二(èr)手質(zhì)譜(pǔ)儀(yí)是(shì)一種用於分析物質(zhì)成(chéng)分(fēn)和結(jié)構(gòu)的(dí)精(jīng)密(mì)科學儀(yí)器,在化(huà)學,物(wù)理學,生(shēng)物(wù)學,環(huán)境(jìng)科(kē)學等眾多(duō)領域(yù)發揮著關(guān)鍵(jiàn)作(zuò)用。其工作原理(lǐ)基(jī)於對(duì)帶(dài)電粒子在(zài)電(diàn)磁場中(zhōng)運動行(háng)為(wéi)的(dí)精(jīng)確測(cè)量。樣品首先(xiān)被離(lí)子化(huà),轉化(huà)為帶(dài)電離(lí)子。這(zhè)些離子在電場中(zhōng)被加速(sù),隨後進(jìn)入(rù)磁場(cháng)。在(zài)磁場作用下,離子會發(fā)生(shēng)偏轉,不(bù)同質(zhì)荷比(離子質(zhì)量與(yǔ)電荷數(shù)之比(bǐ))的(dí)離子偏(piān)轉程度不同,從(cóng)而(ér)在檢測(cè)器(qì)上(shàng)形成(chéng)特定(dìng)的(dí)信(xìn)號分(fēn)布(bù),即質譜(pǔ)圖。通過分(fēn)析質譜圖(tú)上各(gè)峰(fēng)的(dí)位置,強度等信息(xī),就能確(què)定(dìng)樣(yàng)品中不(bù)同(tóng)成分的分子量(liáng),結構(gòu)以及(jí)相(xiāng)對含(hán)量。
以(yǐ)下是(shì)二手(shǒu)質(zhì)譜(pǔ)儀通用(yòng)操(cāo)作步驟的(dí)詳(xiáng)細說明(míng):
一(yī),樣(yàng)品準(zhǔn)備(關(guān)鍵(jiàn)前提,影響(xiǎng)分析結(jié)果(guǒ))
根據樣品狀(zhuàng)態(tài)(固(gù)體,液(yè)體,氣體)和(hé)性質(揮(huī)發性,熱穩定(dìng)性(xìng),極性(xìng)等(děng)),選擇(zé)合適的處(chǔ)理(lǐ)方(fāng)式,確(què)保樣品能被(bèi)有(yǒu)效(xiào)電離並(bìng)減少(shǎo)幹(gān)擾(rǎo):
樣品前處(chǔ)理(lǐ):
液體樣品:若(ruò)純度(dù)低(dī),需通(tōng)過過濾,萃取(如(rú)液液(yè)萃(cuì)取(qǔ),固相萃取SPE),濃縮(如(rú)旋轉(zhuǎn)蒸(zhēng)發)等去除(chú)雜質;若(ruò)濃(nóng)度過(guò)高(gāo),需用溶劑(jì)(如(rú)甲醇,乙(yǐ)腈(jīng))稀釋至儀器檢測(cè)範(fàn)圍內(nèi)。
固體(tǐ)樣(yàng)品(pǐn):對(duì)於(yú)熱穩定的固體,可研磨成粉末(mò)後溶解(jiě);若為(wéi)不溶性(xìng)固體(如聚(jù)合(hé)物(wù)),可能需(xū)衍(yǎn)生化(huà)(將難(nán)電離(lí)物質轉(zhuǎn)化為(wéi)易(yì)電(diàn)離衍(yǎn)生物)或(huò)采用固(gù)體(tǐ)直接進樣(yàng)技術(shù)。
氣(qì)體(tǐ)樣品:通常通過氣體(tǐ)采樣(yàng)閥(fá)直(zhí)接(jiē)進(jìn)樣,或經(jīng)吸(xī)附(fù)-解(jiě)吸(xī)裝(zhuāng)置富集(如檢測痕量揮(huī)發性(xìng)有機(jī)物)。
樣品溶解與(yǔ)基質匹(pǐ)配:
選擇與電離源兼容的溶劑(如ESI源常用(yòng)極(jí)性溶劑,EI源常(cháng)用(yòng)非極(jí)性溶劑),避免溶劑(jì)與(yǔ)樣(yàng)品反應或(huò)產生幹擾離(lí)子。
對(duì)於(yú)生物(wù)樣品(pǐn)(如(rú)血液(yè),尿液(yè)),需(xū)去除(chú)蛋白(bái)質等(děng)大分子幹(gān)擾(rǎo)(如(rú)沉澱(diàn)法(fǎ),離心過濾)。
二,儀(yí)器開機與參(cān)數調試(shì)
開(kāi)機預(yù)熱:
按(àn)儀(yí)器(qì)說明(míng)書順序(xù)開(kāi)機(jī)(通常先開(kāi)真空(kōng)泵,電源(yuán),再(zài)開主機(jī)和(hé)工(gōng)作(zuò)站軟件(jiàn)),確保真空(kōng)係(xì)統達到工(gōng)作(zuò)真空度(dù)(如(rú)高(gāo)真空(kōng)係(xì)統需(xū)10⁻⁶Pa幾(jī)別),離子源,質量(liáng)分(fēn)析(xī)器等(děng)部件穩定(預熱(rè)時(shí)間(jiān)通(tōng)常30分鐘至(zhì)2小(xiǎo)時)。
參數(shù)設置:
電離源(yuán)參(cān)數:根(gēn)據樣(yàng)品(pǐn)類(lèi)型選(xuǎn)擇(zé)電離(lí)方式(shì)(如(rú)EI,ESI,MALDI等(děng)),設置離(lí)子源(yuán)溫度,電離電壓(yā),氣流速(sù)(如(rú)ESI的鞘氣(qì),輔(fǔ)助(zhù)氣)等。例(lì)如:
