质谱基础理论和仪器结构介绍-TSQ Quantum

质谱分析课件质谱分析课件质谱分析是一种基于质谱仪的分析技术，广泛应用于化学、生物、环境等领域。

它通过测量样品中离子的质量和相对丰度，获得样品的化学组成和结构信息。

本文将介绍质谱分析的基本原理、仪器构成以及应用领域。

一、基本原理质谱分析的基本原理是将样品中的分子或原子离子化，然后通过质谱仪对离子进行分析。

离子化的方法有多种，常见的有电子轰击离子源和化学离子源。

电子轰击离子源是利用高能电子轰击样品分子，使其电离形成离子；化学离子源是利用化学反应将样品分子转化为离子。

离子化后，离子被加速器加速，然后通过质量分析器进行分离和检测。

二、仪器构成质谱仪由离子源、质量分析器和检测器组成。

离子源负责将样品中的分子或原子离子化，常见的离子源有电子轰击离子源和化学离子源。

质量分析器负责对离子进行分离，常见的质量分析器有磁扇形质量分析器、四极质量分析器和飞行时间质量分析器等。

检测器负责检测离子的信号，并将信号转化为电信号输出。

三、应用领域质谱分析在化学、生物、环境等领域有着广泛的应用。

1. 化学领域质谱分析在化学领域中被广泛应用于物质的结构分析和组成分析。

通过质谱分析，可以确定有机物的分子结构和分子量，从而帮助化学家进行合成和鉴定。

此外，质谱分析还可以用于分析无机物和金属离子，有助于研究其性质和反应机理。

2. 生物领域质谱分析在生物领域中的应用非常广泛。

它可以用于蛋白质组学研究，通过质谱分析可以鉴定蛋白质的氨基酸序列和修饰，从而揭示蛋白质的功能和调控机制。

此外，质谱分析还可以用于代谢组学研究，通过分析代谢产物的质谱图谱，可以了解生物体内代谢途径的变化和代谢产物的积累情况。

3. 环境领域质谱分析在环境领域中被广泛应用于环境污染物的监测和分析。

通过质谱分析，可以对大气、水体和土壤中的有机污染物和无机污染物进行定性和定量分析，从而评估环境的污染程度和污染源。

此外，质谱分析还可以用于环境样品的溯源和污染物的迁移转化研究。

四、总结质谱分析是一种重要的分析技术，具有高灵敏度、高分辨率和高特异性等优点。

TSQ Quantum Access MAX 三重四极杆质谱仪TSQ Quantum Access MAX 三重四极杆质谱仪是一种LC-MS/MS仪器，具有出色的灵敏度、特异性和灵活性，检测质量数高达3000，可满足广泛的定量和定性需求。

Thermo Scientific TSQ Quantum Access MAX 三重四极杆质谱仪。

三重四极杆质谱仪的原理单四极杆质谱分析仪（A）和三重四极杆质谱仪（B）示意图。

四极杆分析仪是一种通过利用振荡电场中的轨迹稳定性来根据离子的质量比（m/z）分离离子的设备。

如图上图A中所示，四极杆由四个平行的金属杆组成，每个相对的带点杆连接在一起。

施加射频（RF）电压到一对杆上，施加直流电（DC）到另一对杆上。

对于给定的RF和DC组合，只有具有特定m/z比的离子才能显示稳定的轨迹并到达检测器。

由于振荡幅度是规定的，其他离子无法通过杆。

通过固定比率连续改变电压，可以将具有不同m/z值的离子一个接一个地传输到检测器，利用Mathieu微分方程进行数学建模。

三重四极杆质谱仪的原理类似于单重四极杆质量分析仪。

第一四极杆（Q1）和第三四极杆（Q3）由DC和RF电势控制，第二四极杆（Q2）（碰撞池）仅承受允许所有离子通过的RF电势。

在TSQ质量分析器中，Q1和Q3是四极，而Q2是方形四极。

在Q2中，离子通过亚稳态离子的单分子分解或通过碰撞诱导解离（CID）裂解，其中离子与碰撞池中存在的中性碰撞气体（例如氮气或氩气）发生相互作用。

在碰撞中，一些动能转化为内能，从而导致键断裂和分子裂解成较小的碎片。

这些碎片离子可以通过Q3进行测量。

TSQ Quantum Access MAX 三重四极杆质谱仪通常配备有液相色谱（LC）。

将样品注入LC色谱柱，分离成各组分。

组分从液相色谱柱中洗脱出来，然后进入质谱仪进行分析。

TSQ质谱仪由离子源、离子光学器件、质谱分析仪和离子检测系统组成。

离子源TSQ质谱仪有多种电离模型，包括电喷雾电离（ESI）、加热电喷雾电离（H-ESI）、纳米喷雾电离（NSI）、大气压光电离（APPI）或大气压化学电离（APCI）。

