LCMS技术培训第2集,液质联用仪和气质联用的测定范围

液质联用仪和气质联用的测定范围

液质联用仪（LC-MS）和气质联用仪（GC-MS）是两种常见的联用分析技术，它们的测定范围各有特点，具体如下：

液质联用仪（LC-MS）的测定范围

质量范围：液质联用仪的质量范围通常较宽，一般为50 Da～10,000 Da，甚至更高，例如某些高分辨质谱仪的质荷比（m/z）范围可达50~2,000。这使得其能够分析从小分子化合物到大分子生物分子的广泛样品。

化合物类型：适用于分析热稳定性差、分子量较大、不易气化的化合物，如蛋白质、多肽、药物代谢物、天然产物、环境污染物等。

浓度范围：液质联用仪的检测浓度范围较宽，通常为低纳克级到微克级，灵敏度较高，能够检测痕量的化合物。

应用领域：广泛应用于生物医学、药物研发、环境监测、食品安全、代谢组学等领域。

气质联用仪（GC-MS）的测定范围

质量范围：气质联用仪的质量范围通常为1~1,050 amu，具体范围取决于所使用的质量分析器类型。例如，四极杆质量分析器的上限一般为500~1,200 amu。

化合物类型：主要用于分析沸点较低、热稳定性好、易挥发的小分子有机化合物，如挥发性有机物（VOCs）、农药残留、香料成分、环境污染物等。

浓度范围：气质联用仪的检测浓度范围较宽，一般为0.001 ppm到15,000 ppm，在某些特定应用中，灵敏度可达飞克级。

应用领域：广泛应用于石油化工、环境监测、食品安全、香精香料、法医毒物、烟草分析等领域。

以下是液质联用（LC-MS）和气质联用（GC-MS）中一些常用术语的详细解释：

质荷比（m/z）

定义：质荷比是离子质量（以相对原子质量单位 u 计）与它所带电荷（以电子电量为单位计）的比值，写作 m/z。

意义：质荷比是质谱分析中最重要的参数之一，用于表征离子的特征。通过测量质荷比，可以推断分子的分子量和结构信息。

举例：如果一个离子的质量为 100 u，带有 1 个正电荷（z=1），则其质荷比为 100/1 = 100。

峰（Ion Peak）

定义：质谱图中离子信号的图形表示，通常称为离子峰或简称峰。

意义：峰的强度（高度或面积）反映了离子的数量或浓度，而峰的位置（质荷比）反映了离子的质量特征。

举例：在质谱图上，一个质荷比为 100 的峰表示存在一个质量为 100 u 的离子。

离子强度（Ion Intensity）

定义：检测器检测到的离子信号强度，通常以峰的高度或面积表示。

意义：离子强度与样品中目标化合物的浓度成正比，是定量分析的基础。

举例：如果一个峰的高度为 1000 个单位，另一个峰的高度为 500 个单位，则前者离子强度是后者的两倍。

基峰（Base Peak）

定义：在质谱图中，质荷比范围内强度大的离子峰称为基峰。

意义：基峰通常用于标准化质谱图，便于比较不同样品的质谱图。

举例：在某个质谱图中，质荷比为 50 的峰强度大的，那么这个峰就是基峰。

总离子流图（Total Ion Current, TIC）

定义：总离子流图是质谱仪在扫描过程中记录的所有离子强度的总和随时间变化的曲线。

意义：TIC 是色谱分离和质谱检测的综合结果，用于展示样品中所有组分的色谱行为。

举例：在 LC-MS 或 GC-MS 分析中，TIC 曲线上的每个峰对应一个色谱分离的组分，其强度反映了该组分的总离子强度。

质量色谱图（Mass Chromatogram）

定义：质量色谱图是针对特定质荷比的离子强度随时间变化的曲线。

意义：质量色谱图可以用于特定化合物的定性和定量分析。

举例：如果选择质荷比为 100 的离子绘制质量色谱图，该图将展示样品中质荷比为 100 的离子随时间的变化情况。

准分子离子（Quasi-Molecular Ion）

定义：准分子离子是指在质谱分析中，分子离子与一个质子（H + ）、钠离子（Na + ）或其他离子结合形成的离子。

意义：准分子离子的质荷比接近分子的分子量，是分子结构鉴定的重要依据。

举例：对于分子量为 100 的化合物，其准分子离子可能是 M+H +（质荷比为 101）或 M+Na +（质荷比为 122）。

碎片离子（Fragment Ion）

定义：碎片离子是指分子离子在质谱仪中发生裂解后形成的较小质量的离子。

意义：碎片离子的质荷比和裂解模式可以提供分子结构的信息。

举例：如果一个分子离子在质谱仪中裂解为两个碎片离子，质荷比分别为 50 和 30，这表明分子可能在某个位置发生了断裂。

多电荷离子（Multi-Charged Ion）

定义：多电荷离子是指带有多个电荷的离子。

意义：多电荷离子在质谱分析中可以显著降低质荷比，使得高分子量的生物大分子（如蛋白质）能够被检测。

举例：一个分子量为 10,000 的蛋白质分子，如果带有 10 个正电荷，其质荷比为 10,000/10 = 1,000。

同位素离子（Isotopic Ion）

定义：同位素离子是指由于分子中存在同位素原子而产生的离子。

意义：同位素离子的质荷比与分子的分子量略有差异，可以用于分子量的精确测定和同位素标记研究。

举例：对于含有碳原子的化合物，由于碳有  12 C 和  13C 同位素，质谱图中可能会出现两个峰，质荷比相差 1。

这些术语是液质联用和气质联用分析中常用的，理解它们有助于更好地解读质谱图和进行样品分析。

总结：

液质联用仪（LC-MS）适合分析热稳定性差、分子量较大、不易气化的化合物，质量范围宽，应用领域广泛，尤其在生物医学和药物研发中表现突出。

气质联用仪（GC-MS）适合分析沸点较低、热稳定性好、易挥发的小分子有机化合物，具有高灵敏度和高选择性，是分析挥发性有机物的经典工具。