液質(zhì)聯(lián)用離子源 ，質(zhì)量分析器種類,，單四極和三重四極比較

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液質(zhì)聯(lián)用(LC-MS)一般用來對(duì)不揮發(fā)性化合物,，極性化合物，熱不穩(wěn)定化合物,，大分子量化合物（包括蛋白,、多肽、多聚物等）進(jìn)行分析測(cè)定,，其離子源種類比較多,，今天主要來看下大氣壓電噴霧電離ESI、大氣壓化學(xué)電離APCI、大氣壓光電離APP

ESI 為電噴霧,，即樣品先帶電再噴霧,，帶電液滴在去溶劑化過程中形成樣品離子，從而被檢測(cè),，對(duì)于極性大的樣品效果好一些,；電噴霧電離源是一種軟電離方式，即便是分子量大,，穩(wěn)定性差的化合物,，也不會(huì)在電離過程中發(fā)生分解，它適合于分析極性強(qiáng)的大分子有機(jī)化合物,，如蛋白質(zhì),、肽、糖等,。電噴霧電離源的最大特點(diǎn)是容易形成多電荷離子,。這樣，一個(gè)分子量為10000Da的分子若帶有10個(gè)電荷,，則其質(zhì)荷比只有1000Da,，進(jìn)入了一般質(zhì)譜儀可以分析的范圍之內(nèi)。根據(jù)這一特點(diǎn),，目前采用電噴霧電離,，可以測(cè)量分子量在300000Da以上的蛋白質(zhì)。

APCI 為大氣壓力化學(xué)電離源,，樣品先形成霧,，然后電暈放電針對(duì)其放電，在高壓電弧中,，樣品被電離,，然后去溶劑化形成離子，最后檢測(cè),，對(duì)極性小的樣品效果較好,。大氣壓化學(xué)電離源主要用來分析中等極性的化合物。有些分析物由于結(jié)構(gòu)和極性方面的原因,，用ESI不能產(chǎn)生足夠強(qiáng)的離子,，可以采用APCI方式增加離子產(chǎn)率，可以認(rèn)為APCI是ESI的補(bǔ)充,。APCI主要產(chǎn)生的是單電荷離子,，所以分析的化合物分子量一般小于1000Da。用這種電離源得到的質(zhì)譜很少有碎片離子,，主要是準(zhǔn)分子離子,。

大氣壓光電離源,，適用于弱極性的化合物，如多環(huán)芳烴等

ESI 的軟電離程度較APCI 的還小,，但其應(yīng)用范圍較APCI 的大,，只有少部分ESI 做不出，可以用APCI 輔助解決問題,，但是APCI還是不能解決所有ESI 解決不了的問題,，一般用ESI 和 APPI 搭配使用比 ESI 和APCI 的應(yīng)用范圍更廣一些。

APCI與ESI源都能分析許多樣品,，而且靈敏度相似,，很難說出哪一種更合適。同時(shí)至今沒有一個(gè)確切的準(zhǔn)則判斷何時(shí)使用某一種電離方式更好,。但是通常認(rèn)為電噴霧有利于分析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。

ESI和APCI共同點(diǎn)

1,、使用高電壓元件和霧化氣噴霧法產(chǎn)生離子

2,、通常產(chǎn)生(M+H)+或(M-H)-等準(zhǔn)分子離子

3、產(chǎn)生極少的碎片,，但可以控制產(chǎn)生結(jié)構(gòu)碎片

1. 非常靈敏的電離技術(shù),。

不同點(diǎn):

1、生成離子的方式不同,，ESI：液相離子化,；APCI：氣相離子化

2、樣品兼容性

ESI：極性化合物和生物大分子

APCI：非極性,，小分子化合物（相對(duì)ESI而言）且有一定揮發(fā)性

ESI的適用范圍要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于APCI

APCI缺點(diǎn)

1.有限的結(jié)構(gòu)信息

2.易發(fā)生熱裂解

3.低質(zhì)量時(shí)化學(xué)噪聲大

4.不適合做分子量大于1000的化合物

質(zhì)量分析器的功能是將離子源產(chǎn)生的離子,，按照其質(zhì)荷比m/z進(jìn)行分離、檢測(cè),，得到化合物特征的質(zhì)量信息,。其中四級(jí)桿是zui常yong的質(zhì)量分析器。四級(jí)桿又主要有單四極和三重四極兩種

單四級(jí)桿

四極桿質(zhì)量分析器是由四根嚴(yán)格平行并與中心軸等間隔的圓柱形或者雙曲面柱狀電極構(gòu)成的正,、負(fù)兩組電極,，其上施加直流(DC)和射頻(RF)電壓,，產(chǎn)生一個(gè)動(dòng)態(tài)電場(chǎng)即四極場(chǎng),。 離子在四極場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)軌跡由馬修(Mathieu)方程解束確定．滿足方程穩(wěn)定解的即有穩(wěn)定振蕩的離子能通過四極場(chǎng)。精確地控制四極電壓變化,，使定質(zhì)荷比(m／z)的離子通過正,、負(fù)電極形成的動(dòng)態(tài)電場(chǎng)到達(dá)檢測(cè)器，對(duì)于電壓變化的每一個(gè)瞬間,，只有一種質(zhì)荷比的離子能夠通過,，其質(zhì)荷比正比于射頻電壓RF的振幅,，m/z=[k’/Ω2r2]V，所以質(zhì)量分析器也被稱為質(zhì)量過濾器,。        