一、气相色谱质谱仪的定义气相色谱质谱仪是一种高效、高灵敏度的分析仪器，结合了气相色谱和质谱两种分析技术，能够对样品中的化合物进行分离和鉴定。

它在环境监测、药物分析、食品安全等领域有着广泛的应用。

二、气相色谱质谱仪的结构1. 气相色谱部分气相色谱部分主要包括进样系统、色谱柱、色谱炉、检测器等组成。

进样系统用来引入样品，色谱柱用于分离混合物中的成分，色谱炉用来加热和蒸发样品，检测器用来检测色谱柱输出的化合物。

2. 质谱部分质谱部分主要包括离子源、质量分析器和检测器。

离子源用来将化合物转化为离子，质量分析器用来对这些离子进行分析，检测器则用来检测质谱输出的信号。

3. 数据处理系统数据处理系统用来接收、处理和输出色谱和质谱的数据，包括化合物的质谱图和色谱图等。

三、气相色谱质谱仪的基本原理1. 气相色谱原理气相色谱利用气体流动的作用将混合物中的成分分离开来。

当样品进入色谱柱后，不同成分会根据其在色谱柱固定相上的分配系数不同而在色谱柱中移动，最终被分离出来。

2. 质谱原理质谱是利用化合物在电场作用下产生碎片离子，并根据这些离子的质量比进行分析。

质谱仪会将化合物转化为带电离子，然后通过电场和磁场对这些离子进行分析，最终得到质谱图谱。

3. 联用原理气相色谱质谱联用仪将气相色谱和质谱联接在一起，样品首先经过气相色谱的分离，然后进入质谱进行离子化和分析，最终得到色谱和质谱的数据。

通过联用，可以更加准确地对化合物进行分析和鉴定。

四、气相色谱质谱仪的应用气相色谱质谱仪在环境监测、药物分析、食品安全等领域有着广泛的应用。

在环境监测中，可以用来分析空气中的挥发性有机物；在药物分析中，可以用来鉴定药物中的杂质和成分；在食品安全领域，可以用来检测食品中的农药残留和添加剂。

五、气相色谱质谱仪的发展趋势近年来，随着科学技术的不断进步，气相色谱质谱仪在分析性能、数据处理和操作便捷性方面都有了很大的提升。

未来，气相色谱质谱仪将更加智能化，分析速度将更快，分辨率将更高，对于微量成分的分析将更加准确。

TSQ Quantum Ultra EMR液相色谱质谱联用仪操作规程一、开机1.打开质谱电源开关至ON状态，打开真空开关电源至ON状态；2.用放电针堵上离子传输毛细管；3.真空开关开启约一小时后，打开电子开关电源；4.打开数据处理系统，即打开计算机；5.计算机与仪器通讯正常后，双击桌面TSQ Tune图标，打开调谐界面，点击心形图标，选择Vacuum项，检查仪器真空状态，当真空度低于5×10-6Mpa时，进行参数的优化；6.质谱仪信号稳定以后，打开液相色谱泵、自动进样器开关；7.待各模块指示灯显示正常后，双击桌面Chomeleon图标,打开液相色谱软件。

二、化合物ESI/MS质谱条件优化1.在TSQ Tune软件中，打开优化界面；并开启扫描模式；2.连接管路，选择合适浓度待测化合物经注射泵注入质谱；3.设置扫描参数；4.调整离子源参数，使目标化合物达e6以上（负离子模式e5以上）；5.分别在MS Only、MS+MS/MS下进行优化；6.优化结束后, 选择Accept;并选择Save tune as 进行保存。

三、建立仪器方法打开TraceFinder软件，新建仪器方法，分别点击Chomeleon、TSQ Quantum按钮对液相色谱、质谱条件按标准进行设置。

四、样品序列建立及样品分析在TraceFinder系统主界面，选择Acquisition，进入界面后选择Setup,设置样品分析批顺序，点击运行。

五、定量数据处理1.在TraceFinder系统主界面，选择Method Development,新建Master Method 数据处理方法；2. 在TraceFinder系统主界面，选择Analysis,新建New Batch批添加数据文件；3.双击File name下的Unknown1，添加要处理的数据文件，设置样品类型、级别后，点击提交按钮。

