将液相A泵和B泵的旋转阀向右顺时针方向旋转90度。 1.2.3. 等待自动进样器purge结束。 2.平衡色谱柱，准备分析实验 10%甲醇冲系统： 2.1. 更换A泵瓶中的10%的异丙醇。 2.2. 打开电脑电源，启动windows 系统，双击电脑桌面上的图标，等待，直到出现下面的界面： 2.3. 点击“OK”，启动分析程序。在新出现的窗口中点击左侧的“Instrument”，再双击左侧的控制液相部分的图标，如下图。 2. 4. 设置B相（甲醇）浓度为10%，流速设为0.1 mL/min。 2.5. 启动液相色谱各单元，并如下图所示点击LabSolutions 的各按钮，让仪器各部件开始工作。 有机质谱仪及MS的发展与应用 ……专业聂荣健学号：………指导老师：…… 摘要：质谱方法是一种有效的分离、分析方法。质谱仪器和光谱仪、色谱仪、核磁共振波谱仪等仪器，都是能用一台仪器分析多种物质的谱仪，都是不可缺少的近代分析仪器。有机质谱仪的应用是非常广泛的，特别是在化学及生物领域。本文介绍了质谱仪的主要组成离子进样系统及质量分析器，以及MS的发展与应用。 关键词:有机质谱离子进样系统质量分析器应用 Development and application of organic mass spectrometry and MS Name Nie Rongjian Abstract: Mass spectrometry method is an effective separation of analysis method. Mass spectrometer、 Optical measuring equipment、Chromatographic instrument、Nuclear magnetic resonance spectral instrument and so on are all the equipments that indispensability. Organic mass spectrometry has a very wide range of applications, especially in chemical and biological field. This article introduced the major composition of Mass spectrometry about Ion Injection system and Mass Analyzer and the development of MS. Key words:Organic Mass SpectrometryIon Injection System Mass Analyzer Application 过程质谱仪技术及应用 基本背景 主要内容 在线质谱技术 质谱分析法 质谱 一、选择题 1. 在质谱仪中当收集正离子的狭缝位置和加速电压固定时，若逐渐 增加磁场强度H，对具有不同质荷比的正离子，其通过狭缝的顺序如何变化？（2） （1）从大到小（2）从小到大（3）无规律（4）不变 2. 含奇数个氮原子有机化合物，其分子离子的质荷比值为（2） （1）偶数（2）奇数（3）不一定（4）决定于电子数 3. 二溴乙烷质谱的分子离子峰M与M+2、M+4的相对强度为（3） （1）1∶1∶1（2）2∶1∶1（3）1∶2∶1（4）1∶1∶2 4. 在丁酮质谱中，质荷比为29的碎片离子是发生了（2） （1）α-裂解（2）I-裂解（3）重排裂解（4）γ-H迁移 5. 在通常的质谱条件下，下列哪个碎片峰不可能出现（3） （1）M+2（2）M-2（3）M-8（4）M-18 二、解答及解析题 1.样品分子在质谱仪中发生的断裂过程，会形成具有单位正电荷而质荷比（m/z）不同的正离子，当其通过磁场时的动量如何随质荷比的不同而改变？其在磁场的偏转度如何随质荷比的不同而改变？答：根据公式m/z=B2R2/2E可知，m/z越大，动量越大。 m/z值越大，偏转度越小。 2.带有电荷为e、质量为m的正离子，在加速电场中被电位V所加速，其速度达υ，若离子的位能(eV）与动能（mυ2/2）相等，当电位V增加两倍时，此离子的运动速度υ增加多少倍？ 答：由公式eV=1/2mv2，当V增加两倍时，此时的离子的运动速度v增加为原来的√2倍。 3.在双聚焦质谱仪中，质量为m，电荷为e、速度为υ的正离子由离子源进入电位为E的静电场后，由于受电场作用而发生偏转。为实现能量聚焦，要使离子保持在半径为R的径向轨道中运动，此时的R值受哪些因素影响？ 答：eV=mv2/R R=mv2/eE，由此可知，此时的R主要受静电场强度的的影响。 4.