EI源:設置電子能量(liáng)(通常70 eV),離(lí)子(zǐ)源(yuán)溫度(150-300℃);
ESI源(yuán):設置噴(pēn)霧電(diàn)壓(yā)(3-5 kV),capillary溫度(200-350℃),霧(wù)化氣(qì)壓(yā)力。
質量分析器參(cān)數(shù):設定掃描(miáo)範圍(m/z範(fàn)圍(wéi),如(rú)50-1000),掃描速度(dù),分辨率(shuài)(根(gēn)據需求選(xuǎn)擇(zé),如(rú)定性(xìng)需高分(fēn)辨率(shuài),定量(liáng)需快速(sù)掃描)。
聯用(yòng)設(shè)備參數(shù)(如(rú)GC-MS/LC-MS):若(ruò)與色譜聯(lián)用,需同步設置色譜(pǔ)條(tiáo)件(jiàn)(如(rú)柱(zhù)溫,流(liú)速(sù),流(liú)動相(xiāng)比例),確保色譜(pǔ)分離(lí)與質(zhì)譜(pǔ)檢測匹(pǐ)配。
三,樣(yàng)品分析(核心(xīn)操(cāo)作環節(jié))
進(jìn)樣:
根據進樣方(fāng)式(shì)選擇:
直(zhí)接(jiē)進(jìn)樣:固體或(huò)液(yè)體(tǐ)樣品(pǐn)通過進(jìn)樣(yàng)杆(gān)直接送(sòng)入離(lí)子源(yuán)(適(shì)用(yòng)於(yú)純(chún)樣(yàng)品(pǐn)或(huò)簡(jiǎn)單(dān)體(tǐ)係);
色譜(pǔ)進樣:樣(yàng)品(pǐn)先經氣(qì)相(xiāng)色(sè)譜(GC)或液相色譜(pǔ)(LC)分(fēn)離(lí),再(zài)通過(guò)接口進入(rù)質(zhì)譜(適用(yòng)於(yú)復雜混(hùn)合物,如(rú)食(shí)品,環(huán)境(jìng)樣品);
自動(dòng)進樣:批量樣品可通過(guò)自動進樣器依次進(jìn)樣,提高(gāo)效(xiào)率(shuài)並減少(shǎo)人為誤差。
數(shù)據采(cǎi)集(jí):
啟動工作站軟件的“采(cǎi)集(jí)”功能,儀(yí)器自動(dòng)對(duì)樣(yàng)品離子(zǐ)進行質荷比(bǐ)掃描,生(shēng)成實時質(zhì)譜圖(tú)(橫(héng)軸為m/z,縱軸為(wéi)離子(zǐ)強度(dù))。
對於定(dìng)量分析,需(xū)先采集標(biāo)準品(pǐn)的(dí)質(zhì)譜(pǔ)信號(hào),建(jiàn)立(lì)標準(zhǔn)曲(qū)綫(xiàn)(離子強度(dù)與(yǔ)濃度(dù)的關係),再分(fēn)析(xī)未(wèi)知(zhī)樣(yàng)品。
質量控(kòng)製(zhì):
每(měi)批(pī)樣品分(fēn)析前,用標準(zhǔn)物質(如(rú)全(quán)氟三(sān)d胺PFTBA用於(yú)校準m/z)進(jìn)行(háng)儀器校準(zhǔn),確保質(zhì)荷比(bǐ)精度(dù);
插(chā)入(rù)空白樣品(如(rú)溶(róng)劑),排除(chú)背景幹擾;重復進樣(yàng)驗(yàn)證重(zhòng)復性(相對標(biāo)準偏差(chà)RSD通常需(xū)<5%)。
四,數據處理與關(guān)機(jī)
數據(jù)處理(lǐ):
用(yòng)工作(zuò)站軟件(jiàn)對(duì)原始質譜數據(jù)進行解析:
定性(xìng)分析(xī):通過特征(zhēng)離子(zǐ)峰(fēng)(如(rú)分子(zǐ)離子峰(fēng),碎(suì)片(piàn)離子(zǐ)峰)比對(duì)標準譜庫(如NIST庫),確定化(huà)合物種類;高(gāo)分辨率(shuài)質(zhì)譜可直(zhí)接(jiē)給(gěi)出精確分子(zǐ)量(liáng),輔助結構(gòu)鑒(jiàn)定(dìng)。
定(dìng)量分析:選取目(mù)標(biāo)化(huà)合物的(dí)特征(zhēng)離子(如母(mǔ)離子-子(zǐ)離(lí)子對,適(shì)用於三(sān)重四極(jí)杆(gān)質譜),根(gēn)據標(biāo)準曲(qū)綫計算樣(yàng)品濃(nóng)度(dù)。
導出分(fēn)析結果(如質譜圖(tú),濃度報告),進行(háng)結果(guǒ)驗證(zhèng)(如排除假陽性(xìng),確(què)認峰純(chún)度(dù))。
儀(yí)器關(guān)機(jī):
先停止數據采集(jí),關閉離子(zǐ)源(yuán)參數(如關閉(bì)電(diàn)壓,加熱),再(zài)按(àn)順序關閉聯(lián)用(yòng)設備,主(zhǔ)機電(diàn)源,最(zuì)後(hòu)關閉真(zhēn)空泵(部分儀器需待真空(kōng)度(dù)降(jiàng)低(dī)後再(zài)關(guān)泵)。
記(jì)錄儀器使用狀態(tài)(如(rú)真空度,故(gù)障情況),清(qīng)理進樣(yàng)係統(tǒng)(如衝洗(xǐ)色譜(pǔ)柱(zhù),進(jìn)樣(yàng)針(zhēn))。