六、报告生成点击Method View-Reports,选择报告类型，点击Report View查看报告七、关机1.在TSQ Tune界面，将质谱设置为待机Standby状态，关闭质谱软件；2.在Chomeleon界面，关闭液相流速，关闭液相色谱软件；3.先关闭质谱电子开关、再关闭真空开关；4.大约3分钟后关闭质谱主电源开关，5.关闭液相软件各部分模块电源。

打开数据处理系统，即打开计算机和打印机；双击桌面图标，打开Quantum Tune MasterIon Gauge Pressure打开液相部分各模块电源。

双击桌面图标，打开面，将质谱设置为待机关闭液相部分各模块电源。

双击桌面图标，打开Tune MasterCompound Optimization WorkspaceA. 优化模式MS OnlyJ. 扫描模式Define scan3.A. Surveyor (Accela) pump4. TSQ Quantum3.B. Surveyor (Accela) AS3. 洗脱方法3. A,B,C,D流动相溶剂名称Sequence 的样品，单击按钮, 设定样品运行结束后仪器状态, OK, 开始进样分析单击按钮, 空格中输入要运行的样品范围点击按钮进行界2.A. 样品类型2.B. 文件名称2.C. 文件保存路径2.D. 分析方法2.E. 样品位置2.F. 进样体积定量数据处理菜单2.A. 定义色谱方法2.B. 定义定量方法2.B. 外标法2.B. 内标法2.A. LC组分识别Identification3.A. 扫描方法Filter3.A. 保留时间time3.B. Name下拉菜3.C.Detection3.C.积分参数O K3.D.列表3.E.Calibration菜单3.F. 内标物ISTD3.G. Target compounds栏3.H. Cal Level列3.H. Amount列检查序列表中是否有工具栏1. Xcalibur页1. Sequence Setup选择该标准样品对应的Cal Level 点击保存序列快捷图标;数据批处理Batch Reprocess 标; 项下Peak Integration, Quantitation, 8. Batch Reprocess 9. Xcalibur Roadmap 主页定量结果浏览器9. 打开序列9. Show All sample types样品报告生成在定量结果浏览界面上捷图标在样品报告Sample Reports 9. 结果表格9. 可按样品类型分类显示1. 报告设置Dialogue 标5. Add 3. Proc Meth 7. 保存序列快捷图标。

TSQ Quantum Ultra EMR液相色谱质谱联用仪操作规程一、开机1.打开质谱电源开关至ON状态，打开真空开关电源至ON状态；2.用放电针堵上离子传输毛细管；3.真空开关开启约一小时后，打开电子开关电源；4.打开数据处理系统，即打开计算机；5.计算机与仪器通讯正常后，双击桌面TSQ Tune图标，打开调谐界面，点击心形图标，选择Vacuum项，检查仪器真空状态，当真空度低于5×10-6Mpa时，进行参数的优化；6.质谱仪信号稳定以后，打开液相色谱泵、自动进样器开关；7.待各模块指示灯显示正常后，双击桌面Chomeleon图标,打开液相色谱软件。

二、化合物ESI/MS质谱条件优化1.在TSQ Tune软件中，打开优化界面；并开启扫描模式；2.连接管路，选择合适浓度待测化合物经注射泵注入质谱；3.设置扫描参数；4.调整离子源参数，使目标化合物达e6以上（负离子模式e5以上）；5.分别在MS Only、MS+MS/MS下进行优化；6.优化结束后, 选择Accept;并选择Save tune as 进行保存。

三、建立仪器方法打开TraceFinder软件，新建仪器方法，分别点击Chomeleon、TSQ Quantum按钮对液相色谱、质谱条件按标准进行设置。

四、样品序列建立及样品分析在TraceFinder系统主界面，选择Acquisition，进入界面后选择Setup,设置样品分析批顺序，点击运行。

五、定量数据处理1.在TraceFinder系统主界面，选择Method Development,新建Master Method 数据处理方法；2. 在TraceFinder系统主界面，选择Analysis,新建New Batch批添加数据文件；3.双击File name下的Unknown1，添加要处理的数据文件，设置样品类型、级别后，点击提交按钮。