在双聚焦质谱仪中，质量为m，电荷为e、速度为υ的正离子由电场进入强度为H的磁场后，受磁场作用，再次发生偏转，偏转的半径为r，此时离子受的向心力（Heυ）和离心力（mυ2/R）相等，此时离子受的质荷比受哪些因素影响？ 答：由题意有Heυ= mυ2/r，m/e=Hr/υ=H2r2/2V 此时离子受的质荷比受磁场强度、半径r以及电场电位V的影响。 质谱仪习题及答案 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】 质谱分析习题 一、简答题 1．以单聚焦质谱仪为例，说明组成仪器各个主要部分的作用及原理。 2．双聚焦质谱仪为什么能提高仪器的分辨率 3．试述飞行时间质谱计的工作原理,它有什么特点 4．比较电子轰击离子源、场致电离源及场解析电离源的特点。 5．试述化学电离源的工作原理。 6．有机化合物在电子轰击离子源中有可能产生哪些类型的离子从这些离子的质谱峰中可以得到一些什么信息 7．如何利用质谱信息来判断化合物的相对分子质量判断分子式 8．色谱与质谱联用后有什么突出特点 9．如何实现气相色谱－质谱联用 10．试述液相色谱－质谱联用的迫切性。 二、选择题 1．3,3-二甲基戊烷：受到电子流轰击后, 最容易断裂的键位是: ( ) A 1和4 B 2和3 C 5和6 D 2和3 2．在丁烷的质谱图中，M对(M＋1)的比例是（） A 100: B 100: C 100: D 100: 3．下列化合物含 C、H或O、N，试指出哪一种化合物的分子离子峰为奇数( ) A C6H6 B C6H5NO2 C C4H2N6O D C9H10O2 4．在下列化合物中, 何者不能发生麦氏重排 ( ) 5．用质谱法分析无机材料时，宜采用下述哪一种或几种电离源（） A 化学电离源 B 电子轰击源 C 高频火花源 D B或C 6．某化合物的质谱图上出现m/z31的强峰, 则该化合物不可能为 ( ) A 醚 B 醇 C 胺 D 醚或醇 7．一种酯类（M=116），质谱图上在m/z 57（100%），m/z 29（27%）及m/z 43（27%）处均有离子峰，初步推测其可能结构如下，试问该化合物结构为 ( ) A (CH3)2CHCOOC2H5 B CH3CH2COOCH2CH2CH3 C CH3(CH2)3COOCH3 D CH3COO(CH2)3CH3 8．按分子离子的稳定性排列下面的化合物次序应为 ( ) A 苯 > 共轭烯烃 > 酮 > 醇 B 苯 > 酮 > 共轭烯烃 > 醇 C 共轭烯烃 > 苯 > 酮 > 醇 D 苯 > 共轭烯烃 > 醇 > 酮 9．化合物在质谱图上出现的主要强峰是（） A m/z 15 B m/z 29 C m/z 43 D m/z 71 10．溴己烷经均裂后，可产生的离子峰的最可能情况为： ( ) A m/z 93 B m/z 93和m/z 95 C m/z 71 D m/z 71和m/z 73 11．在C2H 5F 中，F对下述离子峰有贡献的是 ( ) A M B M+1 C M+2 D M及M+2 12．某化合物的M S图上出现m/e 74的强峰，R光谱在3400～3200c m-1有一宽峰，1700～1750c m-1有一强峰，则该化合物可能是（） A R1－（CH2）3－COOCH3 B R1－（CH2）4－COOH C R1－CH2(CH3)－CH2－CH－COOH D B或C 13．在质谱图谱中若某烃化合物的(M＋1)和M峰的强度比为24: 100，则在该烃中存在碳原子的个数为（）。 A 2 B 8 C 22 D 46 14．在质谱图中，CH 3C 1的M+2峰的强度约为M峰的（）。 A 1/3 B 1/ 2 C 1/4 D 相当 15．在裂解过程中，若优先消去中性分子如CO2，则裂解前后离子所带电子的奇－偶数（）。 A 发生变化 B 不变 C 不确定 王俊朋6 我的主页帐号设置退出儒生一级|消息私信通知|我的百科我的贡献草稿箱我的任务为我推荐|百度首页新闻网页贴吧知道音乐图片视频地图百科文库 帮助首页自然文化地理历史生活社会艺术人物经济科技体育图片数字博物馆核心用户百科商城秦始皇兵马俑博物馆 质谱仪 求助编辑百科名片 CHY-2质谱仪质谱仪又称质谱计。分离和检测不同同位素的仪器。即根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理，按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器。 目录 质谱仪原理 质谱仪简介 用法 有机质谱仪 无机质谱仪 同位素质谱仪 离子探针 编辑本段质谱仪原理质谱仪能用高能电子流等轰击样品分子，使该分子失去电子变为带正电荷的分子离子和碎片离子。