质谱分析法定性与定量.pptx

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1、The birth of VenusLC and MS:A Match Made in HeavenJames Jorgenson，University of North Carolina59th，ASMS，June 5，Denver，USA第1页/共68页The Arnolfini Wedding阿尔诺菲尼的婚礼 扬.凡.艾克 1434第2页/共68页主要内容一、质谱基础及相关术语二、定性（确证）方法三、定量方法第3页/共68页真空系统真空系统进样系统进样系统检测器检测器数据系统数据系统质量分析器质量分析器离子源离子源大气压大气压质谱仪的基本结构质谱仪的基本结构GCLCICCEEI、CIES

2、IAPCI、APPIMALDIDART-四级杆四级杆离子阱离子阱飞行时间飞行时间磁质谱磁质谱FT-ICR一、质谱基础及相关术语第4页/共68页各种离子化方法的使用范围 选择的依据选择的依据挥发性 热稳定性 极性 NeutralNeutral10101 110102 210103 310104 410105 5Molecular WeightMolecular WeightIonicIonicAnalyte PolarityESI or MALDIAPCI/APPIGC/MS第5页/共68页 质量范围质量范围质谱仪所能测定的离子质荷比的范围质谱仪所能测定的离子质荷比的范围不同仪器不同仪器不同应用

3、不同应用质谱仪主要性能指标质谱仪主要性能指标 扫描速度扫描速度 分辨率分辨率色谱峰的数据点数目和峰宽、扫描时间有关色谱峰的数据点数目和峰宽、扫描时间有关第6页/共68页质谱仪主要性能指标质谱仪主要性能指标第7页/共68页质谱仪主要性能指标质谱仪主要性能指标 磁质谱的分辨率定义最为严格：对两个相等强度的相邻峰，当两峰间的峰谷不大于其峰高10%时，则认为两峰已经分开，其分辨率：磁质谱中，磁质谱中，R不随不随m/z变化，在测定小分子时有优势变化，在测定小分子时有优势eg.R=5000，500与与500.1 5000与与5001 分辨率分辨率第8页/共68页有机质谱仅要求50峰谷刚刚分开就算分开（这时

4、称为有机质谱的单位质量分辨）简化为用单峰法表示，即测定一个峰半峰高处的全峰宽Full width half Maximum（简写为FWHM）分分 辨辨 率率eg.FWHM=0.25m/z=100，R=400m/z=1000，R=4000第9页/共68页分分 辨辨 率率例如：要区分以下离子，分辨率要达到例如：要区分以下离子，分辨率要达到 CO+27.9949 N2+28.0061 ArCl+74.9312 As+74.9216第10页/共68页atto摩尔级的灵敏度；优于2 ppm的MS质量准确度优于5 ppm的MS/MS质量准确度线性动态范围可以达到五个数量级；质量分辨率至20,000高速数据

5、采集能力（每秒获得10张MS/MS谱图），更好地兼容超快速液相色谱宽质量范围：m/z范围从2520,000 u 举例：举例：第11页/共68页质谱峰类型分子离子必须是化合物谱图中质量最高的离子必须是奇电子离子、符合氮规则必须能通过丢失合理的中性离子，产生谱图中高质量区的重要离子准分子离子碎片离子同位素离子由于天然同位素的存在，因此在质谱图上出现M+1，M+2等峰，由这些同位素所形成的峰称之为同位素峰一、质谱基础及相关术语一、质谱基础及相关术语 术语术语第12页/共68页1-Cl2-Cl第13页/共68页1-Br2-Br第14页/共68页3-Br4-Br第15页/共68页Beynon 表 例如：

