质谱简论MS - LCMSMS液质联用-
质谱简论ms
(又叫质谱法)是一种与并列的谱学方法，通常意义上是指广泛应用于各个学科领域中通过制备、、气相离子来鉴定化合物的一种专门。质谱法在一次中可提供丰富的结构信息，将分离技术与质谱法相结合是分离方法中的一项突破性进展。在众多的分析测试方法中，质谱学方法被认为是一种同时具备高特异性和高灵敏度且得到了广泛应用的普适性方法。质谱仪器一般由样品导入系统、离子源、质量分析器、检测器、数据处理系统等部分组成。
质谱-发展史
早在19世纪末，e.goldstein在低压放电实验中观察到正电荷粒子，随后w.wein发现正电荷粒子束在磁场中发生偏转，这些观察结果为质谱的诞生提供
了准备。
世界上第一台质谱仪于1912年由英国物理学家joseph john thomson(1906年诺贝尔物理学奖获得者、英国剑桥大学教授)研制成功;到20世纪20年代，质谱逐渐成为一种分析手段，被家采用;从40年代开始，质谱广泛用于有机物质分析;1966年，m.s.b，munson和f.h. field报道了化学电离源(chemical ionization，ci)，质谱第一次可以检测热不稳定的分子;到了80年代左右，随着快原子轰击(fab)、电喷雾(esi)和基质辅助激光解析(maldi)等新“软电离”技术的出现，质谱能用于分析高极性、难挥发和热不稳定样品后，生物质谱飞速发展，已成为现代科学前沿的热点之一。由于具有迅速、灵敏、准确的优点，并能进行序列分析和翻译后修饰分析，生物质谱已经无可争议地成为蛋白质组学中分析与鉴定肽和蛋白质的最重要的手段。
质谱法在一次分析中可提供丰富的结构信息，将分离技术与质谱法相结合是分离科学方法中的一项突破性进展。如用质谱法作为(gc)的检测器已成为一项化gc 技术被广泛使用。由于gc-ms 不能分离不稳定和不挥发性物质，所以发展了(lc)与质谱法的联用技术。lc-ms可以同时检测糖肽的位置并且提供结构信息。1987年首次报道了毛细管电泳(ce)与质谱的联用技术。ce-ms 在一次分析中可
以同时得到迁移时间、分子量和碎片信息，因此它是lc-ms的补充。
在众多的分析测试方法中，质谱学方法被认为是一种同时具备高特异性和高灵敏度且得到了广泛应用的普适性方法。质谱的发展对基础科学研究、国防、航天以及其它、民用等诸多领域均有重要意义。
质谱-软电离技术
质谱随着科学技术的进步，20世纪80年代以来，有4种软电离技术产生，分别为等离子体解吸(pd-ms)、快原子轰击(fab )、电喷雾(esi )和基质辅助激光解吸/电离(maldi)。
等离子体解吸的原理是：采用放射性同位素的核裂变碎片作为初级粒子轰击样品使其电离，样品以适当溶剂溶解后涂布于0.5-1μm 厚的铝或镍箔上，核裂
变碎片从背面穿过金属箔，把大量能量传递给样品分子，使其解吸电离。在制备样品时，采用硝化纤维素作为底物使得pd-ms 可用以分析分子量高达14 000 的多肽和蛋白质样品。
快原子轰击的原理是，一束高能粒子，如氩、氙原子，射向存在于液态基质中的样品分子而得到样品离子，这样可以得到提供分子量信息的准分子离子峰和提供化合物结构信息的碎片峰。快原子轰击操作方便、灵敏度高、能在较长时间里获得稳定离子流。当用于绝大多数生物体中寡糖及其衍生物的分析时，可测分子量达6000。而且在该质量范围内，其灵敏度远高于在15000 范围内新一代全加速仪器的灵敏度。此外，camim 等采用fab-ms 分析从hafniaalvei中得到的四个寡糖组分，检测到了nmr 不能观测到的寡糖、并揭示了寡糖结构的非均一性。
电喷雾电离的原理是：喷雾器顶端施加一个电场给微滴提供净电荷;在高电场下，液滴表面产生高的电应力，使表面被破坏产生微滴;荷电微滴中溶剂的蒸发;微滴表面的离子“蒸发”到气相中，进入质谱仪。为了降低微滴的表面能，加热至200～250℃，可使喷雾效率提高。fab-ms 可以显示碎片离子，但只能产生单电荷离子，因此不适用于分析分子量超过分析器质量范围的分子。esi 可以产生多电荷离子，每一个都有准确的小m/z 值。此外还可以产生多电荷母离子
的子离子，这样就可以产生比单电荷离子的子离子更多的结构信息。而且，esi-ms 可以补充或增强由fab 获得的信息，即使是小分子也是如此。
质谱仪
基质辅助激光解吸离子化质谱(matrix-assisted laser desorption ionization mass spectrometry，maldi-ms) 是19 世纪80 年代末问世并迅速发展起来的质谱分析技术。这种离子化方式产生的离子常用飞行时间(time of flight，tof)检测器检测，因此maldi常与tof一起称为基质辅助激光解吸离子化飞行时间质谱(maldi-tof-ms)。maldi- tof-ms技术，使传统的主要用于小分子物质研究的质谱技术发生了革命性的变革，从此迈入生物质谱技术发展新时代。该技术的特点是采用被称为“软电离” 方式，一般产生稳定分子离子，因而是生物大分子分子量的有效方法，广泛地运用于生物化学，尤其对蛋白质、核酸的分析研究已经取得了突破性进展。 maldi-ms 在糖研究中的应用，也显示出一定的潜力和应用前景。另外在高分子化学、有机化学、金属有机化学、药学等领域也显示出独特的潜力和应用前景，已经成为广大科技工作者研究于分析大分子分子质量、纯度、结构的理想工具。其广泛应用于生物化学领域，
质谱-样品导入
质谱方法的一个重要特点就是它对各种物理状态的样品都具有非常高的灵
敏度，而且在一定程度上与待测物分子量的大小无关。但是，因为质谱仪的质量分析器安装在真空腔里，分析样品只有通过特定的方法和途径才能被引入到离子源，并被离子化，然后被引入质量分析器进行质量分析。一般把所有用于完成这
种样品引入任务的部件统称为样品引入系统。而样品引入方式则可分为直接引入法和间接引入法。间接引入法又可细分为色谱引入、膜进样等。
质谱分析原理
直接引入法是将低挥发性样品直接装在探针上，将探针送入真空腔内，然后给探针通大电流加热，使探针的温度急剧上升至数百度(一般不超过400 ℃)，样品分子受热后挥发形成蒸气，该蒸气受真空腔内真空梯度的作用被直接引入到离子源中离子化。由于温度对样品的挥发度影响较大，需精确控制温度，但这也使固体选择性进样成为可能。这种方法主要适合于较低挥发性、热稳定性好的样品。而对于难挥发和热不稳定样品，主要采用解吸电离(di)的办法。
色谱法是质谱中应用最多的样品间接引入法，这种进样系统的研究热点之一就是质谱和色谱之间的接口技术。gc的样品可通过毛细管直接导入到质谱的离子源。如果 gc的载气流量较大，可在离子源前面加一级真空或者采用喷射式分离器来分流载气(如 he 等小分子气体)和富集待测物。lc-ms 常采用电喷雾技术从色谱流出物中提取样品同时进行样品的引入，该方法的优点在于它不需对仪器进行复杂的维护和调试，而且具有很高的灵敏度和极快的响应速度。除了经典的gc、lc 被用于质谱样品引入外，超临界流体色谱(sfc)和毛细管电泳(ce)也可与质谱技术联用，大大扩大了样品引入的灵活性。如果采用di技术，则薄层色谱、纸色谱等都可用到质谱分析中来，在效率允许的情况下，可大大降低成本。
质谱仪
近年来，随着质谱在分析中的普及，膜进样技术逐渐得到重视。在常见的膜进样系统中，大多采用硅聚合物制作半透膜，这种半透膜能够让某些小分子有机物通过膜壁进入真空系统，而样品中大量的基体、溶剂则不能透过，因此，膜进样技术(mi)特别适宜于对低待测物的连续在线监测，如mi-ms，可望在环境监测、工业控制等方面获得良好的应用。
在质谱仪器的校正和有机物结构鉴定中经常用到炉式或池式进样，绝大多数的商品仪器都配备了这种进样系统。该系统能够长时间提供稳定的样品浓度，方便对仪器进行校正和对待测物进行慢速扫描，从而获得精确的信号。当然，这种方法要求样品具有较低挥发性和较好的热稳定性，此外，使用该方法样品耗量较大。
质谱-离子源
在早期的质谱研究中，涉及的样品一般为无机物，检测目的包括测定原子量、同位素丰度、确定元素组成等。针对这些要求，需要采用的离子源主要包括电感耦合等离子体(icp)、微波等离子体炬(mpt)和其他微波诱导等离子体(mip)、电弧、火花、辉光放电等，几乎能够用于原子发射光谱的激发源都可用。
目前质谱的检测对象主要是有机物和生命活性物质，需要用到一些比较特殊(相对于aes 激发源)的电离源。这些电离源可分为 4 类，即电子轰击电离(ei)、
化学电离(ci)、解吸电离(di)、喷雾电离(si)，如下表所示。除 ei 外，每种电离源都能够同时得到大量的正离子和负离子，而且分子离子的种类跟离子化过程中的媒介(medium)或基体(matrix)有关。比如，ci 能够产生(m h) 、(m nh4)、(m ag) 、(m cl)-等离子作为分子离子，也能够产生类似的碎片离子。