这些不同离子具有不同的质量，质量不同的离子在磁场的作用下到达检测器的时间不同，其结果为质谱图。 原理公式：q/m=2v/B2r2 编辑本段质谱仪简介 质谱仪以离子源、质量分析器和离子检测器为核心。离子源是使试样分子在高真空条件下离子化的装置。电离后的分子因接受了过多的能量会进一步碎裂成较小质量的多种碎片离子和中性粒子。它们在加速电场作用下获取具有相同能量的平均动能而进入质量分析器。质量分析器是将同时进入其中的不同质量的离子，按质荷比m/e大小分离的装置。分离后的离子依次进入离子检测器，采集放大离子信号，经计算机处理，绘制成质谱图。离子源、质量分析器和离子检测器都各有多种类型。质谱仪按应用范围分为同位素质谱仪、无机质谱仪和有机质谱仪；按分辨本领分为高分辨、中分辨和低分辨质谱仪；按工作原理分为静态仪器和动态仪器。 编辑本段用法分离和检测不同同位素的仪器。仪器的主要装置放在真空中。将物质气化、电离成离子束，经电压加速和聚焦，然后通过磁场电场区，不同质量的离子受到磁场电场的偏转不同，聚焦在不同的位置，从而获得不同同位素的质量谱。质谱方法最早于1913年由J.J.汤姆孙确定，以后经 F.W.阿斯顿等人改进完善。现代质谱仪经过不断改进，仍然利用电磁学原理，使离子束按荷质比分离。质谱仪的性能指标是它的分辨率，如果质谱仪恰能分辨质量m和m+Δm，分辨率定义为m/Δm。现代质谱仪的分辨率达105 ～106 量级，可测量原子质量精确到小数点后7位数字。 质谱仪最重要的应用是分离同位素并测定它们的原子质量及相对丰度。测定原子质量的精度超过化学测量方法，大约2/3以上的原子的精确质量是用质谱方法测定的。由于质量和能量的当量关系，由此可得到有关核结构与核结合能的知识。对于可通过矿石中提取的放射性衰变产物元素的分析测量，可确定矿石的地质年代。质谱方法还可用于有机化学分析，特别是微量杂质分析，测量分子的分子量，为确定化合物的分子式和分子结构提供可靠的依据。由 简述质谱仪的组成部分 质谱仪是测量带电粒子质荷比（简称m/Q、m/q、m/Z或m/z）的一种装置，包括四个基本组成部分： 1. 进样系统：将固体或液体样品转变为气态的样品入口装置； 2. 离子源：将样品分子电离成带电的离子； 3. 质谱分析器：根据质荷比m/Q的不同，将样品离子分离； 4. 离子检测器：用于检测和量化离子流强度。 图1：串联质谱仪的主要组成部分。A：样品在离子源中发生电离，进入第一质量过滤器（Q1），然后进入碰撞池（Q2），接着进入第二质量过滤器（Q3），最后进入检测器。B和C描述了目前临床LC-MS/MS仪器中使用的两种主要的电离源：电喷雾电离（ESI，B）和常压化学电离（APCI，C）。在ESI中，从LC流出的溶剂分析物通过带正电荷的毛细管进入离子源，并被雾化成带正电荷的溶剂分析物液滴，这些液滴飞向带负电的面板，溶剂在途中蒸发，直到它们在库仑爆炸中解体，这时电离成分的排斥电荷超过了它们的表面张力，然后，单个电离分析物分子通过面板入口孔进入质谱仪。在APCI中，来自LC的溶剂分析物被加热的喷雾气体蒸发，溶剂蒸汽的极性成分被电晕针的大电流放电电离，溶剂分子随后将其电荷转移到可电离的分析物分子上，分析物分子通过面板入口孔进入质谱仪。 除了这些基本组件外，每台质谱仪还需要两个必要的辅助组件： 1. 以适当形式将样品输送至入口/汽化器的装置：通常是某种形式的色谱装置，或基质辅助 激光解吸（MALDI）的固体靶和处理固体样品的相关技术 2. 探测器信号的信号处理/数据还原装置：通常是某种形式的模拟数字转换器（通常是质谱 仪的一部分），以及用于数据还原、显示、分析和量化探测事件的固件和计算机软件的组合。 在临床实践中，几乎所有的质谱仪都是单或串联质谱滤光片（四极杆）设计，前端连着的是气相色谱或液相色谱。 第四章、质谱法（122题） 一、选择题 ( 共35题 ) 1. 2 分 已知某化合物的分子式为 C 8H 10，在质谱图上出现 m /z 91的强峰，则该化合物可 能是： ( ) (1)CH 3 C 2H 5 CH 3CH 3 CH 3 CH 3(2)(3) (4) 2. 2 分 下列化合物含 C 、H 或O 、N ，试指出哪一种化合物的分子离子峰为奇数？( ) (1) C 6H 6 (2) C 6H 5NO 2 (3) C 4H 2N 6O (4) C 9H 10O 2 3. 2 分) 下列化合物中分子离子峰为奇数的是 ( ) (1) C 6H 6 (2) C 6H 5NO 2 (3) C 6H 10O 2S (4) C 6H 4N 2O 4 4. 2 分 在溴己烷的质谱图中，观察到两个强度相等的离子峰，最大可能的是：( ) (1) m /z 为 15 和 29 (2) m /z 为 93 和 15 (3) m /z 为 29 和 95 (4) m /z 为 95 和 93 5. 