6、M=150化合物 M+1 M+2 化合物 M+1 M+2C6H14NOCl 8.15 0.49 C7H11N4 9.25 0.38C6H14O4 6.86 1.0 C8H6 O3 8.36 0.95C7H2O4 7.75 1.06 C8H8NO2 9.23 0.78C7H4NO3 8.13 1.06 C8H11N2O 9.61 0.61C7H6N2O2 8.50 0.72 C8H12N3 9.98 0.45C7H8N3O 8.88 0.55 C9H10O2 9.96 0.84第16页/共68页二、定性（确证）方法二、定性（确证）方法质谱法只有在与色谱分离在线或脱机联用时才能作为确证方法在分析仪

7、器上的进样顺序是：空白溶剂、阴性控制样品、要确证的样品、阳性控制样品再进样，最后是阴性控制样品 1.基本原则基本原则第17页/共68页保留时间实验室条件下分析物的最小可接受保留时间，2t0气相色谱（GC）或液相色谱（LC）时，半峰宽应在原来峰宽的90-110%以内，保留时间的变化应在5%以内二、定性（确证）方法二、定性（确证）方法 2.色谱分离色谱分离第18页/共68页保留时间 测试部分中分析物的保留时间（或相对保留时间），应在一个特定的保留时间窗口范围内与校正标准的保留时间相符。保留时间窗口与该色谱系统的分辨能力相当。分析物和内标的保留时间之比，应与校正溶液的相对保留时间一致，GC 偏差为0

8、.5%，LC 偏差为2.5%二、定性（确证）方法二、定性（确证）方法 2.色谱分离色谱分离第19页/共68页GBT 16631-2008 高效液相色谱法通则：同样条件下重复试验的保留数据的分散性，RSD3%JJG705-2002 液相色谱仪检定规程：定性测量重复性（6次测量）RSD1.5%JJF（闽）10322010 液相色谱-质谱联用仪校准规范：定性重复性 RSD2%JY/T 0211996 分析型气相色谱方法通则：整机重复性 保留时间RSD5二、定性（确证）方法二、定性（确证）方法 关于保留时间的讨论关于保留时间的讨论第20页/共68页GB/T 22260-2008 饲料中甲基睾丸酮的测定

9、 高效液相色谱串联质谱法 试样保留时间与标准品的相对偏差不大于15%GB/T 22147-2008 饲料中沙丁胺醇、莱克多巴胺和盐酸克仑特罗的测定 液相色谱质谱联用法 样品与标准品保留时间的相对偏差不大于0.5%二、定性（确证）方法二、定性（确证）方法 关于保留时间的讨论关于保留时间的讨论第21页/共68页全扫描 scan选择离子监测 SIMMS-MSn技术，如多反应监测 MRM二、定性（确证）方法二、定性（确证）方法 3.质谱检测质谱检测第22页/共68页全扫描 scan 用记录全扫描质谱图进行质谱测定时，在标准品参考图谱中所有相对丰度10%（分子离子、分子离子的特征加成物、特征碎片离子、同

10、位素离子等）的特征离子都必须检测选择离子监测 SIM 用碎片离子色谱图进行质谱测定时，分子离子最好是一个选择的检测离子。选择的检测离子并不一定要源于分子的同一部分。每个检测离子的信噪比应31二、定性（确证）方法二、定性（确证）方法 3.质谱检测质谱检测第23页/共68页相对丰度（相对丰度（%基峰）基峰）EI-GC-MS（相对）（相对）CI-GC-MS、GC-MSn、LC-MS、LC-MSn（相对）（相对）50%10%20%20%to 50%15%25%10%to 20%20%30%10%50%50%相对离子丰度最大容许偏差相对离子丰度最大容许偏差二、定性（确证）方法二、定性（确证）方法第24页