常见的用于有机物分析的质谱电离源表
电离源
离子化
适宜样品
电子电离(ei)
电子
气态样品
化学电离(ci)
气体离子
气态样品
解吸电离(di)
光子，高能粒子
固态样品
喷雾电离(si)
高能电场
热溶液
电离源产生的不同离子之间能够互相反应，使得电离的结果更加丰富而复杂。比如在ei的作用下能够产生大量的离子，内能较大的离子在与中性分子(如he)碰撞时能够自发裂解产生更多的碎片离子。这种离子-分子反应一般很难进行完全，往往在得到许多碎片离子的同时还保留着部分母体离子，不过，通过增加离子内能(如调节碰撞时间，ei 能量和中性粒子数量等)，可以促使这种离子-分子的反应进行完全;反之，如果降低离子内能，则可能得到稳定的该离子而不是该离子的碎片。相对 ei 而言，ci，di 和 si 都是软电离源。借助激光和基体辅助，di甚至能够对沉积在某个表面的难挥发、热不稳定的固体化合物进行瞬间
离子化，得到比较完整的分子离子。si的出现解决了生物大分子的进样问题，
给质谱法在生命科学领域的应用，尤其是大分子生命活性物质如蛋白质、dna 等的测定提供了非常便捷有效的手段，其作用也因其创立者获得 2002 年的诺贝尔化学奖而分外受到世人瞩目。
考察电离源的性能，一般需要用到的参数有信号强度、背景信号强度、电离效率、内能控制能力。
质谱-质量分析器
气相离子能够被适当的电场或磁场在空间或时间上按照质荷比的大小进行
分离。广义地说，能够将气态离子进行分离分辨的器件就是质量分析器。在质谱仪器中，也使用或研究过多种多样的质量分析器，此处只介绍在商品仪器中广泛使用的质量分析器，即扇形磁场、飞行时间质量分析器、四极杆质量分析器、四极杆离子阱和离子回旋共振质量分析器。
氮质谱检漏仪
1 扇形磁场
扇形磁场是历史上最早出现的质量分析器，除了在质谱学发展史上具有重要意义外，还具有很多优点，如重现性好、分辨率与质量大小无关、能够较快地进行扫描(每秒 10 个质荷比单位)。但在目前出现的小型化质量分析器中，扇形磁场所占的比重不大，因为如果把磁场体积和重量降低将极大地影响磁场的强度，从而大大削弱其分析性能。但是，随着新材料和新技术的不断出现，这种局面可望在将来得到改观。
2 飞行时间质量分析器
与其他质量分析器相比，飞行时间质量分析器(即 tof)具有结构简单、灵敏度高和质量范围宽等优点(因为大分子离子的速度慢，更易于测量)，尤其是与maldi 技术联用时更是如此。历史上对质荷比大于10的4次方的分子的质谱分析就是用tof 来实现的，目前，这种质量分析器能够测量的质荷比已接近10的6次方。但相对其它质量分析器(如 icr)而言，tof 的分辨率和动态线性范围不够理想，比如对于分子量超过 5000 的有机物，同位素的峰就分辨的不好。但是，对大分子的质量测量精度则可达到0.01%，比传统生物化学方法(如离心、电泳、尺寸筛析色谱等)的精度好的多。
在tof中，不同质荷比的离子必须在同一时间点以相同的初动能进入漂移管，这样才能保证漂移时间与质量的平方根成反比。为保证不同质荷比的离子在同一时间点以相同初动能进入漂移管，常采用脉冲式离子源(如采用脉冲激光辐射的maldi 离子源)，这样基本上可保证时间的一致性;但采用这种方法产生的离子初速度仍具有很大差异，为减少这种差异，往往需对离子进行冷却，冷却时间一般为几十毫秒，经冷却的离子再引入电场进行加速，就能够基本消除速度上的差异。但在精确测量时，离子被加速后还需对其时间和空间分布进行校正，即通常所说
的时间聚焦和空间聚焦。这种校正增加了tof 测量的精确度，但同时也增加了仪器的复杂性。
3 四极杆质量分析器
四极杆质量分析器的结构就是在相互垂直的两个平面上平行放置四根金属圆柱。如果把水平方向定义为 x方向，垂直方向为 y 方向，与金属圆柱平行的方向为 z 方向，在 x与 y 两支电极上分别施加±(uvcosωt)的高频电压(v 为电压幅值，u 为直流分量，ω为圆频率，t 为时间)，则在四个金属圆柱之间的空间形成一个形如马鞍的交变电场。四极杆质量分析器能够通过电场的调节进行质量扫描或质量选择，质量分析器的尺寸能够做到很小，扫描速度快，无论是操作还是机械构造，均相对简单。但这种仪器的分辨率不高;杆体易被;维护和装调难度较大。
在线质谱系统
4 离子阱
离子阱和四极杆质量分析器有很多相似之处，如果将四极杆质量分析器的两端加上适当的电场将其封上，则四极杆内的离子将受x，y，z 三个方向电场力的共同作用，使得离子能够在这三个力的共同作用下比较长时间地呆在稳定区域内，就象一个电场势阱，因此这样的器件被称为离子阱。所以，在很多时候都认为四极杆质量分析器与离子阱的区别就是前者是二维的，而后者是三维的。
离子阱内部的离子总是在做复杂的运动，在这种复杂运动中，包含了与质量相关的特征信息。以这种特征信息为基础，发展了许多离子阱操作的新模式，大大拓宽了离子阱质量分析器的质量范围，改善了质量分辨率。
虽然离子阱内离子的运动是复杂的，但就离子阱质量分析器本身而言，它具有许多独特的优点，主要是能够方便地进行级联质谱测量，能够承受较高压力(如0.1 pa)，此外，这种质量分析器价格相对低廉，体积较小，被广泛用做色谱检测器。在质谱仪器的小型化中，离子阱的小型化取得了十分注目的成果。普度(purdue)大学 cooks 教授研究组的工作显得尤为突出，发展出来的圆柱型离子阱和矩形离子阱等不但克服了离子阱难以加工的缺点，而且进一步降低了成本、简化了操作，显著减轻了重量，缩小了体积，甚至可做成质量传感器(mass sensor)，有望在现场环境监测、国防、刑侦、安检、工业过程控制等领域发挥作用。
5 离子回旋共振质量分析器
在某种程度上，离子回旋共振(icr)质量分析器与 nmr 有些相似。icr具有非常高的质量分辨率，能够检测大质量离子、进行离子的无损分析和多次测量，具有很高的灵敏度和级联质谱的能力，是一种在现代质谱学领域中具有重要用途的质量分析器。
为进一步提高质量分析器的质量分辨率，常见的措施是将扇形磁场和电场联用，形成双聚焦质量分析器，而 ft-icr 的分辨率则可高达10的6次方以上。
质谱-检测器
质谱仪器的检测器有很多种，此处仅对电子倍增管及其阵列、离子计数器、感应电荷检测器、法拉第收集器等比较常见的检测器作简要评述。
质谱图
电子倍增管是质谱仪器中使用比较广泛的检测器之一。单个电子倍增管基本上没有空间分辨能力，难以满足质谱学日益发展的需要。于是，人们就将电子倍增管微型化，集成为微型多通道板(mcp)检测器，并且在许多实际应用中发挥了重要作用。除了这种形式的阵列检测器外，电荷耦合器件(ccd)等在光谱学中广泛使用的检测器也在质谱仪器中获得了日益增多的应用。近年来，
ipd(ion-to-photon)检测器由于它能够在高压下长时间稳定地工作，也引起了人们的极大重视。
离子计数器是一种非常灵敏的检测器，一般多用来进行离子源的校正或离子化效率的表征。对一般电子倍增管而言，一个离子能够在10 的负7次方秒内引发10的5-8次方个电子，对绝大多数工作在有机物检测、生物化学研究领域的质谱仪器来说，其灵敏度已经足够。但在某些地球化学、宇宙学研究中，则需要用离子计数器来进行检测，其检测电流可以低于每秒钟一个离子的水平，一般离子源的信号至少也是离子计数器检出限的10的10次方倍。
感应电荷检测器也叫成像电流(imaging current)检测器，常与icr 质量分析器联用。由于测量的是感应电荷(流)，感应效率较低，故其灵敏度较低。但是，当它与icr 等联用时，由于icr允许离子的非破坏性测量和反复测量，因而 icr 仍具有非常高的灵敏度。
法拉第盘(杯)是一种最为简单的检测器。这种检测器是将一个具有特定结构的金属片接入特定的电路中，收集落入金属片上的电子或离子，然后进行放大等处理，得到质谱信号。一般来说，这种检测器没有增益，其灵敏度非常低，限制了它的用途。但是，在某些场合，这种古老的检测器起到不可替代的作用。如印地安那(indianna)大学hieftje等制作的阵列检测器就利用了法拉第杯检测器的上述特点。
质谱-电离技术进展
1 电喷雾解吸电离技术(desorption electrospray ionization)
质谱联用
2004 年，cooks 等报道了基于电喷雾解吸电离(desi)对固体表面进行非破坏性检测的新型质谱分析方法。