2 分 在C 2H 5F 中, F 对下述离子峰有贡献的是 ( ) (1) M (2) M +1 (3) M +2 (4) M 及M +2 6. 2 分 一个酯的质谱图有m /z 74(70%)的强离子峰,下面所给结构中哪个与此观察值最为一致? ( ) (1) CH 3CH 2CH 2COOCH 3 (2) (CH 3)2CHCOOCH 3 (3) CH 3CH 2COOCH 2CH 3 (4) (1)或(3) 7. 2 分) 某化合物分子式为C 6H 14O, 质谱图上出现m /z 59(基峰)m /z 31以及其它 弱峰m /z 73， m /z 87和m /z 102. 则该化合物最大可能为 ( ) (1) 二丙基醚 (2) 乙基丁基醚 (3) 正己醇 (4) 己醇-2 8. 2 分 某胺类化合物, 分子离子峰其M =129, 其强度大的m /z 58(100%), m /z 100(40%), 则该化 合物可能为 ( ) (1) 4-氨基辛烷 (2) 3-氨基辛烷 质谱原理简介: 质谱分析是先将物质离子化，按离子的质荷比分离，然后测量各种离子谱峰的强度而实现分析目的的一种分析方法。以检测器检测到的离子信号强度为纵坐标，离子质荷比为横坐标所作的条状图就是我们常见的质谱图。 常见术语: 质荷比：离子质量（以相对原子量单位计）与它所带电荷（以电子电量为单位计）的比值，写作m/Z. 峰：质谱图中的离子信号通常称为离子峰或简称峰离子丰度：检测器检测到的离子信号强度. 基峰：在质谱图中，指定质荷比范围内强度最大的离子峰称作基峰总离子流图；质量色谱图；准分子离子；碎片离子；多电荷离子；同位素离子总离子流图: 在选定的质量范围内，所有离子强度的总和对时间或扫描次数所作的图，也称TIC图. 质量色谱图指定某一质量（或质荷比）的离子其强度对时间所作的图. 利用质量色谱图来确定特征离子，在复杂混合物分析及痕量分析时是 LC/MS测定中最有用的方式。当样品浓度很低时LC/MS的TIC上往 往看不到峰，此时，根据得到的分子量信息，输入M+1或M+23等数值，观察提取离子的质量色谱图，检验直接进样得到的信息是否在 LC/MS上都能反映出来，确定LC条件是否合适，以后进行MRM等 其他扫描方式的测定时可作为参考。 1.0 指与分子存在简单关系的离子，通过它可以确定分子量.液质中最常 见的准分子离子峰是[M+H]+或[M-H]-. 在ESI中，往往生成质量大于分子量的离子如 M+1,M+23,M+39,M+18......称准分子离子，表示为：[M+H]+,[M+Na]+ 等碎片离子: 准分子离子经过一级或多级裂解生成的产物离子碎片峰的数目及其丰度则与分子结构有关，数目多表示该分子较容易断裂,丰度高的碎片峰表示该离子较稳定，也表示分子比较容易断裂生成该离子。 Ep hedri ne, MW = 165 多电荷离子: 指带有2个或更多电荷的离子，常见于蛋白质或多肽等离子.有机质谱中,单电荷离子是绝大多数，只有那些不容易碎裂的基团或分子结构 -如共轭体系结构-才会形成多电荷离子.它的存在说明样品是较稳定 的?采用电喷雾的离子化技术， 可产生带很多电荷的离子，最后经计算机自动换算成单质/荷 比离子。 同位素离子由元素的重同位素构成的离子称为同位素离子各种元素的同位素，基本上按照其在自然界的丰度比出现在质谱中，这对于利用质谱确定化合物及碎片的元素组成有很大方便，还可利用稳定同位素合成标记化合物，如:氘等标记化合物，再用质谱法检出这些化合物，在质谱图外貌上无变化，只是质量数的位移，从而说明化合物结构，反应历程等 如何看质谱图: (1)确定分子离子，即确定分子量 氮规则：含偶数个氮原子的分子，其质量数是偶数，含奇数个氮原子 的分子，其质量数是奇数。与高质量碎片离子有合理的质量差，凡质量差在3~8和10~13，21~25之间均不可能，则说明是碎片或杂质。 质谱操作说明及日常使用注意事项 1 开机 打开主电源，打开毛细管加热装置（CPS），打开旁路泵电源，待指示灯变黄之后，按向上的箭头，当压力达到5×10-6后，开控制箱（RC Interface），听见滴的一声，打开MAsoft 的软件开始实验设置。 2 软件操作 （1）新建文件：File—New File新建文件，出现主窗口； （2）点亮灯丝，观察控制箱上灯丝状态，当灯丝亮启后，点击绿色开始按钮，开始扫描。注意：两个灯丝不能同时打开，勿点击Degas analysis Source, 容易烧坏灯丝，点击该按钮前，请与该公司工程师联系。 （3）当需要查看各个循环次数时，可选择要查看的Scan窗口，点击右键，选择Mode-Historical data，当需要转化到目前的扫描窗口时，选择Real time。 （4）当扫描结束时，点击黄灯结束当前循环后停止，红灯则马上停止扫描。 （5）可选择路径自己保存数据File-Save As , 可导出Excel 数据File-Export-File （6）格式可选择曲线颜色：Views—Trend View setup ; 在Windows中可改变窗口形式。（7）在Edit-Library-compound中可查看各物质的峰含量图谱，可点击New进行添加新物质。3关机 （1）关闭MAS soft 软件，然后关闭控制箱。 （2）关泵，关闭cps，待面板上出现off时，关闭总电源。 4注意事项： （1）实验过程中，切勿用肥皂泡检查气路，包括自己的气路在检查时也一定要与质谱接口断开（非常重要，很多质谱都因为学生采用肥皂泡捡漏使得四级杆污染无法继续使用）；（2）一般情况下，质谱要保持正常运行状态，除非15天以上不用仪器，方可关闭。因为质谱需要一定时间稳定（24h以上），频繁开关质谱也会加速真空规污染。在预知停电的情况下，请提前关掉质谱。 （3）泵油的更换：要经常观察泵油颜色，当变成黄褐色时应立即更换。如果仪器使用频繁且气体比较脏，则要求至少半年更换一次，加入泵油量不超过最上层液面。 （4）QIC20散热过滤网应定期进行清洗（每两个月清洗一次），在夏天没有空调的房间使用时尽量打开上盖，以防影响仪器散热。 （5）毛细管在不与外部仪器连接时，不要直接放置在脏的桌面上，尽量悬空放置；毛细管内部的过滤器要定期清洗，在拆装过程中注意不要丢失部件。 （6）在仪器运输过程中，如果有油泵需要放出泵油（若干净可进行收集以后继续使用）、卸掉RF射频头，单独运输。 质谱试题及答案 质谱 一、选择题 1. 在质谱仪中当收集正离子的狭缝位置和加速电压固定时，若逐渐 增加磁场强度H，对具有不同质荷比的正离子，其通过狭缝的顺序如何变化？（2） （1）从大到小（2）从小到大（3）无规 律（4）不变 2. 含奇数个氮原子有机化合物，其分子离子的质荷比值为（2） （1）偶数（2）奇数（3）不一定（4）决定于电子数 3. 二溴乙烷质谱的分子离子峰M与M+2、M+4的相对强度为（3） （1）1∶1∶1 （2）2∶1∶1 （3）1∶2∶ 1 （4）1∶1∶2 4. 在丁酮质谱中，质荷比为29的碎片离子是发生了（2） （1）α-裂解（2）I-裂解（3）重排裂 解（4）γ-H迁移 5. 在通常的质谱条件下，下列哪个碎片峰不可能出现（3） （1）M+2 （2）M-2 （3）M- 8 （4）M-18 二、解答及解析题 1.样品分子在质谱仪中发生的断裂过程，会形成具有单位正电荷而质荷比（m/z）不同的正离子，当其通过磁场时的动量如何随质荷比的不同而改变？其在磁场的偏转度如何随质荷比的不同而改变？ 答：根据公式m/z=B2R2/2E可知，m/z越大，动量越大。 m/z值越大，偏转度越小。 2.带有电荷为e、质量为m的正离子，在加速电场中被电位V所加速，其速度达υ，若离子的位能(eV）与动能（mυ2/2）相等，当电位V增加两倍时，此离子的运动速度υ增加多少倍？ 答：由公式eV=1/2mv2，当V增加两倍时，此时的离子的运动速度v 增加为原来的√2倍。 3.在双聚焦质谱仪中，质量为m，电荷为e、速度为υ的正离子由离子源进入电位为E的静电场后，由于受电场作用而发生偏转。为实现能量聚焦，要使离子保持在半径为R的径向轨道中运动，此时的R值受哪些因素影响？ 答：eV=mv2/R R=mv2/eE，由此可知，此时的R主要受静电场强度的的影响。 4.在双聚焦质谱仪中，质量为m，电荷为e、速度为υ的正离子由电场进入强度为H的磁场后，受磁场作用，再次发生偏转，偏转的半径为r，此时离子受的向心力（Heυ）和离心力（mυ2/R）相等，此时离子受的质荷比受哪些因素影响？ 答：由题意有Heυ= mυ2/r，m/e=Hr/υ=H2r2/2V 理论 基础理论 第一章基础 基本名词 Orbitrap Fusion质谱仪的结构及介绍 Orbitrap Fusion质谱仪的扫描模式 基本名词 质荷比（m/z）：以原子质量单位表示的离子质量与其电荷数的比值。 基峰（base peak）：在质谱图中，指定质荷比范围内强度最大的离子峰称作基峰。 原子质量单位（u）：用来衡量原子或分子质量的单位，它被定义为碳12原子质量的1/12。 同位素（Isotopes）：具有相同质子数，不同中子数的同一元素的不同核素。 总离子流谱图（TIC，Total Ion Chromatogram）：对一定质荷比范围内的离子流总和进行连续检测与记录的色谱图。 