11、/共68页二、定性（确证）方法二、定性（确证）方法2002/657/EC规定：要确证指令 96/23/EC 附录I-A 组所列的物质，最少需要4 个识别点，包括具有促合成作用和其他未允许的化合物，如二苯乙烯类化合物及其衍生物、盐、酯等、抗甲状腺剂、甾醇、二羟基苯甲酸内酯如玉米赤霉醇、-受体激动剂等要确证指令 96/23/EC附录I-B 组所列的物质，最少需要3 个识别点，包括兽药和污染物，兽药如抗菌药、驱虫药、抗球虫药、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类、镇静药、非甾体抗炎药等；其他环境污染物如有机氯、有机磷、真菌毒素、染料等第25页/共68页MS技术技术每种离子的识别点数每种离子的识别点数低分辨质谱

12、（低分辨质谱（LR）1.0LR-MSn母离子母离子1.0LR-MSn子离子子离子1.5高分辨质谱（高分辨质谱（HR）2.0HR-MSn母离子母离子2.0HR-MSn子离子子离子2.5质量碎片类型和识别点的关系质量碎片类型和识别点的关系 每个离子计算一次每个离子计算一次 EI-GC-MS、CI-GC-MS作为不同的技术计算作为不同的技术计算 用不同反应得到的衍生物，可增加识别点数用不同反应得到的衍生物，可增加识别点数 包括二级离子和多级离子包括二级离子和多级离子 可最多结合三种不同的技术确定最小识别点数可最多结合三种不同的技术确定最小识别点数二、定性（确证）方法二、定性（确证）方法第26页/共6

13、8页第27页/共68页m/z+202122m/z-17979.9ESI-ESI+甜蜜素甜蜜素SN/T 1948-2007 进出口食品中环己基氨进出口食品中环己基氨基磺酸钠的检测方法基磺酸钠的检测方法第28页/共68页应研究样品基质和检测器应研究样品基质和检测器性能引起的图谱改变性能引起的图谱改变第29页/共68页化合物保留时间（min）定性离子对定量离子对Fragmentor（V）CE（V）麻黄碱6.9166/148166/1488010166/13320伪麻黄碱8.0166/148166/1488010166/13320第30页/共68页 外标法 内标法 标准加入法 基质效应三、定量方法三、

14、定量方法第31页/共68页三、定量方法三、定量方法 1.外标法外标法单点校正法单点校正法外标标准曲线法外标标准曲线法第32页/共68页三、定量方法三、定量方法 单点校正法实际上是利用原点作为标准曲线上的另一个点，当方法存在系统误差时（即标准工作曲线不通过原点），单点校正法的误差较大 单点校正法单点校正法第33页/共68页三、定量方法三、定量方法以纯溶剂配制标准工作溶液GB/T 21317-2007 动物源性食品中四环素类兽药残留量检测方法 “根据样液中被测四环素类兽药残留的含量情况，选定峰高相近的标准工作溶液”，“对标准工作溶液和样液等体积参插进样测定”GB/T 22147-2008 饲料中沙

15、丁胺醇、莱克多巴胺和盐酸克仑特罗的测定 “采用M+1的准分子离子的色谱峰面积做单点校正定量”单点校正法单点校正法第34页/共68页三、定量方法三、定量方法以空白样品提取液配制标准工作溶液GB/T 21320-2007 动物源食品中阿维菌素类药物残留量的测定 液相色谱-串联质谱法“分别取适量试样溶液和相近浓度的基质添加标准工作溶液，做单点校正”，“对标准工作液和样品溶液等体积参插进样进行测定”单点校正法单点校正法第35页/共68页三、定量方法三、定量方法以纯溶剂配制标准工作溶液GB/T 22260-2008 饲料中甲基睾丸酮的测定 高效液相色谱串联质谱法GB/T 22955-2008 河豚鱼、鳗

16、鱼和烤鳗中苯并咪唑类药物残留量的测定 液相色谱-串联质谱法GB/T 21324-2007 食用动物肌肉和肝脏中苯并咪唑类药物残留量检测方法外标标准曲线法外标标准曲线法第36页/共68页三、定量方法三、定量方法以空白样品提取液配制标准工作溶液GB/T 23409-2009 蜂王浆中土霉素、四环素、金霉素、强力霉素残留量的测定 液相色谱-质谱/质谱法GB/T 23408-2009 蜂蜜中大环内酯类药物残留量测定 液相色谱-质谱/质谱法GB/T 22986-2008 牛奶和奶粉中氢化泼尼松残留量的测定 液相色谱-串联质谱法GB/T 22978-2008 牛奶和奶粉中地塞米松残留量的测定 液相色谱-串