电喷雾产生的带电液滴及离子直接打到被分析物的表面，吸附在表面的待测物受到带电离子的撞击从表面解吸出来并被电离，然后通过质谱仪的采样锥进入质量分析器，获得的质谱图与常规电喷雾质谱图十分相似，可以得到单个或多个电荷的分子离子。电喷雾解吸电离技术可视为电喷雾技术与解吸技术的结合，而又类似于二次离子质谱。不同的是，解吸电离技术和二次离子质谱技术都是在真空条件下完成，而电喷雾解吸电离过程是在大气压环境下完成。由于该方法无须样品预处理，能够对吸附在固体表面的爆炸物、色素、蛋白质等在大气压下进行离子化，甚至能够对薄层色谱表面的分析物进行直接检测，从而实现了利用质谱方法进行快速灵敏的测定。desi 是一种新兴的离子源，其最大的优点是能够在大气压下对物质分子进行离子化，从而实现了对待测物的灵敏、快速、高选择性在线监测。
电喷雾解吸电离方法应用广泛，可用于极性化合物、非极性化合物、高分子量化合物、低分子量化合物的测定。desi-ms 可用于植物组织的天然产物分析，无需萃取等样品预处理过程;另外，该技术还已被用于蛋白质组学、代谢组学和诊断学、毒品检测等领域，均取得了很好的结果。值得一提的是，cooks 课题组将desi 与便携式质谱仪联用，并实现了对药物、植物组织、爆炸物、生化战剂模拟物、农用化学品的分析。
2 电晕放电实时直接分析电离技术(corona direct analysis in real time，cdart)
2003 年，科学家发明了电晕放电实时直接分析(corona direct analysis in real time， cdart)离子化技术并成功地与带常压接口的飞行时间质谱相结合构成了新的质谱仪。采用这种质谱仪对各种气、液体和固体样品表面不作任何处理就可在大气压下直接进行实时分析，几秒钟内就可以得出结果，正好能使质谱技术满足科技领域对这些方面的迫切需求，因而被学术界认为是质谱技术发展方面的“下一次量子飞跃(next quantum leap)”和“革命性的离子源(revolutionary ion source)”。
质谱仪
将其与离子淌度谱仪(ims)结合则有望发展出可用于现场检测的便携式专用仪器。
实时直接分析离子化源采用常压电晕放电办法使氦形成亚稳态的氦原子，或者使氮气形成振动激发态的氮分子(活化氮)，这些高能组分在与样品分子接触时就可通过非弹性碰撞使后者离子化，将其引入质量分析器作进一步分析，即可获得所需要的被分析样品的质谱信息。cdart 技术最初(2003年春)由美国的jeol 公司开发成功并将其用于该公司带常压接口的 accutof 质谱仪。同年(2003 年)夏美国陆军设在马里兰州的 edgewood 化学生物武器中心即开始对其作为化学武器检测器的能力进行评估。两者(jeol 公司和 edgewood 中心)的研究很快证
明，这一新技术可用于数百种化学物质的鉴定，其中包括化学生物武器制剂及其相关化合物(包括其前体、、反应和降解产物及解毒副产物)、药品、代谢产物、、多肽、寡糖、合成有机化合物和金属有机化合物、毒品、爆炸品及有毒工业化学品等。样品类型则遍及多孔混凝土、沥青、人体肌肤、钱币、航班登机卡、名片、水果、蔬菜、调味品、饮料、生物体液、树木和花草叶片、酒杯、常用设备及服饰等。最近的研究更已经扩展到了像蛋白质的测定、聚合物的鉴别、橡胶中抗氧化剂的快速分析、食用油中脂肪的快速分析、粘结剂、水泥、树脂的快速分析、泥水中爆炸物的检测、西红柿表面番茄红素的测定、单个罂粟籽中鸦片的检测、辣椒中辣椒素的分布测定、葱片所释放出的不稳定化合物的检测、除草剂中痕量化合物的快速检测、桔子皮中杀菌剂的检测等等。
3 电喷雾萃取电离技术(extractive electrospray ionization)
陈焕文等在进行desi-ms研究的基础上，创造性地提出了电喷雾萃取电离(eesi)技术。eesi 技术最早用于液体样品的测定，由电喷雾产生的带电液滴及离子与雾化产生的样品液滴碰撞，样品溶液中的待测物被萃取出来并电离，待测物离子由毛细管接口引入质谱仪。
质谱图
随后，陈焕文等成功地开展了基于 eesi-tof-ms 方法和活体呼吸气体为样品的代谢组学方面的研究，研究结果被 angew. chem.杂志选中为vip热点文章、并以封面配图的形式加速发表。实验在商品化esi离子源上进行，气体样品由鞘气入口引入，与电喷雾产生的带电液滴及离子碰撞，待测物分子被萃取并离子化后，由毛细管引入质谱仪。因其别具匠心的设计和优异的性能，使得 eesi-ms 不仅具有质谱特有的高灵敏度和高特异性，而且能够承受各种形态的样品，而且不需要进行样品收集和分离，能够对生物样品进行活体、实时、在线分析。因此，给临床样品的快速质谱分析这一问题的解决提供了可能。从已经发表的结果来看，eesi-ms 不但能够检测呼吸气体中含有的极性分子和非极性分子，而且还能够检测挥发性和非挥发性分子。通过呼吸气体的活体在线的质谱分析，在1秒钟内即可以获得样品中所有这些分子的指纹谱图，而且可以对任何感兴趣的组分进行结构鉴定，确保了测量结果的可靠性。他们的研究结果表明，人体在极端饥饿或病理条件下将能够在呼出气体中检测到超乎寻常的大量尿素，这与体内采用蛋白质、脂肪来代替糖类供能的结果吻合，也给许多疾病的诊断提供了依据;当服用甜点后能够在呼出气体中检测到葡萄糖，为糖尿病等的诊断和研究提供了新的途径;数据也清楚地显示了健康亚洲人和欧洲人身体对啤酒的不同反应;并且展示了通过选择性分子-离子反应来进行某一类化合物的快速测定，比如口臭患者病因的检测等。实际上，eesi-m 可看作是分子水平上的闻诊。根据科学家的评价，该项研究结果清楚地展示了如果应用质谱仪来进行活体代谢组学研究，对人类多种疾病的诊断、治疗以及对生命活动的分子学机制的研究提供前所未有的有效工具。2002年诺贝尔化学奖得主、esi技术发明人john b. fenn 教授认为这一技术(eesi)将被广泛应用，尤其是分析化学家将满怀感激，对此，毫不怀疑。cooks 教授认为 eesi开辟了临床诊断分析化学研究的新领域，对质谱学在临床医学方面的应用具有划时代的意义。该研究成果发表后，瑞士化学会会刊chimia立即决定对其进行转载，欧美各国的众多学术期刊，包括英国chemistry world，美国
c&en，德国科技在线，medical news today，medilexicon，hospitalsworldwide，lab on a chip等媒体都以多种文字对此成果进行了报道，意在迅速引起各国相关行业人员的关注。
质谱-新型离子检测技术
1 低温检测器
低温检测器也叫热量检测器。当粒子或离子撞击超导薄膜表面，能量累积并产生热量，表面溅射出中子、离子、电子和光子，这个过程在常温下不容易被发现。然而，在低温条件下(<3k)，能够检测到由离子撞击产生的瞬间“高温”，从而提供离子速率和能量的信息。低温检测器具有100%的效率、无质量岐视、
理论上无质量上限。使用电子倍增器和微通道板对大质量离子进行检测时，由于二次电子的产生会使检测效率降低，而低温检测器在高质量区响应信号不会下降。
这种能够对离子能量检测的方法有助于对离子化机理的研究。2002年出现
商品化的采用超导隧道结检测器的阵列低温检测器，对 m/z400，000 大分子进行检测，灵敏度达 fmol 水平。但是，这种检测器需要工作在极端低温的环境下，在一定程度上限制了其推广应用。
2 微球板检测器
tremsin 和 naaman 等研制出基于微通道板检测原理的微球板检测器(msp)。直径约为 20～100 微米的玻璃微球经特殊材料处理后，烧结形成薄的、多孔玻璃板，这样在玻璃板两个表面之间就可形成不规则通道，离子撞击玻璃板表面产生二次电子被加在两表面间的高压加速，通过弯曲的通道时，再次撞击其他微球表面产生更多的电子，经多次循环产生后，电子流在玻璃板的另一侧得到检测。与微通道板相比，微球板有更高的检测效率。使用微通道板时，当离子撞击在通道之间的表面，不产生电子;而使用微球板时，接收离子的表面为多个球表面，这极大地提高了检测效率。另外，与微通道板相比，微球板的成本要低的多。
质谱仪
guilhaus 等将微球板检测器与正交飞行时间质量分析器联用时，单个离子的脉冲宽度为800ps(半峰宽)。
3 其他
birkinshaw 和langstaff等人研制出由微通道板和阳极阵列组成的聚焦板检测体系。阳极阵列是基于芯片技术的互补型金属氧化物半导体器件，由 18 微米宽的铝检测带和相应电路组成，可用来检测微通道板产生的脉冲电流。与普通微通道板相比，信噪比、灵敏度、分辨率得到一定提高，而计数速率没有得到改善。
sinha 和 wadsworth 等报道了基于电荷耦合器件(ccd)的阵列检测器，作者将电荷耦合器件中对光子敏感的器件换成金属氧化物半导体器件，可直接用于离子的检测，灵敏度较高，可检测 5 个离子。