六、报告生成点击Method View-Reports,选择报告类型，点击Report View查看报告七、关机1.在TSQ Tune界面，将质谱设置为待机Standby状态，关闭质谱软件；2.在Chomeleon界面，关闭液相流速，关闭液相色谱软件；3.先关闭质谱电子开关、再关闭真空开关；4.大约3分钟后关闭质谱主电源开关，5.关闭液相软件各部分模块电源。

五种常见质谱仪质谱仪是一种产生离子并根据质荷比（m/z）分离离子的仪器。

质谱仪的组件包括离子源、质量分析仪器、检测器和真空系统。

目前已经开发出各种质谱仪来满足不同的需求。

TSQ Quantum Access MAX三重四极杆质谱仪Thermo Scientific TSQ Quantum Access MAX 三重四极杆质谱仪。

TSQ Quantum Access MAX三重四极杆质谱仪由Thermo Scientific公司推出，通常配备有液相色谱（LC）。

该质谱仪配备有质量数高达3,000 的，可定义定时SRM、定量增强的数据依赖 MS/MS（QED-MS/MS）、快速的正/负模式切换以及全面的专用软件。

TSQ Quantum Access MAX三重四极杆质谱仪可以提供出色的灵敏度、特异性和灵活性，满足广泛的应用需求，例如制药、环境、食品安全、临床研究和法医学等。

Orbitrap Fusion Lumos 三合一质谱仪Orbitrap Fusion Lumos 三合一质谱仪。

Thermo公司的Orbitrap Fusion Lumos Tribrid质谱仪，可用于高级蛋白质组学、代谢组学和生物医学分析。

这款高性能质谱仪包含三个质谱仪，四极杆、轨道阱和线性离子阱（LIT）。

它具有新型高灵敏度的 API 接口、先进的四极杆技术、高磁场Orbitrap分析仪和双压力线性离子阱，可用于多种应用，包括翻译后修饰（PTM）分析，蛋白质定量，完整蛋白质分析和小型分子分析。

Agilent 6540 超高解析度四级杆－飞行时间质谱仪（Q-TOF）Agilent 6540 超高解析度四级杆－飞行时间质谱仪（Q-TOF）。

Agilent 6540 超高解析度四级杆－飞行时间质谱仪（Q-TOF）结合了四极杆和飞行时间技术。

该仪器采用Agilent 喷射流技术、离子束压缩（IBC）、增强镜技术（EMT）和MassHunter工作站数据挖掘工具，可提供出色的灵敏度、动态范围、同位素保真度、质量精度和分辨率，满足客户各种需求。

打开数据处理系统，即打开计算机和打印机；双击桌面图标，打开Quantum Tune MasterIon Gauge Pressure打开液相部分各模块电源。

双击桌面图标，打开面，将质谱设置为待机关闭液相部分各模块电源。

双击桌面图标，打开Tune Master Compound Optimization Workspace C, G. 优化参数列表D, H. Start 按钮(优化结束后变为Accept 按钮)E. 优化模式MS+MS/MSA. 优化模式MS Only F. Num product 列J. 扫描模式Define scanI. 保存质谱方法Save tune as 3.A. Surveyor (Accela) pump 4. TSQ Quantum 3.B. Surveyor (Accela) AS 3. A,B,C,D 流动相溶剂名称3. 洗脱方法Sequence 的样品，单击按钮, 设定样品运行结束后仪器状态, OK, 开始进样分析单击按钮, 空格中输入要运行的样品范围点击按钮进行界2.A. 样品类型2.B. 文件名称2.C. 文件保存路径2.D. 分析方法2.E. 样品位置2.F. 进样体积定量数据处理菜单2.A. 定义色谱方法2.B. 定义定量方法2.B. 外标法2.B. 内标法2.A. LC组分识别Identification3.A. 扫描方法Filter3.A. 保留时间time3.B. Name下拉菜3.C.Detection3.C.积分参数O K3.D.列表3.E.Calibration菜单3.F. 内标物ISTD3.G. Target compounds栏3.H. Cal Level列3.H. Amount列检查序列表中是否有工具栏1. Xcalibur页1. Sequence Setup选择该标准样品对应的Cal Level 点击保存序列快捷图标;数据批处理Batch Reprocess 标; 项下Peak Integration, Quantitation, 8. Batch Reprocess 9. Xcalibur Roadmap 主页定量结果浏览器9. 打开序列9. Show All sample types样品报告生成在定量结果浏览界面上捷图标在样品报告Sample Reports 9. 结果表格9. 可按样品类型分类显示1. 报告设置Dialogue 标5. Add 3. Proc Meth 7. 保存序列快捷图标。