17、联质谱法外标标准曲线法外标标准曲线法第37页/共68页三、定量方法三、定量方法 空白样品加入系列浓度的标准工作液，提取后得到系列基质标准工作液GB/T 21312-2007 动物源性食品中14种喹诺酮药物残留检测方法 液相色谱-质谱/质谱法GB/T 22969-2008 奶粉和牛奶中链霉素、双氢链霉素和卡那霉素残留量的测定 液相色谱-串联质谱法GB/T 水果、蔬菜中啶虫脒残留量的测定 液相色谱-串联质谱法GB/T 21313-2007 动物源性食品中-受体激动剂残留检测方法 液相色谱-质谱/质谱法外标标准曲线法外标标准曲线法第38页/共68页a:以纯溶剂配制标准溶液，测定的峰面积Aab:以空白

18、样品的提取液配制标准溶液，测定的峰面积Abc:在空白样品加入标准溶液，提取后得到基质标准溶液，测定的峰面积Ac绝对回收率 Ac/Aa，包含提取效率和基质效应提取回收率 Ac/Ab，不包含基质效应绝对回收率=提取回收率*绝对基质效应GB/T 27404-2008 实验室质量控制规范 食品理化检测“如果检测结果用回收率进行校准，应在原始记录的结果中明确说明并描述校准公式”三、定量方法三、定量方法第39页/共68页三、定量方法三、定量方法 2.内标法内标法单点校正法单点校正法内标标准曲线法内标标准曲线法第40页/共68页三、定量方法三、定量方法 2.内标法内标法内标物要满足以下要求：内标物要满足以下

19、要求：（a）试样中不含有该物质；试样中不含有该物质；（b）与被测组分性质比较接近；与被测组分性质比较接近；（c）不与试样发生化学反应；不与试样发生化学反应；（d）出峰位置应位于被测组分附近。出峰位置应位于被测组分附近。第41页/共68页内标法计算式内标法计算式 准确称取一定量的试样准确称取一定量的试样m，加入一定量内标物加入一定量内标物ms，试样中待测物的含量试样中待测物的含量wi为：为：第42页/共68页内标法特点内标法特点(a)内内标标法法的的准准确确性性较较高高，操操作作条条件件和和进进样样量量的的稍稍许许变变动动对定量结果的影响不大对定量结果的影响不大(b)内内标标物物和和被被测测组组

20、分分处处在在同同一一基基体体中中，因因此此可可以以消消除除基基体带来的干扰体带来的干扰(c)若将内标法中的试样取样量和内标物加入量固定，则：若将内标法中的试样取样量和内标物加入量固定，则：内标标准曲线法内标标准曲线法第43页/共68页内标标准曲线定量方法内标标准曲线定量方法 配制系列标准溶液，分别加入等量的内标物配制系列标准溶液，分别加入等量的内标物,混合后进行色谱混合后进行色谱分析。以待测组分的浓度为横坐标，待测组分与内标物峰面积分析。以待测组分的浓度为横坐标，待测组分与内标物峰面积（或峰高）的比率为纵坐标建立标准曲线（或线性方程）（或峰高）的比率为纵坐标建立标准曲线（或线性方程）在分析未知