fuerstenau 等将主动象素传感技术用于离子的检测，将可用于电荷收集的金属带代替互补型金属氧化物半导体器件中的光电二极管。与电荷耦合器件不同，互补型金属氧化物半导体器件中的每个象素在电路中都有独立的放大功能。
质谱-展望
进入 21 世纪，现代科学技术的发展对分析测试技术提出了新的挑战。与经典的化学分析方法和传统的仪器分析方法不同，现代分析科学中，原位、实时、在线、
非破坏、高通量、高灵敏度、高选择性、低耗损一直是分析工作者追求的目标。在众多的分析测试方法中，质谱学方法被认为是一种同时具备高特异性和高灵敏度且得到了广泛应用的普适性方法。电喷雾解吸电离技术、电晕放电实时直接分析电离技术和电喷雾萃取电离技术的提出，满足了时代的需要，满足了科学技术发展的要求，为复杂样品的快速质谱分析打开了一个窗口。
便携式质谱仪是近年来新型质谱仪的研究热点之一，便携式质谱仪的研究主要集中在离子化技术、质量分析技术方面，检测器多采用 detech 公司和 sge 公司的商品化检测器。为适应离子化技术、质量分析技术的快速发展，开发高性能离子检测技术已迫在眉睫，而低噪音、高稳定性、宽质量范围、较低的质量岐视、长寿命、低成本将是离子检测技术发展中所要追求的目标。
质谱和光谱、核磁共振等方法是并列关系，目前很少有交叉领域。实际上，质谱和这些经典谱学方法之间的交叉，也是应该值得重视的研究领域。
气相色谱-质谱（GC-MS）分离分析空气清新剂 一、实验目的 在日常生活中，许多形形色色的生活用品其实都添加了不少化学药品。 这其中不乏有毒的物质，不知实情的我们还天天接触着这些东西。这学 期的现代仪器分析实验中正好有机会能让我们自选仪器来进行开放实验，鉴于我们小组组长贺大威寝室有用空气清新剂的习惯，为了他们寝室所 有人的健康，就打算测一下它们常用几种品牌的空气清新剂的组成分析。 并且选定用气相色谱-质谱联用仪来进行测定分析。虽然上学期我们用同 样的仪器分离分析过苯系物的组成，但大家还是对这台仪器的工作原理 似懂非懂，并且在操作上同学们根本没锻炼过，基本是不知道怎么使用 这台仪器。与此同时我们又能深入了解气相色谱-质谱联用仪的基本构造，熟悉工作软件的使用，熟悉运用GC-MS仪分析简单样品的基本过程。 二、实验原理 气相色谱法是利用不同物质在固定相和流动相中的分配系数不同，使不同化合物从色谱柱流出的时间不同，达到分离化合物的目的。质谱法是利用带电粒子在磁场或电场中的运动规律，按其质荷比（m/z）实现分离分析，测定离子质量及强度分布。它可以给出化合物的分子量、元素组成、分子式和分子结构信息，具有定性专属性、灵敏度高、检测快速等特点。 气相色谱-质谱联用仪兼备了色谱的高分离能力和质谱的强定性能力，可以把气相色谱理解为质谱的进样系统，把质谱理解为气相色谱的检测器。气相色谱-质谱联用仪的基本构成为： 样品
本实验中待分析样品为超市里新买的两种气味的空气清新剂和一盒放置已久的空气清新剂，每种样品经GC 分离成一个一个单一组份，并进入离子源，在离子源样品分子被电离成离子，离子经过质量分析器之后即按m/z 顺序排列成谱。经检测器检测后得到质谱，计算机采集并储存质谱，经过适当处理可得到样品的色谱图、质谱图等。 三、仪器和试剂： （1）Agilent 6890-5973N GC-MS 仪（安捷伦科技有限公司）； （2）HP-5 MS 色谱柱； （3）0-5mL 移液器 (Transferpette, 德国BRAND 公司)； （4）0.45μm 的有机相微孔膜过滤器； （5）新买的和放置已久的茉莉香味空气清新剂各一盒；以及新买的金秋丹桂味空气清新剂一盒，甲醇（色谱纯）； （6）装样瓶 四、实验内容与步骤： 1）将每种样品切一小块后分别装入样品瓶里； 2）在进样之前，用加热器预加热样品； 3）设定好GC-MS 操作参数后，可进样分析： 4）设置样品信息及数据文件保存路径后，按下“Start run ”键，待“Pre-run ”结束，系统提示可以进样时，使用10μl 进样针准确吸取5μl 样品气体（不能有气泡）。将进样针插入进样口底部，快速推出样品气体并迅速拔出进样针，然后按下色谱仪操作面板上的“start ”按钮，分析开始。 五、色谱条件 进样口温度：250℃； 质谱离子源温度：230℃； 色质传输线温度：250℃； 质谱四极杆温度：150℃； 柱温： 20C/min 5C/min 60C(2min)100C 120C(3min)???????→????→? 载气流速： 0.5ml ·min -1； 进样量：1μl ； 分流比：20:1。 溶剂延迟：2分钟 六、数据处理 1） 对得到的总离子流色谱图（TIC ），在不同保留时间处双击鼠标右
方法8270 D 气质联用仪测试半挥发性有机化合物 技术翻译：刘金云 mail:piery2006@https://www.doczj.com/doc/de9381964.html, 1.0范围及应用 1.1方法 8270 用于测定多种类型的固体废弃物基体、土壤、空气取样媒介及水样制备的萃取物中的半挥发性有机化合物的浓度.直接注入样品的使用范围是有限的.以下的化合物可以通过此方法测试. 合适的前置处理技术b 化合物 CAS编号a 3510 35203540/3541 35503580 苊 83-32-9 Ⅹ Ⅹ Ⅹ Ⅹ Ⅹ 苊嵌戊烯 208-96-8 Ⅹ Ⅹ Ⅹ Ⅹ Ⅹ 乙酰苯 98-86-2 Ⅹ ND ND ND Ⅹ 2-乙酰氨基芴 53-96-3 Ⅹ ND ND ND Ⅹ 1-乙酰基-2-硫脲 591-08-2 LR ND ND ND LR 艾氏剂 309-00-2 Ⅹ Ⅹ Ⅹ Ⅹ Ⅹ 氨基蒽醌 117-79-3 Ⅹ ND ND ND Ⅹ 氨基偶氮苯 60-09-3 Ⅹ ND ND ND Ⅹ 4-氨基联苯 92-67-1 Ⅹ ND ND ND Ⅹ 3-氨基-9-乙基咔唑 132-32-1 Ⅹ Ⅹ ND ND ND 敌菌灵 101-05-3 Ⅹ ND ND ND Ⅹ 苯胺 62-53-3 Ⅹ Ⅹ ND Ⅹ Ⅹ 茴香胺 90-04-0 Ⅹ ND ND ND Ⅹ 蒽 120-12-7 Ⅹ Ⅹ Ⅹ Ⅹ Ⅹ 异黄樟 140-57-8 H S（43）ND ND ND Ⅹ 氯化联二苯树脂101612674-11-2 Ⅹ Ⅹ Ⅹ Ⅹ Ⅹ 氯化联二苯树脂122111104-28-2 Ⅹ Ⅹ Ⅹ Ⅹ Ⅹ 氯化联二苯树脂123211141-16-5 Ⅹ Ⅹ Ⅹ Ⅹ Ⅹ 氯化联二苯树脂124253469-21-9 Ⅹ Ⅹ Ⅹ Ⅹ Ⅹ 氯化联二苯树脂124812672-29-6 Ⅹ Ⅹ Ⅹ Ⅹ Ⅹ 氯化联二苯树脂125411097-69-1 Ⅹ Ⅹ Ⅹ Ⅹ Ⅹ 氯化联二苯树脂126011096-82-5 Ⅹ Ⅹ Ⅹ Ⅹ Ⅹ 谷硫磷 86-50-0 H S（62）ND ND ND Ⅹ 氯炔草灵 101-27-9 LR ND ND ND LR 联苯胺 92-87-5 CP CP CP CP CP 苯甲酸 65-85-0 X X ND X X
2015 年版药典高效液相色谱法、质谱法
2015 版药典 --- 高效液相色谱法、质谱法 0512 高效液相色谱法 高效液相色谱法系采用高压输液泵将规定的流动相泵入装有填充剂的色谱柱，对供试品进行分离测定的色谱方法。 注入的供试品，由流动相带入色谱柱内，各组分在柱内被分离，并进入检测器检测，由积分仪或数据处理系统记录和处 理色谱信号。 1.对仪器的一般要求和色谱条件 高效液相色谱仪由高压输液泵、进样器、色谱柱、检测器、积分仪或数据处理系统组成。色谱柱内径一般为 3.9 ～ 4.6mm，填充剂粒径为 3～lOμm。超高效液相色谱仪是适应小粒径（约 2μm）填充剂的耐超高压、小进样量、低死体积、高灵敏度检测的高效液相色谱仪。 （1）色谱柱 反相色谱柱：以键合非极性基团的载体为填充剂填充而成的色谱柱。常见的载体有硅胶、聚合物复合硅胶和聚合物 等；常用的填充剂有十八烷基硅烷键合硅胶、辛基硅烷键合硅胶和苯基键合硅胶等。 正相色谱柱：用硅胶填充剂，或键合极性基团的硅胶填充而成的色谱柱。常见的填充剂有硅胶、氨基键合硅胶和氰 基键合硅胶等。氨基键合硅胶和氰基键合硅胶也可用作反相色谱。 离子交换色谱柱：用离子交换填充剂填充而成的色谱柱。有阳离子交换色谱柱和阴离子交换色谱柱。 手性分离色谱柱：用手性填充剂填充而成的色谱柱。 色谱柱的内径与长度，填充剂的形状、粒径与粒径分布、孔径、表面积、键合基团的表面覆盖度、载体表面基团残 留量，填充的致密与均匀程度等均影响色谱柱的性能，应根据被分离物质的性质来选择合适的色谱柱。 温度会影响分离效果，品种正文中未指明色谱柱温度时系指室温，应注意室温变化的影响。