提取离子流谱图（EIC，Extracted Ion Chromatogram）：对某一质荷比的离子流进行连续检测与记录的色谱图。 分辨率：质谱图上两个相邻离子峰分离的程度（如下图） Orbitrap Fusion质谱仪的结构及介绍 结构 基本结构 基本组成部分 （1） 离子源（Ion Source） （2） 离子透镜系统（Ion Optics）：离子传输毛细管（Capillary），S-Lens，注入四极杆，弯曲四极杆MP0，传输八极杆，透镜L0、Split Gate Lens （3） 质量分析器：四极杆Q1，Orbitrap，双压线性离子阱（Linear Ion Trap）（4） 多离子通道：HCD 碰撞池 （5） 检测器（Detector）：电子倍增器，打拿极，Orbitrap 以下分别介绍各部分的作用及特点 离子源 作用：（1）将中性的待测物电离为带电荷的离子； （2）真空过渡； （3）去除多余的溶剂； （4）去除干扰。 与LC相连接的电离源主要为大气压电离源（API，Atmospheric Pressure Ionization），包括：电喷雾电离源、大气压化学电离源、大气压光学电离源 电喷雾电离源（ESI，Electrospray Ionization） 在线单颗粒气溶胶质谱仪及挥发性有机物走航监测系统技术参数 一、技术需求 面对新乡市目前细颗粒物浓度减排压力以及臭氧污染逐渐凸显的局面，为切 和臭氧前体物VOCs的快速诊断技实开展、落实减排工作计划，现亟需针对PM 2.5 和VOCs的特征画像，弄清污染物的浓度、种类、来源及术，通过建立本地PM 2.5 其空间分布、排放规律等，实现从区域污染全局把握，到重点区域精细化诊断的 和VOCs污染问题的的快速响应，精准管控，靶向治理。工作计划，实现对PM 2.5 传统“离线采样-分析测试-数据解析”的方法时效性较低，周期较长，耗费大量人力物力且指向性较差，难以有效满足重污染应对及精准防控和评估的需求，因此拟采用在线监测技术手段，通过定点在线监测及移动走航，实现从“点-线-面”多维度对新乡市空气质量及污染来源的快速摸排。为满足本项目需求，现需购置挥发性有机物走航监测系统一套、颗粒物在线源解析质谱监测系统一套及具备完善的运维及报告分析服务三年。 二、采购需求 通过颗粒物在线源解析质谱监测技术，增强我市大气污染成因分析能力，确定需优先控制的颗粒物污染源类别和重点管控区域，提高我市精细化管理水平，实现颗粒物浓度有效削减，为空气质量的持续改善提供技术支撑， 通过挥发性有机物走航监测技术，快速对本地挥发性有机物的排放情况进行全面的摸底调查，摸清新乡市整体的挥发性有机物分布情况，锁定重点区域，重点企业，重点工段，实现对挥发性有机物排放单位有效管控，对差异化治理措施的制定和治理措施的快速后评估提供数据支撑。具体采购内容如下： 三、工作目标 （一）颗粒物在线源解析质谱监测系统 1、判定重污染天气成因并明确管控方向 利用单颗粒质谱高时间分辨率的优势，分析污染过程中逐小时的颗粒物成分及来源，以及颗粒物浓度变化情况。该系统应能实现对整个重污染过程的追踪，并结合气象条件、污染源分布及现场巡查，及时判断污染成因。如：在传统大类源的基础上，可以针对燃煤和机动车尾气两类源展开精细化源解析的工作，细化污染来源，使得管控手段更加精准，更具有指向性。 2、对管控效果开展评估并实时调整 颗粒物在线源解析质谱监测系统应根据源解析的结果，及时对采用的管控效果进行评估，并提出科学、合理的调整方案。 3、对异常点位开展原因分析，实现削峰降频 根据高时间分辨率成分及来源结果，结合高时间分辨率气象及辅助数据（风向、风速、气态污染物、污染源分布等），剖析长期异常的点位异常原因，尤其是其异常时段相对于正常时段的差异，提供精准管控指向。 4、建立长期分析监测机制，实现达标减排 能够开展时间维度的上分析，包括年度，季度，月度，同比，环比等，明确污染源及其组分占比、变化规律等。系统需结合新乡市大气污染防治的工作要求，精准评估治理效果，通过动态调控，实时跟踪，建立长期分析监测机制，优化治理措施，为进一步的减排及举措提供有力的数据支撑。 （二）挥发性有机物走航监测系统 1、通过对环境空气挥发性有机物的走航监测工作，对新乡市本地企业挥发性有机物的排放特征进行摸底调查，弄清污染物的时空分布、物种、浓度、分布、来源及排放规律等，对城市挥发性有机物排放进行画像。 2 、依据区域挥发性有机物分布画像，明确区域的重点区域和重点企业，对重点区域和企业进行分级，对其进行不同级别的走航工作。如：在工业聚集区开展摸排、业务化巡查、问题点位锁定、问题企业锁定等工作，针对企业污染情况，分级管控。深入开展“一企一策”，针对各个企业的污染情况开展长期的，多维度的分析，包括厂界监测，厂内工段排查，昼夜排放对比等工作。 