21、样品时，分别加入与绘制标准曲线时等量的内标在分析未知样品时，分别加入与绘制标准曲线时等量的内标物，用样品与内标物峰面积（或峰高）的比值，在标准曲线上查物，用样品与内标物峰面积（或峰高）的比值，在标准曲线上查出被测组分的浓度或用线形方程计算出被测组分的浓度或用线形方程计算第44页/共68页三、定量方法三、定量方法内标标准曲线法内标标准曲线法以纯溶剂配制系列标准工作溶液GB/T 23406-2009 肠衣中硝基咪唑类药物及其代谢物残留量的测定 液相色谱-质谱/质谱法GB/T 23407-2009 蜂王浆中硝基咪唑类药物及其代谢物残留量的测定 液相色谱-质谱/质谱法GB/T 23411-2009 蜂

22、王浆中17种喹诺酮类药物残留量的测定 液相色谱-质谱/质谱法GB/T 23412-2009 蜂蜜中19种喹诺酮类药物残留量的测定方法 液相色谱-质谱/质谱法第45页/共68页三、定量方法三、定量方法 内标标准曲线法内标标准曲线法以空白样品的提取液配制系列标准工作溶液GB/T 22992-2008 牛奶和奶粉中玉米赤霉醇、玉米赤霉酮、己烯雌酚、己烷雌酚、双烯雌酚残留量的测定 液相色谱-串联质谱法GB/T 22959-2008 河豚鱼、鳗鱼和烤鳗中氯霉素、甲砜霉素和氟苯尼考残留量的测定 液相色谱-串联质谱法 GB/T 20756-2006 可食动物肌肉、肝脏和水产品中氯霉素、甲砜霉素和氟苯尼考残留

23、量的测定 液相色谱-串联质谱法第46页/共68页三、定量方法三、定量方法内标标准曲线法内标标准曲线法 空白样品加入系列浓度的标准工作液，提取后得到基质标准工作液GB/T 21311-2007 动物源性食品中硝基呋喃类药物代谢物残留量检测方法 高效液相色谱 串联质谱法GB/T 21310-2007 动物源性食品中甲状腺拮抗剂残留量检测方法 高效液相色谱-串联质谱法第47页/共68页沙丁胺醇沙丁胺醇-D36.10克伦特罗克伦特罗-D915.6沙丁胺醇沙丁胺醇6.16塞曼特罗塞曼特罗7.01特布他林特布他林6.24塞布特罗塞布特罗11.07莱克多巴胺莱克多巴胺14.65克伦特罗克伦特罗15.66溴代

24、克伦特罗溴代克伦特罗16.52溴布特罗溴布特罗17.47苯氧丙酚胺苯氧丙酚胺18.72马布特罗马布特罗18.77马贲特罗马贲特罗23.11内标的选择内标的选择 GB/T 22286-2008保留时间保留时间 minSN/T 1924-2007第48页/共68页三、定量方法三、定量方法3.标准加入法标准加入法先测定出未知样品的大概值，然后根据先测定出未知样品的大概值，然后根据这个测定值去设定标准加入法这个测定值去设定标准加入法标准加入法中第一点加入标准溶液为标准加入法中第一点加入标准溶液为“0”，第二点加入的量约与待测组分，第二点加入的量约与待测组分的含量大致相等，共的含量大致相等，共35个点，

25、以加入个点，以加入的标准溶液的浓度为横坐标，峰面积的标准溶液的浓度为横坐标，峰面积为纵坐标绘制工作曲线为纵坐标绘制工作曲线工作曲线在横坐标延长线上的交点到坐工作曲线在横坐标延长线上的交点到坐标原点的距离即为样品中待测组分的标原点的距离即为样品中待测组分的浓度浓度 第49页/共68页三、定量方法三、定量方法3.标准加入法标准加入法标准加入法可以看作是内标法和外标法的结合标准加入法可以看作是内标法和外标法的结合由由于于待待测测组组分分以以及及加加入入的的标标准准溶溶液液处处在在相相同同的的样样品品基体中，因此，这种方法可以消除基质干扰基体中，因此，这种方法可以消除基质干扰但但是是，由由于于对对每每