为改善分离效果可适当 提高色谱柱的温度，但一般不宜超过 60℃。 残余硅羟基未封闭的硅胶色谱柱，流动相 pH 值一般应在 2～8 之间。残余硅羟基已封闭的硅胶、聚合物复合硅胶或聚 合物色谱柱可耐受更广泛 pH值的流动相，适合于 pH 值小于 2 或大于 8 的流动相。 （2）检测器最常用的检测器为紫外 - 可见分光检测器，包括二极管阵列检测器，其他常见的检测器有荧光检测器、 蒸发光散射检测器、示差折光检测器、电化学检测器和质谱检测器等。 紫外- 可见分光检测器、荧光检测器、电化学检测器为选择性检测器，其响应值不仅与被测物质的量有关，还与 其结构有关；蒸发光散射检测器和示差折光检测器为通用检测器，对所有物质均有响应，结构相似的物质在蒸发光散射 检测器的响应值几乎仅与被测物质的量有关。 紫外 - 可见分光检测器、荧光检测器、电化学检测器和示差折光检测器的响应值与被测物质的量在一定范围内呈 线性关系，但蒸发光散射检测器的响应值与被测物质的量通常呈指数关系，一般需经对数转换。 不同的检测器，对流动相的要求不同。紫外 - 可见分光检测器所用流动相应符合紫外 - 可见分光光度法（通则 0401）项下对溶剂的要求；采用低波长检测时，还应考虑有机溶剂的截止使用波长，并选用色谱级有机溶剂。蒸发光散射检测 器和质谱检测器不得使用含不挥发性盐的流动相。 （3）流动相反相色谱系统的流动相常用甲醇 - 水系统和乙腈 - 水系统，用紫外末端波长检测时，宜选用乙腈 - 水系统。流动相中应尽可能不用缓冲盐，如需用时，应尽可能使用低浓度缓冲盐。用十八烷基硅烷键合硅胶色谱柱时，流动 相中有机溶剂一般不低于 5%，否则易导致柱效下降、色谱系统不稳定。
一、开机 water 2695/micromass zq4000: 开机步骤 1. 分别打开质谱、液相色谱和计算机电源，此时质谱主机内置的CPU会通过网线与计算机主机建立通讯联系，这个时间大约需要1至2分钟。 2. 等液相色谱通过自检后，进入Idle状态，依照液相色谱操作程序，依次进行操作。（具体根据液相色谱不同型号来执行，下面以2695为例）。 a.打开脱气机(Degasser On)。 b.湿灌注(Wet Prime)。 c.Purge Injector。 d.平衡色谱柱。 3.双击桌面上的MassLynx 4.0图标进入质谱软件。 4.检查机械泵的油的状态（每星期），如果发现浑浊、缺油等状况，或者已经累积运行超过3000小时，请及时更换机械泵油。 5.点击质谱调谐图标（MS T une）进入质谱调谐窗口。 6.选择菜单“Options –Pump”，这时机械泵将开始工作，同时分子涡轮泵会开始抽真空。几分钟后，ZQ就会达到真空要求，ZQ前面板右上角的状态灯“Vacuum”将变绿。 7.点击真空状态图标，检查真空规的状态，以确认真空达到要求。 8. 确认氮气气源输出已经打开，气体输出压力为90 psi。 9.设置源温度（Source T emp）到目标温度。 关机 1．点击质谱调谐图标进入调谐窗口。 2.点击Standby 让MS 进入待机状态时，这时状态灯会由绿变红，这一过程是关质谱高电压的过程。 3．停止液相色谱流速，如果还需要冲洗色谱柱，可以将液相色谱管路从质谱移开到废液瓶。4．等脱溶剂气温度（ESI）或APCI探头温度降到常温，点击气体图标关闭氮气。 5．逆时针方向拧开机械泵上的Gas Ballast 阀，运行20分钟后关闭（镇气）。 a) 对于ESI源，至少每星期做一次。 b) 对于APCI源，每天做一次。 6．再次确认机械泵的Ballast阀是否已经关闭。 7．选择Option / Vent，这时质谱开始泄真空，ZQ 前面板的状态灯“Vacuum”开始闪烁，几分钟后机械泵会停止运行，这时可以关闭质谱电源。 FINNIGEN DECA 开关机及校正流程—— 1开机前准备事项 （1）确保质谱总电源开关（白色开关）及主板电源开关（黑色开关）处于关闭状态（O）； （2）检查真空泵油液面，确保泵内油页面处于标定的上下两线之间； （3）查看离子源洁净程度，ESI源查看喷口是否有固体析出，毛细管口是否完好；APCI喷口是否有积液； （4）气体压力，打开高纯氮气钢瓶总阀，调节出口压力调至0.65MPa，打开高纯氦气钢瓶总阀,调节出口压力调至0.25Mpa; （5）检查壳气及辅助气接口连接紧固，松开液相管路与离子源的接口； （6）开启动力电源，电压稳定，正常；
气相色谱法-质谱联用 气相色谱法–质谱法联用（英语：Gas chromatography–mass spectrometry，简称气质联用，英文缩写GC-MS)是一种结合气相色谱和质谱的特性，在试样中鉴别不同物质的方法。GC-MS的使用包括药物检测（主要用于监督药物的滥用）、火灾调查、环境分析、爆炸调查和未知样品的测定。GC-MS也用于为保障机场安全测定行李和人体中的物质。另外，GC-MS 还可以用于识别物质中以前认为在未被识别前就已经蜕变了的痕量元素。 GC-MS已经被广泛地誉为司法学物质鉴定的金标方法，因为它被用于进行“专一性测试”。所谓“专一性测试”就是能十分肯定地在一个给定的试样中识别出某个物质的实际存在。而非专一性测试则只能指出试样中有哪类物质存在。尽管非专一性测试能够用统计的方法提示该物质具体是那种物质，但存在识别上的正偏差。 目录 1 历史 2 仪器设备 2.1 GC-MS吹扫和捕集 2.2 质谱检测器的类型 3 分析 3.1 MS全程扫描 3.2 选择的离子检测 3.3 离子化类型 3.3.1 电子离子化 3.3.2 化学离子化 3.4 GC-串联MS 4 应用 4.1 环境检测和清洁 4.2 刑事鉴识 4.3 执法方面的应用
4.4 运动反兴奋剂分析 4.5 社会安全 4.6 食品、饮料和香水分析 4.7 天体化学 4.8 医药 5 参考文献 6 参考书目 7 外部链接 历史用质谱仪作为气相色谱的检测器是上个世纪50年代期间由Roland Gohlke和Fred McLafferty首先开发的。当时所使用的敏感的质谱仪体积庞大、容易损坏只能作为固定的实验室装置使用。 价格适中且小型化的电脑的开发为这一仪器使用的简单化提供了帮助，并且，大大地改善了分析样品所花的时间。1964年，美国电子联合公司（Electronic Associates, Inc. 简称EAI)-美国模拟计算机供应商的先驱在开始开发电脑控制的四极杆质谱仪Robert E. Finnigan的指导下[3]开始开发电脑控制的四极杆质谱仪。到了1966年，Finnigan和Mike Uthe的EAI分部合作售出500多台四极杆残留气体分析仪。1967年，Finnigan仪器公司the （Finnigan Instrument Corporation，简称FIC）组建就绪，1968年初就给斯坦福大学和普渡大学发送了第一台GC/MS的最早雏型。FIC最后重新命名为菲尼根公司（Finnigan Corporation）并且继续持世界GC/MS系统研发、生产之牛耳。 1966年，当时最尖端的高速GC-MS （the top-of-the-line high-speed GC-MS units）单元在不到90秒的时间里，完成了火灾助燃物的分析，然而，如果使用第一代GC-MS至少需要16分钟。到2000年使用四极杆技术的电脑化的GC/MS仪器已经化学研究和有机物分析的必不可少的仪器。今天电脑化的GC/MS仪器被广泛地用在水、空气、土壤等的环境检测中；同时也用于农业调控、食品安全、以及医药产品的发现和生产中。 气质联用色谱是由两个主要部分组成：即气相色谱部分和质谱部分。气相色谱使用毛细管柱，其关键参数是柱的尺寸（长度、直径、液膜厚度）以及固定相性质（例如，5％苯基