质谱仪器 质谱分析法 1 概述 质谱分析法是通过对被测样品离子的质荷比的测定来进行分析的一种分析方法。被分析的样品首先要离子化，然后利用不同离子在电场或磁场的运动行为的不同，把离子按质荷比（m/z）分开而得到质谱，通过样品的质谱和相关信息，可以得到样品的定性定量结果。从J.J.Thomson制成第一台质谱仪，到现在已有近90年了，早期的质谱仪主要是用来进行同位素测定和无机元素分析，二十世纪四十年代以后开始用于有机物分析，六十年代出现了气相色谱-质谱联用仪，使质谱仪的应用领域大大扩展，开始成为有机物分析的重要仪器。计算机的应用又使质谱分析法发生了飞跃变化，使其技术更加成熟，使用更加方便。八十年代以后又出现了一些新的质谱技术，如快原子轰击电离子源，基质辅助激光解吸电离源，电喷雾电离源，大气压化学电离源，以及随之而来的比较成熟的液相色谱-质谱联用仪，感应耦合等离子体质谱仪，富立叶变换质谱仪等。这些新的电离技术和新的质谱仪使质谱分析又取得了长足进展。目前质谱分析法已广泛地应用于化学、化工、材料、环境、地质、能源、药物、刑侦、生命科学、运动医学等各个领域。 质谱仪种类非常多，工作原理和应用范围也有很大的不同。从应用角度，质谱仪可以分为下面几类： 1.1. 有机质谱仪：由于应用特点不同又分为： 气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）。在这类仪器中，由于质谱仪工作原理不同，又有气相色谱-四极质谱仪，气相色谱-飞行时间质谱仪，气相色谱-离子阱质谱仪等。 1.1.1.液相色谱-质谱联用仪（LC-MS）。同样，有液相色谱-四器极质谱仪，液相色谱-离子阱质谱仪，液相色谱-飞行时间质谱仪，以及各种各样的液相色谱-质谱-质谱联用仪。 1.1.2其他有机质谱仪，主要有： 基质辅助激光解吸飞行时间质谱仪（MALDI-TOFMS） 富立叶变换质谱仪（FT-MS） 1.2. 无机质谱仪，包括： 1.2.1 火花源双聚焦质谱仪。 1.2.2 感应耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）。 1.2.3 二次离子质谱仪（SIMS） 1.3 同位素质谱仪。 1.4 同位素质谱仪。 1.5. 气体分析质谱仪。主要有呼气质谱仪，氦质谱检漏仪等。 以上的分类并不十分严谨。因为有些仪器带有不同附件，具有不同功能。例如，一台气相色谱-双聚焦质谱仪，如果改用快原子轰击电离源，就不再是气相色谱-质谱联用仪，而称为快原子轰击质谱仪（FABMS）。另外，有的质谱仪既可以和气相色谱相连，又可以和液相色谱相连，因此也不好归于某一类。在以上各类质谱仪中，数量最多，用途最广的是有机质谱仪。因此，本章主要介绍的是有机质谱分析方法。 除上述分类外，还可以从质谱仪所用的质量分析器的不同，把质谱仪分为双聚焦质谱仪，四极杆质谱仪，飞行时间质谱仪，离子阱质谱仪，傅立叶变换质谱仪等。 1.1 一般质谱仪结构与工作原理 质谱分析法主要是通过对样品的离子的质荷比的分析而实现对样品进行定性和定量的一种方法。因此，质谱仪都必须有电离装置把样品电离为离子，有质量分析装置把不同质荷比的离子分开,经检测器检测之后可以得到样品的质谱图，由于有机样品,无机样品和同位素样品等具有不同形态、性质和不同的分析要求,所以，所用的电离装置、质量分析装置和检测装置有所不同。但是，不管是哪种类型的质谱仪，其基本组成是相同的。都包括离子源、质量分析器、检测器和真空系统。本节主要介绍有机质谱仪的基本结构和工作原理。 1.2 离子源（Ion source） 离子源的作用是将欲分析样品电离，得到带有样品信息的离子。质谱仪的离子源种类很多，现将主要的离子源介 +LC-MS-MS液相色谱质谱质谱联用仪LC-MS-MS 液质联用(LC-MS)性能选择和价格比较液相色谱—质谱联用的原理及应用 简介液色迷人https://www.wendangku.net/doc/e29563701.html," 1977年，LC/MS开始投放市场 1978年，LC/MS首次用于生物样品分析 1989年，LC/MS/MS取患上成功 1991年，API LC/MS用于药物开发 1997年，LC/MS/MS用于药物动力学高通量筛选 2002年西方强国质谱协会统计的药物色谱分析各种不同方法所占的比例。1990年，HPLC高达85%，而2000年下降到15%，相反，LC/MS所占的份额从3%提高到约莫80%。我们国家目前在这方面可能相当于西方强国1990年的水平。为此我们还有很长的一段路要走色谱质谱的在线联用将色谱的分离能力与质谱的定性功能结合起来，使成为事实对庞大混合物更准确的定量和定性分析。