四極桿質(zhì)量分析器的質(zhì)量掃描范圍可以達(dá)到1 200amu掃描速度可以達(dá)到12 500 amu/s,。結(jié)構(gòu)上有圓柱形和雙曲面之分，其中雙曲面結(jié)構(gòu)的四極桿能夠產(chǎn)生*符合理論設(shè)計(jì)的四極場(chǎng),。四極桿的材質(zhì)多為金屬鉬,，也有石英鍍金的四極桿。

金屬鉬材質(zhì)的設(shè)計(jì)一般無需加熱,，而石英鍍金的四級(jí)桿則需加熱,， 這主要是有材質(zhì)之間的熱膨脹系數(shù)決定的。

                       三重四級(jí)

三重四極桿質(zhì)量分析器是將三組多極桿串聯(lián)起來,，第一根和第三根四極桿是質(zhì)量分析器,，通常稱為MSl和MS2；中間的一根多極桿是碰撞反應(yīng)池,，通常采用六極桿的設(shè)計(jì),。

  SIM模式大幅度提高了單四極桿質(zhì)譜的靈敏度，但是由于SIM的方法并不能完quan解jue干擾的問題,，靈敏度受到一定程度的限制,。三重四極桿質(zhì)量分析器就是專門為了這一目的而設(shè)計(jì)的。

三重四極桿質(zhì)量分析器具有多種數(shù)據(jù)采集方式,，除了單四極桿具有的Scan和SIM模式外,，三重四極桿質(zhì)量分析器還可以進(jìn)行產(chǎn)物離子掃描(Product Ion Scan)、多反應(yīng)離子監(jiān)測(cè)(Multiple Reaction Monitoring,，MRM),、母離子掃描(Precursor Ion Scan)、中性丟失掃描(Neutral Loss Scan)

  由于三重四極產(chǎn)生的碎片離子特異性較強(qiáng),，較單四極的非特異性碎片離子,，定性能力更強(qiáng)。

                 質(zhì)量分析器種類

液質(zhì)聯(lián)用在使用中經(jīng)常會(huì)用到的質(zhì)量分析器有四級(jí)桿,，飛行時(shí)間和離子肼,，那么我們來看下每種質(zhì)量分析器的應(yīng)用。

                 應(yīng)用領(lǐng)域

四級(jí)桿分析器較多的應(yīng)用于藥物分析,，要進(jìn)行定性定量的分析,。飛行時(shí)間質(zhì)量分析器和離子肼主要是應(yīng)用于代謝領(lǐng)域研究，以定性為主,，定量次之,。

原理

1、四級(jí)桿分析器主要由四根棒狀電極組成,，一般使用的是金屬鉬材質(zhì),，通過射頻電源改變電壓來篩選離子,，電場(chǎng)遵循馬紹爾方程。

2,、飛行時(shí)間質(zhì)量分析器無需電場(chǎng)或磁場(chǎng),，通過離子漂移管，給離子以加速電壓,，通過離子的飛行時(shí)間來確定離子荷質(zhì)比,，飛行時(shí)間與離子質(zhì)量平方根成正比，在所加電壓能量相同的情況下,，離子質(zhì)量越大則到達(dá)檢測(cè)器所需時(shí)間就越長(zhǎng),；

3、離子肼主體是由一個(gè)環(huán)電極加上下兩個(gè)蓋電極組成的,，也遵循馬紹爾方程,。質(zhì)量掃描方式與四級(jí)桿類似，在恒定的直流電壓和射頻電壓的比值下,，改變射頻電壓來獲取質(zhì)譜,。

優(yōu)勢(shì)

TOF：給出的分子量比較準(zhǔn)確，對(duì)大分子有優(yōu)勢(shì),；主要用于定性,、也可以用于定量，但靈敏度沒有三重四*,。

離子阱：優(yōu)勢(shì)也在定性,，尤其對(duì)可能未知物的確認(rèn)，如合成后的產(chǎn)物及雜質(zhì),、體內(nèi)的可能代謝產(chǎn)物,。同TOF一樣，主要用于定性,、也可以用于定量,，但靈敏度就沒有三重四*，分子量范圍較三重四極窄,。它較TOF的最大特點(diǎn)：可以對(duì)離子進(jìn)行進(jìn)一步的碎裂,，以便確定其官能團(tuán)、結(jié)構(gòu)等,。

三重四極：優(yōu)勢(shì)是定量,，靈敏度高、選擇性佳,，同時(shí)也可做一些物質(zhì)定性,。

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