台式气相色谱质谱联用仪校准规范 1范围 本规范适用于离子阱和四极杆型台式气相色谱 -质谱联用仪（以下简称台式GC-MS）的校准，其它类型台式GC-MS的校准可参照此规范进行。 2引用文献 JJF 1001—1998通用计量术语及定义 JJF 1059-1999测量不确定度评定与表示 GB/T 15481—1995校准和检验实验室能力的通用要求 GB/T 6041 — 2002质谱分析方法通则 JJG （教委）003—1996有机质谱仪检定规程 JJG 700-1999气相色谱仪检定规程 OIML/TC16/SC2/R83 Gas chromatograph/mass spectrometer system for an alysis of rganic polluta nts in water 使用本规范时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。 3术语和计量单位 3.1分辨力（resolution） 分辨两个相邻质谱峰的能力，对于台式 GC-MS以某离子峰峰高50%处的峰宽度（简称半峰宽）表示，记为W1/2，单位u。 3.2基线噪声（baseline noise 基线峰底与峰谷之间的宽度，单位计数。 3.3信噪比（signal-to-noise ratio） 待测样品信号强度与基线噪声的比值，记为SN。 3.4质量色谱图（mass chromatogram质谱仪（和色谱图是两回事） 质谱仪在一定质量范围内自动重复扫描所获得的质谱数据，可以不同形式再现，其中 以一个或多个离子强度随时间变化的谱图，称为质量色谱图。 3.5质量准确性（mass accuracy 仪器测量值对理论值的偏差。 3.6u （atomic mass unit） 原子质量单位。 4概述 气相色谱-质谱联用仪是将气相色谱仪与质谱仪通过一定接口耦合到一起的分析仪 器。样品通过气相色谱的分离后的各个组分依次进入质谱检测器，组分在离子源被电离， 产生带有一定电荷、质量数不同的离子。不同离子在电场和 /或磁场中的运动行为不同，米用不同质量分析器把带电离子按质荷比（m/z）分开，得到依质量顺序排列的质谱图。通过对质谱图的分析处理，可以得到样品的定性、定量结果。气相色谱-质谱联用仪主要包括
气相色谱质谱联用原理 和应用 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
气相色谱-质谱联用测定农药多残留 摘要：本文研究了气相色谱-质谱联用（GS-MS）仪检测农药残留的方法，辅助以样品前处理技术，对蔬菜、水果、食用油、土壤中的农药多残留的检测方法进行了研究，取得了比较理想的效果。 关键词：气相色谱-质谱联用仪；农药多残留；检测 1引言 当前人类环境持续恶化，世界各国在工业、民用、科技、商业和军事防御等领域都面临着严重的环境污染问题。随着人们对环境污染、食品安全的关注，环境、食品中有机污染物检测方面的规范越来越严格，相应的检测技术也越来越先进。在各种有机物检测技术中，色谱仪器与质谱仪器联用作为一种比较成熟的检测手段，既可发挥色谱法的高分离能力，又兼具质谱准确鉴定化合物结构的优点，即可定性又可定量，尤其适用于环境样品中微量、痕量有机污染物的分析检测工作。1979 年美国环保局（EPA）将GC-MS（Gas Chromatography-Mass Spectrometry）联用技术列为检测饮用水、地表水中有机物的标准分析方法。随着仪器的不断完善与发展，检测技术的成熟与推广，GC-MS 法应用范围越来越广。除了在传统挥发油、脂肪油等的分析测定方面不断发展与普及外，在环境有机污染物检测、食品安全、农药残留、化妆品禁用成分研究等方面的应用也得到了广泛开展。 近年来,由于农药的大量使用引起的食品安全问题已被人们广泛的认识、关注和重视。人们食用了受到农药严重污染的蔬菜水果,而造成人体急性中毒或者慢性中毒的事件屡有发生。为保证食品的质量,世界卫生组织和世界各国制订了严格的限量标准，与此同时,许多国家也借此施行技术壁垒,使得农药残留问题不仅是影响人的身体健康,而且也严重影响到国家的对外贸易。 由于各类食品组成成分复杂,不同农药品种的理化性质存在较大差异,并且近年来高效、低毒、低残留农药品种不断涌现,给农药残留检测技术提出了更高的要求。发展快速、可靠、灵敏和实用的农药残留分析技术无疑是控制农药残留、保证食品安全和避免国际间有关贸易争端的基础。目前，我国农药残留限量标准制定工作滞后，残留监测体系不健全,残留检测能力有限、覆盖面窄。因此,我国应该根据自己的技术条件及农产品市场制定相应的多残留分析方法。 食品中的农药残留污染影响着人民生活质量的提高和食品贸易的顺利进行。日常食用的果蔬施用的农药种类繁多，常见的农药如有机磷类农药、氨基甲酸酯类农药、菊酯类农药和除草剂，抑菌剂等。由于果蔬中往往同时残留不同种类的农药，这对多残留同时检测条件提出很高要求。由于气相色谱－质谱联用( GC－MS) 具有灵敏度
LC-MS原理质谱法原理及应用 质谱法的原理及应用 质谱法的原理及应用 摘要：用电场和磁场将运动的离子（带电荷的原子、分子或分子碎片）按它们的质荷比分离后进行检测的方法。测出了离子的准确质量，就可以确定离子的化合物组成。这是由于核素的准确质量是一多位小数，决不会有两个核素的质量是一样的，而且决不会有一种核素的质量恰好是 另一核素质量的整数倍。 关键词：质谱法离子运动离子源质量分析器 正文：1898年W.维恩用电场和磁场使正离子束发生偏转时发现,电荷相同时，质量小的离子偏转得多,质量大的离子偏转得少。1913年J.J.汤姆孙和F.W.阿斯顿用磁偏转仪证实氖有两种同位素[kg1]Ne和[kg1]Ne 阿斯顿于1919年制成一台能分辨一百分之一质量单位的质谱计，用来测定同位素的相对丰度，鉴定了许多同位素。但到1940年以前质谱计还只用于气体分析和测定化学元素的稳定同位素。后来质谱法用来对石油馏分中的复杂烃类混合物进行分析，并证实了复杂分子能产生确定的能够重复的质谱之后,才将质谱法用于测定有机化合物的结构,开拓了有 机质谱的新领域。 质谱法的原理是待测化合物分子吸收能量（在离子源的电离室中）后产生电离，生成分子离子，分子离子由于具有较高的能量，会进一步按化
合物自身特有的碎裂规律分裂，生成一系列确定组成的碎片离子，将所有不同质量的离子和各离子的多少按质荷比记录下来，就得到一张质谱图。由于在相同实验条件下每种化合物都有其确定的质谱图，因此将所得谱图与已知谱图对照，就可确定待测化合物。 利用运动离子在电场和磁场中偏转原理设计的仪器称为质谱计或质谱仪。前者指用电子学方法检测离子，而后者指离子被聚焦在照相底板上进行检测。质谱法的仪器种类较多,根据使用范围,可分为无机质谱仪和有机质谱计。常用的有机质谱计有单聚焦质谱计、双聚焦质谱计和四极矩质谱计。目前后两种用得较多，而且多与气相色谱仪和电子计算机联 用。主要由以下部分组成： 1，高真空系统 质谱计必须在高真空下才能工作。用以取得所需真空度的阀泵系统，一般由前级泵（常用机械泵）和油扩散泵或分子涡轮泵等组成。扩散泵能使离子源保持在10～10毫米汞柱的真空度。有时在分析器中还有一只扩散泵，能维持10～10毫米汞柱的真空度。 2，样品注入系统 可分直接注入、气相色谱、液相色谱、气体扩散四种方法。固体样品通过直接进样杆将样品注入，加热使固体样品转为气体分子。对不纯的样品可经气相或液相色谱预先分离后，通过接口引入。液相色谱－质谱接口有传动带接口、直接液体接口和热喷雾接口。热喷雾接口是最新提出的一种软电离方法，能适用于高极性反相溶剂和低挥发性的样品。样品
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
气相色谱-质谱联用技术 气相色谱-质谱联用技术，简称质谱联用，即将气相色谱仪与质谱仪通过接口组件进行连接，以气相色谱作为试样分离、制备的手段，将质谱作为气相色谱的在线检测手段进行定性、定量分析，辅以相应的数据收集与控制系统构建而成的一种色谱-质谱联用技术，在化工、石油、环境、农业、法医、生物医药等方面，已经成为一种获得广泛应用的成熟的常规分析技术。 1、产生背景 色谱法是一种很好的分离手段，可以将复杂混合物中的各种组分分离开，但它的定性、鉴定结构的能力较差，并且气相色谱需要多种检测器来解决不同化合物响应值的差别问题；质谱对未知化合物的结构有很强的鉴别能力，定性专属性高，可提供准确的结构信息，灵敏度高，检测快速，但质谱法的不同离子化方式和质量分析技术有其局限性，且对未知化合物进行鉴定，需要高纯度的样本，否则杂质形成的本底对样品的质谱图产生干扰，不利于质谱图的解析。气相色谱法对组分复杂的样品能进行有效的分离，可提供纯度高的样品，正好满足了质谱鉴定的要求。 气相色谱-质谱联用（gas chromatography-mass sepetrometry , GC-MS）技术综合了气相色谱和质谱的优点，具有GC的高分辨率和质谱的高灵敏度、强鉴别能力。GC-MS可同时完成待测组分的分离、鉴定和定量，被广泛应用于复杂组分的分离与鉴定。 2、技术原理与特点 气相色谱技术是利用一定温度下不同化合物在流动相（载气）和固定相中分配系数的差异，使不同化合物按时间先后在色谱柱中流出，从而达到分离分析的目的。保留时间是气象色谱进行定性的依据，而色谱峰高或峰面积是定量的手段，所以气相色谱对复杂的混合物可以进行有效地定性定量分析。其特点在于高效的分离能力和良好的灵敏度。由于一根色谱柱不能完全分离所有化合物，以保留时间作为定性指标的方法往往存在明显的局限性，特别是对于同分异构化合物或者同位素化合物的分离效果较差。 质谱技术是将汽化的样品分子在高真空的离子源内转化为带电离子，经电离、引出和聚焦后进入质量分析器，在磁场或电场作用下，按时间先后或空间位置进行质荷比（质量和电荷的比，m/z）分离，最后被离子检测器检测。其主要特点是迁建的结构鉴定能力，能给出化合物的分子量、分子式及结构信息。在一定条件下所得的MS碎片图及相应强度，犹如指纹图，易与辨识，方法专属灵敏。但质谱拘束最大的不足之处在与要求样品是单一组分，无法满足复杂物质的分析。
