液相色谱与质谱联用技术的各种模式探索(LC-MS)

液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）的各种模式探索摘要：为了了解LC-MS的主要构造和基本原理，学习LC-MS的基本操作方法，以及掌握LC-MS的六种操作模式的特点及应用。通过邻苯二甲酸酯的液相色谱-质谱联用技术的各种模式探索的方法，以及实验条件的控制。根据质谱图可以知道很多物质的信息。液相色谱-质谱联用技术具有分辨率高、质量范围广、扫描快和灵敏度高的优点。关键词：LC-MS模式探索质谱图AbstractTolearnthebasicprinciplesandthemainstructureofLC-MSandstudythebasicoperationofLC-MSmethods,masterfeaturesandapplicationtosixLC-MSmodeofoperation.Byliquidchromatography-massspectrometrytechniquestoexplorevariousmodesofapproach,aswellascontrollingtheexperimentalconditions.Accordingspectrumcanknowalotofinformationmaterial.Liquidchromatography-massspectrometrytechnologyhashighresolution,widemassrange,highsensitivityandfastscanningadvantages.Keywords:LC-MSModeExplorationSpectrum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。而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成为关注的焦点。本次实验通过LC-MS六种方法，从混合物中测得邻苯二甲酸酯（DMP）。液相色谱-质谱法（LC-MS）的分析模式有六种：分别是：①全扫描模式方式（Scan）：扫描的质量范围覆盖被测化合物的分子离子和碎片离子的质量，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；②选择离子监测模式（SIM）：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。③子离子扫描模式（ProductScan）：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，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④母离子扫描模式（PrecursorScan）：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；⑤中性丢失扫描模式（NeutralLoss）：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。⑥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。一、实验部分1.仪器与试剂：液相系统（VarianProStar）、Varian410自动进样器，Varian310LC-MS、VarianInertsil20RBAXEclipsC18（150mm*4.6mm,5μm）、甲醇、超纯水、标准溶液（用甲醇配制邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯）2.条件的设置：色谱条件：流动相（80%甲醇+20%水）、流速（0.7ml/min）、扫描时间（10min）;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；SprayChamberTemperature：50℃；NebulizingGasPressure：55psi；DryingGasPressure：18psi，DryingGasTemperature(℃)：300℃，CapilaryVoltage50(V)，Coll.Energy20(v)3.实验测定：①开机，启动电脑选择systemcontrol,打开二元泵，脱气机，自动进样器电源，按下wash按钮，洗针，等待联机②建立方法，点击工具栏“vieweditmethods”图标，选择“createanewmethodflie”,点击next,至fish，参数设置（梯度表，自动进样，质谱相关参数设置），激活方法，在“systemcontrol”界面上，用‘file/activatemethod激活方法，开启电喷雾，点击“turnsprayon”③进样方法，点击“file/newsamplelist”，建立新样品表，设置进样次数，进样体积，进样盘位置，文件位置，开始测定。并再次确认使用方法④关机：关泵，关电喷雾器及进样针，降压到10bar一下，关闭二元泵，脱气机，自动进样器，电源，清洁喷雾针，shield及腔室输入standby，待机。4.实验结果：4.1全扫描模式（Q1=50m/z-400m/z，capli=50,Req.Dwell=0.5）图一图二4.2选择离子检测模式（Q1=163m/z、217m/z、capli=50,Req.Dwell=0.5）图三图四4.3子离子扫描模式（Q1=195.1m/z、217m/z、Q3=50m/z-200m/z、capli=25,Req.Dwell=0.5）图五二、结果分析与总结：1.结果分析：①从图一和图二可知，全扫描模式下，只有两个峰出现，质荷比分别为217m/z，245m/z，出现这种原因可能有：噪声过大，导致其他的峰无法测出；等梯度洗脱时，极性小，峰流出的时间变快，导致没有很好分开。这两个峰分别是查阅文献值DMP（194m/z）、DEP（222m/z）中性结合的氢（1m/z），再结合因在玻璃容器中的Na（21m/z），所以才会在质谱图中显示质荷比分别为217m/z，245m/z。②从图三和图四可知，选择性扫描模式下，因为梯度洗脱的原因，导致仍然只有两个峰，质荷比为217m/z，245m/z。而在图四中，还有162.9m/z，查阅文献值DMP的子离子是163m/z，说明产生了子离子。③从图五可知，子离子模式下，质荷比为162.8m/z，查阅文献值DMP的子离子是163m/z，说明是子离子模式。④从五张图中，可以知道扫描时间都在5min左右，扫描的时间较短，而且图谱可读性较强。2.实验总结：进入实验室，就看到大型仪器，通过机械和化学的知识，创造出这样的仪器，感觉很神奇。接着学姐就跟我们解释了很多关于这方面的知识，讲解的很详细。同时也帮着我们巩固了课本上的知识，知道三重四极杆也就是一般的LC/MS/MS,一个MS就是一个四极杆，但是第二个四极杆一般作碰撞室，所以只有两个MS做质量分析器，即只有MS/MS,但是一般都叫三重四极杆。此次实验虽然自己没有操作，但是对于实验仪器的操作和主要原理有了更深的理解，另外对于Q1的控制，以及图谱的分析有了更深的了解。不过因为数据15天以后才出来，很多东西或者细节都忘了差不多。好记性不如烂笔头，希望下次能够多记住写下一些关键知识点。3.实验拓展：①结合HPLC等其它色谱分析技术及实验，可知LC-MS具有分辨率高、质量范围广、扫描快和灵敏度高、图谱扫描可读性高的优点，现在LC-MS主要是在生物大分子的分析中起到了强大的作用，为药物分析与生物制品的检测的发展到了很大的作用。②接口的选择：ESI适合于中等极性到强极性的化合物分子，特别是那些在溶液中能预先形成离子的化合物和可以获得多个质子的大分子（如蛋白质）APCI不适合可带多个电荷的大分子，其优势在于弱极性或中等极性的小分子的分析；正、负离子模式的选择：选择的一般原则为：正离子模式：适合于碱性样品，可用乙酸或甲酸对样品加以酸化。样品中含有仲氨或叔氨时可优先考虑使用正离子模式。负离子模式：适合于酸性样品，可用氨水或三乙胺对样品进行碱化。样品中含有较多的强伏电性基团，如含氯、含溴和多个羟基时可尝试使用负离子模式；4.实验建议：①增加梯度洗脱这一程序，由于等度洗脱对于混合物的分离的效果太差，所以在开放实验中必然要用到等梯度洗脱②调整缓冲溶剂，观察不同的峰型③将样品放在不同材质的瓶中，观察是否结合其他电子。参考文献：《仪器分析实验讲义》实验四