LCMS液质联用仪是做什么的?LCMS液质联用仪是指将液相色谱仪和质谱仪联合起来使用的仪器,主要用于不易挥发、强极性、热不稳定及高分子量化合物的分析,具体分为定性与定量。
LCMS主要可解决如下几方面的问题:不挥发性化合物分析测定;极性化合物的分析测定;热不稳定化合物的分析测定等。但是,区别于气质联用(GCMS),LCMS一般没有商品化的谱库可对比查询,只能自行解谱。所以,目前液质联用在环境领域,主要应用于有标准物质参照情况下的定性分析。接下来铄思百检测小编给大家介绍一下LCMS是怎么测试的。
LC使液体样品或固体样品溶液中的分析物发生物理分离。将几微升样品溶液注入流动的溶剂流中,称为流动相。尽管最佳进样量取决于实验条件,但使用自动进样器可以精确进样0.1µL至100µL的样品。流动相连续泵送通过通常填充有涂覆有另一种液体(固定相)的二氧化硅颗粒的色谱柱(不锈钢管)。当样品溶液-流动相混合物到达色谱柱时,其成分将根据其化学组成或物理性质与固定相(保留在色谱柱中)进行微分作用。根据分析物与固定相之间相互作用的机理,LC分离已分为不同模式,例如:
分配色谱法:基于分析物在固定相中与流动相相比的溶解度和疏水性不同。
离子交换色谱:根据其离子电荷分离分析物。
尺寸排阻色谱法:利用分析物分子大小的差异来分离它们。
亲和色谱法:根据分析物与固定相结合的能力对其进行分离。
一些分析物与固定相的相互作用要强于其他固定相,导致它们在通过色谱柱时分离。与固定相的相互作用最小的分析物首先从色谱柱中流出。随着流动相继续流过色谱柱,其余的分析物会被顺序冲出,相互作用最强的分析物会最后出现。特定分析物在色谱柱中花费的时间是该分析物的特征,称为其保留时间(RT)。
流出色谱柱(洗脱液)的流动相通过检测器,该检测器“响应”其中的分析物的某些物理或化学性质,例如折射率或光吸收率。该响应被捕获为信号或“峰”,其强度(峰面积或峰高)与样品中存在的组分量相对应。检测器“看到”分析物的时间就是其RT。样品中化合物的身份可以通过将其RT与已知化合物的RT进行比较来确认。虽然这不是化合物鉴定的准确方法,但如果事先了解有关样品的某些信息,它会有所帮助。
虽然各种各样的检测器的不同技术和敏感性已被加上LC用于分析不同样品类型中,质谱仪已经成为一种选择性的,灵敏的和普遍的检测器。
与其他检测器不同,携带分离的分析物的LC洗脱液不允许流入质谱仪。当LC系统在环境压力下运行时,质谱仪在真空下运行,并且两者通过接口耦合。当色谱柱洗脱液流入界面时,通过加热使溶剂蒸发,分析物分子蒸发并离子化。这是至关重要的一步,因为质谱仪只能检测和测量气相离子。
由于分析物离子是在界面上的大气压下生成的,因此该过程称为大气压电离(API),并且界面被称为API源。电喷雾电离(ESI)和大气压化学电离(APCI)是LC-MS分析中最常用的来源。
被分析物离子被吸入质谱仪中,并在其中受到电场和/或磁场的影响。通过改变所施加的场来改变离子的飞行路径,这确保了离子在其荷质(m/z)比值的基础上彼此分离。分离后,可以通过各种质量检测器收集和检测离子,其中最常见的是电子倍增器。当分离的离子撞击电子倍增器(倍增极)的表面时,释放出二次电子。这些二次电子通过一系列倍增极级联而倍增。在任何给定的时间点,测量由二次电子流产生的放大电流,并将其与质谱仪中的离子浓度相关联(如下图1)。

图1:LC-MS设置示意图。
通过LC-MS分析样品期间测得的离子丰度绘制为总离子色谱图(TIC)。该图显示了分析物离子的峰强度与其RT的关系。此外,色谱图中的每个点都与质谱关联。质谱图描绘了离子丰度与测得的m/z值的关系(如下图2)。

图2:LC-MS分析输出图。
化合物的质谱不仅提供有关母体化合物质量的信息(根据其离子的m/z值),而且还有助于根据同位素质量峰的相对丰度阐明化合物的结构。分析物峰的面积用于其定量。
质谱仪可以两种模式操作,a)扫描和b)选定的离子监测(SIM)。在扫描模式下,设置为在指定时间段内检测从低m/z到高m/z值的所有离子。当分析未知样品或没有有关样品中离子的可用信息时,使用此模式。在SIM模式下运行时,将质谱仪设置为测量特定的m/z值。这是对样品中已知化合物进行准确定量的首选操作模式。
LC-MS已广泛应用于分析各种基质中的小分子和大蛋白分子。这项技术的应用包括:
定量活性药物成分中的遗传毒性杂质
在呼出气中检测代表特定类别的掺杂剂(例如合成代谢剂和模拟剂)的十二种模型化合物
定量生物液体中的药物代谢产物
检测食品原料和膳食补充剂中的掺杂物
制革厂沉积物中烷基酚乙氧基化物(APEO)的测定
游泳池和河水样本中个人护理产品的量化
细菌细胞中核苷酸及其衍生物的定量
蛋白质组的定量
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LC-MS适用于分析极性和非极性化合物以及不耐热分子。这些化合物的范围从m/z值<1000Da的低分子量分析物到m/z值>100000Da的非常高分子量的蛋白质。化合物的“软电离”主要产生分子离子和同位素峰,这有助于确定分析物的准确质量和推定公式。当与碎裂光谱耦合时,可以阐明分析物的结构。
尽管通过LC-MS分析通常需要几毫克的纯化合物,但少至1毫克就足够了。通过在SIM或SRM模式下运行MS,可以达到ng/mL甚至pg/mL范围内的检测极限。由于在SRM模式下仅监测特定离子,因此即使对于复杂基质中存在的分析物也能实现选择性。
LC-MS仪器的拥有,操作和维护都很昂贵。需要专业知识来运行仪器和分析数据。与其他分析技术相比,样品通量中等。由于获得的光谱取决于实验条件,包括仪器类型,因此通过与参考光谱进行比较来鉴定化合物的范围受到限制。由于质谱仪是一种破坏性检测器,因此在处理可能不容易获得或无法大量获得的样品时必须格外小心。作为基于实验室而非现场的技术,通过LC-MS分析不稳定或反应性样品可能具有挑战性。
由于只能将液体样品注入色谱柱,因此必须将固体样品溶解在合适的溶剂中,或者必须从样品中提取分析物。通过液-液萃取(LLE)或固相萃取(SPE)等技术进行样品制备对于从复杂样品(例如血浆,食物和土壤)中萃取目标分析物至关重要。这不仅有助于提高分析的灵敏度,还可以减少系统的污染(在下一节中讨论)。
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