液相色谱串联质谱的 小知识
一、开机 water 2695/micromass zq4000: 开机步骤 1. 分别打开质谱、液相色谱和计算机电源，此时质谱主机内置的CPU会通过网线与计算机主机建立通讯联系，这个时间大约需要1至2分钟。 2. 等液相色谱通过自检后，进入Idle状态，依照液相色谱操作程序，依次进行操作。（具体根据液相色谱不同型号来执行，下面以2695为例）。 a.打开脱气机 (Degasser On)。 b.湿灌注(Wet Prime)。 c.Purge Injector。 d.平衡色谱柱。 3.双击桌面上的 MassLynx 4.0图标进入质谱软件。 4.检查机械泵的油的状态（每星期），如果发现浑浊、缺油等状况，或者已经累积运行超过3000小时，请及时更换机械泵油。 5.点击质谱调谐图标（MS Tune）进入质谱调谐窗口。 6.选择菜单“Options –Pump”，这时机械泵将开始工作，同时分子涡轮泵会开始抽真空。几分钟后，ZQ就会达到真空要求，ZQ前面板右上角的状态灯“Vacuum”将变绿。 7.点击真空状态图标，检查真空规的状态，以确认真空达到要求。 8. 确认氮气气源输出已经打开，气体输出压力为90 psi。 9.设置源温度（Source Temp）到目标温度。 关机 1．点击质谱调谐图标进入调谐窗口。 2.点击Standby 让MS 进入待机状态时，这时状态灯会由绿变红，这一过程是关质谱高电压的过程。 3．停止液相色谱流速，如果还需要冲洗色谱柱，可以将液相色谱管路从质谱移开到废液瓶。 4．等脱溶剂气温度（ESI）或APCI探头温度降到常温，点击气体图标关闭氮气。 5．逆时针方向拧开机械泵上的Gas Ballast 阀，运行20分钟后关闭（镇气）。 a) 对于ESI源，至少每星期做一次。 b) 对于APCI源，每天做一次。 6．再次确认机械泵的Ballast阀是否已经关闭。 7．选择Option / Vent，这时质谱开始泄真空，ZQ 前面板的状态灯“Vacuum”开始闪烁，几分钟后机械泵会停止运行，这时可以关闭质谱电源。 FINNIGEN DECA 开关机及校正流程—— 1开机前准备事项 （1）确保质谱总电源开关（白色开关）及主板电源开关（黑色开关）处于关闭状态（O）； （2）检查真空泵油液面，确保泵内油页面处于标定的上下两线之间； （3）查看离子源洁净程度，ESI源查看喷口是否有固体析出，毛细管口是否完好；APCI喷口是否有积液； （4）气体压力，打开高纯氮气钢瓶总阀，调节出口压力调至0.65MPa，打开高纯氦气钢瓶总阀,调节出口压力调至0.25Mpa;
气质色谱质谱联用仪GCMS技术方案流 程
气质色谱-质谱联用仪GC-MS 5977A高聚物分析仪 技术方案 中国石油集团西部钻探工程公司井下作业公司 10月
一、概述 1、说明 本技术方案书规定了西部钻探井下公司研究所，购买的气质色谱-质谱联用仪GC-MS 5977A在硬件、软件、培训、售后技术支持等方面的最低技术要求，供货商所提供的产品必须全部达到这些技术指标。 2、气质色谱-质谱联用仪总体要求 2.1整体设计科学合理，安全可靠，技术在国际上处于领先水平，而且在国内外各领域应用广泛。 2.2测量精准度高，密封性能好；材质优良、耐腐蚀；气质联用仪、多功能裂解仪、GPC色谱以及各种仪表阀件等安装合理，便于操作；漆面光洁、无划痕；标牌位置合理，文字准确清晰。 2.3数据处理系统科学准确，便于升级。 2.4适用于油气田易燃易爆环境。 2.5气质色谱-质谱联用仪要求可准确完成对高分子聚合物的特征鉴别分析实验，为油田开发生产提供科学的检测依据。 二、工艺条件及选型 1.气相质谱联用仪：主机，质谱检测器，辅助EPC，分流/不分流进样口，裂解器，GPC液相色谱和化学工作站。 2.工作条件 电源：220V，50Hz
温度：操作环境15?C-35?C 湿度：操作状态25-50%，非操作状态10-90% 3. 技术性能 3．1 气相色谱 3.1.1 主机 3.1.1.1 电子流量控制（EPC）：所有流量、压力均能够电子控制， 以提高重现性，13路电子流量控制 3.1.1.2 压力调节：0.001psi 3.1.1.3 保留时间重现性：<0.0008min，峰面积的重现性：<1% RSD 3.1.1.3 大气压力传感器补偿高度或环境变化 3.1.1.4 程序升压/升流：5阶 具有4种EPC操作模式：恒温，恒压，程序升压，程序升流 3.1.2 炉箱 3.1.2.1 操作温度：室温以上4?C至450?C 3.1.2.2 温度设定：1?C ，程序升温间隔 0.1?C 3.1.2.3 升温速度：0.1?C -120?C / min （最大） 3.1.2.4 程序升温：20 阶,21个温度平台 3.1.2.5 稳定性：< 0.01?C 3.1.2.6 温度准确度：± 1% 3.1.2.7 炉箱冷却速度：450?C到50?C， 240秒
质谱简论MS - LCMSMS液质联用- 质谱简论ms (又叫质谱法)是一种与并列的谱学方法，通常意义上是指广泛应用于各个学科领域中通过制备、、气相离子来鉴定化合物的一种专门。质谱法在一次中可提供丰富的结构信息，将分离技术与质谱法相结合是分离方法中的一项突破性进展。在众多的分析测试方法中，质谱学方法被认为是一种同时具备高特异性和高灵敏度且得到了广泛应用的普适性方法。质谱仪器一般由样品导入系统、离子源、质量分析器、检测器、数据处理系统等部分组成。 质谱-发展史 早在19世纪末，e.goldstein在低压放电实验中观察到正电荷粒子，随后w.wein发现正电荷粒子束在磁场中发生偏转，这些观察结果为质谱的诞生提供 了准备。 世界上第一台质谱仪于1912年由英国物理学家joseph john thomson(1906年诺贝尔物理学奖获得者、英国剑桥大学教授)研制成功;到20世纪20年代，质谱逐渐成为一种分析手段，被家采用;从40年代开始，质谱广泛用于有机物质分析;1966年，m.s.b，munson和f.h. field报道了化学电离源(chemical ionization，ci)，质谱第一次可以检测热不稳定的分子;到了80年代左右，随着快原子轰击(fab)、电喷雾(esi)和基质辅助激光解析(maldi)等新“软电离”技术的出现，质谱能用于分析高极性、难挥发和热不稳定样品后，生物质谱飞速发展，已成为现代科学前沿的热点之一。由于具有迅速、灵敏、准确的优点，并能进行序列分析和翻译后修饰分析，生物质谱已经无可争议地成为蛋白质组学中分析与鉴定肽和蛋白质的最重要的手段。 质谱法在一次分析中可提供丰富的结构信息，将分离技术与质谱法相结合是分离科学方法中的一项突破性进展。如用质谱法作为(gc)的检测器已成为一项化gc 技术被广泛使用。由于gc-ms 不能分离不稳定和不挥发性物质，所以发展了(lc)与质谱法的联用技术。lc-ms可以同时检测糖肽的位置并且提供结构信息。1987年首次报道了毛细管电泳(ce)与质谱的联用技术。ce-ms 在一次分析中可 以同时得到迁移时间、分子量和碎片信息，因此它是lc-ms的补充。 在众多的分析测试方法中，质谱学方法被认为是一种同时具备高特异性和高灵敏度且得到了广泛应用的普适性方法。质谱的发展对基础科学研究、国防、航天以及其它、民用等诸多领域均有重要意义。 质谱-软电离技术 质谱随着科学技术的进步，20世纪80年代以来，有4种软电离技术产生，分别为等离子体解吸(pd-ms)、快原子轰击(fab )、电喷雾(esi )和基质辅助激光解吸/电离(maldi)。
