液相色譜質(zhì)譜連用技術.doc

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1、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用一、液質(zhì)發(fā)展史1.質(zhì)譜發(fā)展簡史質(zhì)譜作為檢測器，具有靈敏度高、專屬性好的特點，與其他色譜技術相連接，已廣泛的應用于各個研究領域。欲學習液質(zhì)，我們先了解一下質(zhì)譜發(fā)展的過程——19世紀末，E.Goldstein在低壓放電實驗中觀察到正電荷粒子，隨后W.Wein發(fā)現(xiàn)正電荷粒子束在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這些觀察結(jié)果為質(zhì)譜的誕生提供了準備；1912年，英國物理學家JosephJohnThomson研制出世界上第一臺質(zhì)譜儀（1906年諾貝爾物理學獎獲得者、英國劍橋大學教授）；1917年，電噴霧物理現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)（并非為了質(zhì)譜）；1918年，Dempster180°磁扇面方向聚焦質(zhì)譜儀；1935年，

2、馬陶赫(Marttauch)和赫佐格(R.Herzog)根據(jù)他們的雙聚焦理論，研制出雙聚焦質(zhì)譜儀；1940年，尼爾(Nier)設計出單聚焦磁質(zhì)譜儀，又于1960年設計并制成了一臺小型的雙聚焦質(zhì)譜儀；1942年，第一臺商品質(zhì)譜儀；1953年，由鮑爾(Paul)和斯坦威德爾(Steinwedel)提出四極濾質(zhì)器；同年，由威雷(Wiley)和麥克勞倫斯(Mclarens)設計出飛行時間質(zhì)譜儀原型；1954年，英格拉姆(Inghram)和海登(Hayden)報道的Tandem系統(tǒng)，即串聯(lián)的質(zhì)譜系統(tǒng)(MS/MS)；1955年，Wiley&Mclarens飛行時間質(zhì)譜儀；1960's，開發(fā)GC/MS；1

3、974年，回旋共振質(zhì)譜儀；1979年，傳送帶式LC/MS接口成為商業(yè)產(chǎn)品；1982年，離子束LC/MS接口出現(xiàn)；1984年，第一臺電噴霧質(zhì)譜儀宣告誕生；1988年，電噴霧質(zhì)譜儀首次應用于蛋白質(zhì)分析；1989年，HensG.Dohmelt和W.Paul,因離子阱（Iontrap)的應用獲諾貝爾物理獎；2002年，J.B.Penn和田中耕一因電噴霧電離（electronsprayionization,ESI）質(zhì)譜和基質(zhì)輔助激光解吸電離(matrix-assistedlaserdesorptionionization,MALDI)質(zhì)譜獲諾貝爾化學獎。2.“接口”技術發(fā)展簡史3.液質(zhì)聯(lián)用儀發(fā)展簡史從

4、“接口”技術發(fā)展史來看，液質(zhì)“接口”技術的難度要大于氣質(zhì)的，這是因為液相色譜中的流動相是液體，而質(zhì)譜檢測的是氣體離子，所以“接口”技術必須要解決液體離子化難題。伴隨這一難題的解決，液質(zhì)聯(lián)用的發(fā)展也日新月異，并廣泛的應用于各領域。1977年，LC/MS開始投放市場；1978年，LC/MS首次用于生物樣品分析；1989年，LC/MS/MS研究成功；1991年，APILC/MS用于藥物開發(fā)；1997年，LC/MS/MS用于藥物動力學高通量篩選；2002年美國質(zhì)譜協(xié)會統(tǒng)計的藥物色譜分析各種不同方法所占的比例。1990年，HPLC高達85%，而2000年下降到15%，相反，LC/MS所占的份額從3%提

5、高到大約80%。我們國家目前在這方面可能相當于美國1990年的水平。二、液質(zhì)儀器基本構(gòu)造及原理質(zhì)譜分析過程：樣品通過進樣系統(tǒng)進入離子源，將樣品離子化變?yōu)闅鈶B(tài)離子混合物，由于結(jié)構(gòu)性質(zhì)不同而電離為各種不同質(zhì)荷比（m/z）的分子離子和碎片離子，而后，帶有樣品信息的離子碎片被加速進入質(zhì)量分析器，不同的離子在質(zhì)量分析器中被分離并按質(zhì)荷比大小依次抵達檢測器，經(jīng)紀錄即得到按不同質(zhì)荷比排列的離子質(zhì)量譜，也就是質(zhì)譜(massspectrum)。質(zhì)譜的基本結(jié)構(gòu)質(zhì)譜儀一般由進樣系統(tǒng)、電離源、質(zhì)量分析器、真空系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)構(gòu)成。（一）進樣系統(tǒng)在液質(zhì)聯(lián)用中一般有兩種進樣方式。第一種是輸注，即用注射器泵（syringe

6、pump）將樣品溶液直接緩慢輸入到離子源。這種方法雖然簡便、快速，但是需要相對多的樣品，且難以實現(xiàn)自動進樣分析。第二種是流動注射，即將樣品溶液注入HPLC進樣系統(tǒng)，由LC泵緩慢推動溶劑將樣品溶液直接注入離子源。這種方法既簡便、快速，樣品溶液的用量較小，易于實現(xiàn)自動進樣分析。（二）電離源液質(zhì)聯(lián)用中最常用的電離源有大氣壓電噴霧電離源（ESI）和大氣壓化學電離源（APCI），兩者同屬于大氣壓電離（API）技術，其離子化過程發(fā)生在大氣壓下。1、電噴霧(ESI)工作原理：電噴霧電離(ESI)是在液滴變成蒸汽，產(chǎn)生離子發(fā)射的過程中形成的，溶劑由液相泵輸送到ESIProbe，經(jīng)其內(nèi)的不銹鋼毛細管流出，這時

7、給毛細管加2－4kv的高壓，由于高壓和霧化氣的作用，流動相從毛細管頂端流出時，會形成扇狀噴霧，使液滴生成含樣品和溶劑離子的氣溶膠。電噴霧離子化可分為三個過程：1）形成帶電小液滴：由于毛細管被加高壓，造成氧化還原反應，形成帶電液滴。2）溶劑蒸發(fā)和小液滴碎裂：溶劑蒸發(fā)，離子向液滴表面移動，液滴表面的離子密度越來越大，當達到Rayleigh(瑞利）極限時，即液滴表面電荷產(chǎn)生的庫侖排斥力于液滴表面的張力大致相等時，液