26、一一个个样样品品都都要要配配制制三三个个以以上上的的、含含样样品品溶溶液液和和标标准准溶溶液液的的混混合合溶溶液液，因因此此，这这种种方方法法不适于大批样品的分析不适于大批样品的分析第50页/共68页前提具有线性关系，并且标准曲线通过坐标原点尽可能减小系统误差试样的基质效应不得随被测组分含量对干扰组分含量比值改变而改变必须扣除背景和空白值3.标准加入法标准加入法三、定量方法三、定量方法第51页/共68页三、定量方法三、定量方法概念产生机制来源如何评价如何消除4.基质效应基质效应第52页/共68页三、定量方法三、定量方法基质效应是指在样品测试过程中，由于待测物以外的其他物质的存在，直接或间接影响

27、待测物响应的现象由于质谱检测的高选择性，基质效应的影响在色谱图上往往观察不到，即空白基质色谱图表现为一条直线，但这些共流出组分会改变待测物的离子化效率，引起对待测物检测信号的抑制或提高4.基质效应基质效应第53页/共68页三、定量方法三、定量方法待测物与基质成分的电荷竞争形成气态离子的竞争改变表面张力，形成大液滴，不充分的去溶剂化基质效应的产生机制基质效应的产生机制第54页/共68页三、定量方法三、定量方法内源性的：来源于待测样品，如蛋白、脂质、多糖、目标组分的类似物，其他色谱共流出物外源性的：流动相组成、样品处理过程中带入、管路、环境基质效应的来源基质效应的来源第55页/共68页三、定量方法

28、三、定量方法提取后加入法基质效应的评价基质效应的评价 是一种静态的方法，是一种静态的方法，只能提供基质效应在待测只能提供基质效应在待测成分出峰位置点上的影响成分出峰位置点上的影响信息信息,但能以具体的数据但能以具体的数据体现基质效应对待测成分体现基质效应对待测成分响应的影响程度响应的影响程度AaAb第56页/共68页三、定量方法三、定量方法提取后加入法基质效应的评价基质效应的评价绝对基质效应绝对基质效应 （基质效应影响分析的程度）（基质效应影响分析的程度）matrix factor（MF,%）=Ab*100/Aa%MF 100%基质增强基质增强 MF 90%液液萃取液液萃取蛋白沉淀蛋白沉淀流动

29、相流动相 动态观察基质效应在整个色谱分析过程中对待测成分响应的影响。动态观察基质效应在整个色谱分析过程中对待测成分响应的影响。该法的优点是可以方便地考察评价不同样品处理方法，流动相添加物该法的优点是可以方便地考察评价不同样品处理方法，流动相添加物对响应的影响，以及选择合适的色谱条件对响应的影响，以及选择合适的色谱条件第60页/共68页三、定量方法三、定量方法前处理方法：基质效应的消除基质效应的消除第61页/共68页三、定量方法三、定量方法色谱条件：小体积进样或样品稀释低流速或柱后分流利用电解质效应基质效应的消除基质效应的消除 第62页/共68页三、定量方法三、定量方法色谱条件：喹诺酮类药物残留

30、的测定GB/T 21312-2007 0.2%甲酸水溶液GB/T 23411-2009 甲醇+水（2+8）SN/T 2578-2010 乙腈+甲醇+0.15%甲酸水（2+20+78）SNT 1751.2-2007 0.1%甲酸乙腈+0.1%甲酸水（13+87）基质效应的消除基质效应的消除第63页/共68页三、定量方法三、定量方法改变色谱分离条件基质效应的消除基质效应的消除第64页/共68页三、定量方法三、定量方法改变色谱分离条件基质效应的消除基质效应的消除 第65页/共68页三、定量方法三、定量方法内标：同系物或同位素内标离子源：APCIESI,ESI+ESI-基质效应的消除基质效应的消除第66页/共68页第67页/共68页感谢您的观看！第68页/共68页