气相色谱-质谱联用测定农药多残留 摘要：本文研究了气相色谱-质谱联用（GS-MS）仪检测农药残留的方法，辅助以样品前处理技术，对蔬菜、水果、食用油、土壤中的农药多残留的检测方法进行了研究，取得了比较理想的效果。 关键词：气相色谱-质谱联用仪；农药多残留；检测 1引言 当前人类环境持续恶化，世界各国在工业、民用、科技、商业和军事防御等领域都面临着严重的环境污染问题。随着人们对环境污染、食品安全的关注，环境、食品中有机污染物检测方面的规范越来越严格，相应的检测技术也越来越先进。在各种有机物检测技术中，色谱仪器与质谱仪器联用作为一种比较成熟的检测手段，既可发挥色谱法的高分离能力，又兼具质谱准确鉴定化合物结构的优点，即可定性又可定量，尤其适用于环境样品中微量、痕量有机污染物的分析检测工作。1979 年美国环保局（EPA）将GC-MS（Gas Chromatography-Mass Spectrometry）联用技术列为检测饮用水、地表水中有机物的标准分析方法。随着仪器的不断完善与发展，检测技术的成熟与推广，GC-MS 法应用范围越来越广。除了在传统挥发油、脂肪油等的分析测定方面不断发展与普及外，在环境有机污染物检测、食品安全、农药残留、化妆品禁用成分研究等方面的应用也得到了广泛开展。 近年来,由于农药的大量使用引起的食品安全问题已被人们广泛的认识、关注和重视。人们食用了受到农药严重污染的蔬菜水果,而造成人体急性中毒或者慢性中毒的事件屡有发生。为保证食品的质量,世界卫生组织和世界各国制订了严格的限量标准，与此同时,许多国家也借此施行技术壁垒,使得农药残留问题不仅是影响人的身体健康,而且也严重影响到国家的对外贸易。 由于各类食品组成成分复杂,不同农药品种的理化性质存在较大差异,并且近年来高效、低毒、低残留农药品种不断涌现,给农药残留检测技术提出了更高的要求。发展快速、可靠、灵敏和实用的农药残留分析技术无疑是控制农药残留、保证食品安全和避免国际间有关贸易争端的基础。目前，我国农药残留限量标准制定工作滞后，残留监测体系不健全,残留检测能力有限、覆盖面窄。因此,我国应该根据自己的技术条件及农产品市场制定相应的多残留分析方法。 食品中的农药残留污染影响着人民生活质量的提高和食品贸易的顺利进行。日常食用的果蔬施用的农药种类繁多，常见的农药如有机磷类农药、氨基甲酸酯类农药、菊酯类农药和除草剂，抑菌剂等。由于果蔬中往往同时残留不同种类的农药，这对多残留同时检测条件提出很高要求。由于气相色谱－质谱联用( GC
气相色谱-质谱连用的原理、应用和进展
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气相色谱-质谱连用的原理、应用和进展 物理化学 2015111154 魏斌娟1、引言 气相色谱法是一种新的分离分析技术。其出现在二十世纪五十年代，经过多年的发展，气相色谱法已经广泛应用于国防，农业等领域。将气体作为流动相的色谱法成为气相色谱法，因为气相中样品的传递速度是最快的，所以将样品非别放在流动相和固定相之间可以迅速使其达到平衡状态。随着科技的发展，近年来，将高灵敏度选择性检测器与气相色谱法相结合，可以大大提高其分析灵敏度，扩大其应用范围。但是由于气相色谱的定性能力不强，所以只能依靠组分的保留特性来对样品进行定性，应用很不方便，随着计算机技术的发展，气相色谱质谱联用技术应运而生。气相色谱质谱联用技术涵盖了气相色谱法的优点，并且弥补了其定性不强的缺点。随着技术的日益成熟，其功能也日益完善，目前，气相色谱质谱联用技术在食品、药物、生命科学等领域都有着广泛的应用。[1] 2、气质联用技术的基本原理 质谱法(Mass Spectrometry , MS)的基本原理是有机物 样品在离子源中发生电离,生成不同质荷比(m/z)的带正电荷离子,经加速电场的作用形成离子束,进入质量分析器,在其中再利用电场和磁场使其发生色散、聚焦,获得质谱图。根
据质谱图提供的信息可进行有机物、无机物的定性、定量分析,复杂化合物的结构分析,同位素比的测定及固体表面的结构和组成的分析。 气相色谱法(Gas chromatography, GC)是近年来应用日趋广泛的分析技术。由于是以气体作为流动相,所以传质速度快,一般的样品分析可在20～30s完成,具有分离效能高,灵敏度高的特点。总体而言,色谱法对有机化合物是一种有效的分离和分析方法 ,特别适合进行有机化合物的定量分析 ,但定性分析则比较困难。 气-质联用(GC-MS)法利用了色谱的高分离能力和质谱的高鉴别特性,可对复杂的混合样品进行分离、定性、定量分析的一次完成,是一种完美的现代分析方法 ,因此两者的有效结合必将为化学家及生物化学家提供一个进行复杂化合物高效的定性定量分析的工具。色谱—质谱联用已经是一个比较成熟的技术,它结合了色谱对混合有机化合物较强的分离能力和质谱的极高的灵敏度和强大的鉴定能力,成为目前剖析有机混合物的强有力的武器[2]。 气-质联用(GC-MS)法在对样品进行分析检测时，混合物样品经过分离进入质谱仪离子源，经过电离过程转化成离子，然后离子再逐步经过质量分析器和检测器成为质谱信号录入到计算机中。在检测过程中，样品不断的流入离子源，只需将分析器的扫描的质量和扫描的时间设置在一定范围
第39卷2011年4月 分析化学(FEN XI H U A XU E) 研究报告Chinese Journal o f Analytical Chemistr y 第4期534~539 DOI:10.3724/SP.J.1096.2011.00534 高效液相色谱 串联质谱法分析大肠杆菌代谢组中样品提取方法的比较 梅辉 1,2 戴军 *1 刘文卫3 凌霞3 朱鹏飞3 赵志军 1 1 (江南大学食品科学与技术国家重点实验室,无锡214122) 2 (江南大学食品学院,无锡214122) 3 (无锡市疾病预防控制中心,无锡214002) 摘 要 比较了基于液相色谱和串联质谱联用技术(L C M S/M S)的E.co li 代谢组分析的5种不同样品提取方法。在对样品进行淬灭和洗涤后,分别使用冷甲醇法、热乙醇法、甲醇/氯仿法、热甲醇法和高氯酸法对样品平行提取3次,每个样品重复进样3次。结果显示,冷甲醇法所得到的相对提取率最高,且重复性好(RSD <5%)。从相对提取率、重复性等方面综合考察5种提取方法,从优到劣依次为:冷甲醇法>甲醇/氯仿法>高氯酸法>热乙醇法>热甲醇法。此外,以冷甲醇法的提取溶剂配制系列不同浓度的代谢物标样测定的结果表明,本方法的代谢物检测线性较好,线性范围较宽,提取溶剂的基体效应对代谢物的定量分析影响较小。本方法的检出限为0.05~0.36m mol/L 。 关键词 代谢组分析;液 质联用;提取方法;大肠杆菌 2010 07 20收稿;2010 10 29接受 本文系江南大学食品科学与技术国家重点实验室自由探索课题基金(No.SKLF T S 200803)资助项目*E mail:d j998lc@https://www.doczj.com/doc/de9381964.html, 1 引 言 饲料工业的发展及在医药工业上应用的不断扩大使色氨酸的需求量越来越大,目前我国色氨酸主要依赖进口。采用微生物直接发酵法生产色氨酸,其合成代谢途径较长,代谢流弱,调控机制复杂,很难实现工业化。代谢组学技术已应用于微生物表型分类、突变体筛选、代谢途径及微生物代谢工程等方面,但有关色氨酸生产的代谢组学及其分析策略的研究尚未见报道。 微生物代谢组学定义为对胞内所有低分子量代谢物的定性和定量分析[1]。微生物样品前处理是对代谢物进行准确定性和定量的关键步骤,一般包括微生物培养、淬灭、洗涤和代谢产物的提取等步骤[2]。本实验所研究的E scherichia coli (E.coli )全部代谢物仅占细胞干重的3%~5%,但其化学成分的复杂性和生物活性的多样性远超过一般化学合成和组合化学体系[3]。应用现代分析技术对大部分中心代谢途径的磷酸化代谢产物以及三羧酸循环中间代谢物的提取方法已有报道[4~6],多采用气 质联用(GC MS)[7]检测目标代谢物。但气 质联用法往往需要衍生化,且高温条件下易导致热敏性化合物的变性分解。本研究对生产色氨酸的E.coli 发酵液进行淬灭、洗涤处理后,分别运用冷甲醇法、热乙醇法、甲醇/氯仿法、热甲醇法和高氯酸法提取胞内代谢物,在LC M S/M S 的多反应检测模式(M RM )对目标代谢物进行检测,由于胞内代谢物数量巨大,而在代谢流研究磷酸化糖和磷酸化有机酸、有机酸和氨基酸起到关键作用。因此分别选择以上3类物质中有代表性的8种代谢物(共计24种)作为考察对象,比较5种提取方法的提取率及重复性。结果表明,冷甲醇法的相对提取率及其重复性均优于其它方法。 2 实验部分 2.1 仪器与试剂 1200型高效液相色谱仪(Agilent 公司);3200Q TRA P 质谱仪(Applied Biosystems 公司),配有电喷雾离子源;3L 发酵罐(NBS);高速冷冻离心机(T erm o 公司),超低温冰箱(NBS 公司);真空冷冻干燥机(Labconco 公司);JY 2006电子分析天平(Mettler T pledo 公司);YDS 6液氮罐(乐山东亚公司)。 苹果酸、富马酸、琥珀酸、柠檬酸、草酰乙酸、2 酮戊二酸、邻氨基苯甲酸的标准品均购自BBI 公司,其它