并且也简化了样品的前处理过程，使样品分析更简便。 色谱质谱联用包括气相色谱质谱联用(GC-MS)和液相色谱质谱联用(LC-MS)，液质联用与气质联用互为增补，分析不同性质的化合物。 液质联用与气质联用的区别: 气质联用仪(GC-MS)是最早商品化的联用仪器，适宜分析小分子、易挥发、热稳定、能气化的化合物；用电子轰击方式（EI）获患上的谱图，可与标准谱库对比。 液质联用(LC-MS)首要可解决如下几方面的需要解答的题目：不挥发性化合物分析测定；极性化合物的分析测定；热不稳定化合物的分析测定；大分子量化合物（包括蛋白、多 肽、多聚物等）的分析测定；没有商品化的谱库可对比查询，只能自己建库或自己解析谱图。 常见的色质联用仪首要有气相－质谱联用仪和液相－质谱联用仪。随着我国财政能力的日益增强和理化分析仪器的飞速发展，许多单元处于一个设备迅速增长的高峰期，提出买质谱的单元也不少，下面针对疾控系统中色质联用仪的采办与应用需要解答的题目谈下个人看法。 从技术层面来说，采办色质联用仪的目的首要有两方面：定性，灵敏度。 谈到色质联用仪在定性方面的作用，就要先谈一下从色谱定见的逻辑缺陷。 色谱定性和色谱定量都涉及到一个基本逻辑：“在两个流程的绝大多数因素都完全一致，则独一不不异的那一个因素，最终引起了成果的不同”。 色谱定量是依据这个逻辑（在各个条件都一致时，决议峰面积不同的独一因素就是浓度的不同），色谱定性也是这样（在各个条件都一致时，决议保留时间不同的独一因素就是组分的不同）。 色谱定性最重要的依据就是色谱峰的保留时间（在绝大多数情况，这甚或是独一的依据）。我们在定性时的色谱定见就是：“ 组分峰与标准峰保留时间不异，则判断该组分＝标准物质”。注意，我们使用的是“不异”，而上边逻辑中的重点却是“不同”。 要使这样的色谱定见合乎逻辑，必需加上至少一个限制：过程中的每个因素都能对成果产生特别优异性的作用。对于色谱来说，就是“在定性时，每种不同的组份必需对应不同的保留时间”。 然而，大量的测试成果告诉我们，不同的组份，往往会有不异或极为相近的保留时间。 以上就是我们常说的“色谱定性可靠度不高”的由来，在色谱测试中，不同的保留时间对应不同的组份是成立的，但是反过来，不异的保留时间象征着不异的组份却是靠不住的。 所以在测试中，排除是相当有决议信念的，而确认则在相当程度上是“靠天吃饭”，有一临床实验室中的质谱分析和质谱仪
(仅供参考)液相质谱联用仪 岛津LCMSMS-8040 简单操作流程 、
有机质谱仪及MS的发展与应用
过程质谱仪的技术及应用
上海舜宇恒平科学仪器有限公司
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在线分析：通过仪器对过程变化进行在线实时监控，检测特定化学物质或物理 状态，得到过程信息（如反应状态、速率、均匀性和浓度等） 传统气体成分在线分析：工业色谱、红外和其它单一的气体检测单元（紫外， 热导 磁氧） 存在分析速度慢 准确度差 系统集成化和自动化程度不高 热导，磁氧），存在分析速度慢、准确度差、系统集成化和自动化程度不高， 不能及时地反映过程的快速变化等问题 过程质谱：原理同实验室质谱。在过程检测中，由于质谱仪能够进行实时、多 过程质谱 原 同实验 质谱 在过程检测中 由 质谱仪能够进行实时 多 点、多组分检测，提供定性定量信息，具有灵敏度高、检测快速等优势，因此 越来越受到在线过程监控应用领域的重视。 应用领域：石油化工、半导体、冶金、环境、食品、催化和地质勘探等气相工 应用领域 石油化工 半导体 冶金 环境 食品 催化和地质勘探等气相工 业反应的监测。
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1 2 3 4 在线质谱技术 在线质谱应用 在线质谱仪系统 舜宇恒平在线质谱仪
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质谱，即质量的谱图，物质的分子在高真空下，经各种途径形成带电粒子（即 质谱 即质量的谱图 物质的分子在高真空下 经各种途径形成带电粒子（即 离子），某些带电粒子可进一步断裂。 每 离子的质量与所带电荷的比称为质荷比(m/z) 每一离子的质量与所带电荷的比称为质荷比 ( / )。 不同质荷比的离子经质量分离器分离后，由检测器测定每一离子的质荷比及强 度 由此得出的谱图称为质谱 度，由此得出的谱图称为质谱。
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100质谱试题及答案
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