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儀器對比|氣質(zhì)聯(lián)用儀與液質(zhì)聯(lián)用儀差異大,原因在哪?

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2022-06-10
核心提示:氣相色譜和液相色譜結構和應用有很大差別

1、氣質(zhì)聯(lián)用儀和液質(zhì)聯(lián)用儀都是四極桿和離子阱,它們的區(qū)別在哪里?


氣相色譜和液相色譜結構和應用有很大差別,氣相色譜一般分析可揮發(fā)、熱穩(wěn)定的有機物,分子量一般不超過1000,液相色譜可分析極性、難揮發(fā)、 熱不穩(wěn)定及大分子有機物。此外,兩者與質(zhì)譜的接口完全不同,眾所周知,由于離子自由程等因素,質(zhì)譜必須在高真空狀態(tài)工作,氣相色譜的毛細管可以直接插入質(zhì) 譜的離子源,不需要特殊的接口,而液相色譜1mL/min的流動相(如甲醇)在高真空下體積膨脹多少呢?因此,液相色譜與質(zhì)譜間必須有接口,去掉流動相。兩者的電離方式差別也很大,氣質(zhì)常用EI和CI,早期,這類電離方式通過粒子束等接口可用于液質(zhì),如今液質(zhì)基本淘汰這類接口和電離方式。取而代之的是接 口、電離一體化且應用更廣的電噴霧和大氣壓化學離子化。氣質(zhì)有NIST等標準譜庫,液質(zhì)沒有標準譜庫。


用過液質(zhì)聯(lián)用儀,再用氣質(zhì)聯(lián)用儀的話,就有更深的體會。氣質(zhì)的質(zhì)譜都是硬電離,意思就是說給一個很大的能量,將分子全部擊碎,最穩(wěn)定的離子碎片定義為基峰(也就是豐度 最大的離子碎片),離子碎片有一定的規(guī)律性,所以才能制定標準譜圖。而液質(zhì)無論是ESI 還是APCI,都是軟電離,他的能量較小,一般一級質(zhì)譜都是得到分子離子峰,但也可以選擇離子做二級質(zhì)譜或者MS(n),得到進一步的裂解碎片離子。有時 候除了分子離子峰之外可能也有較小的離子碎片。由于液質(zhì)不同的離子源條件,得到的譜圖有很大差別,主要是碎片離子的相對豐度不同,所以液質(zhì)沒有標準譜庫。不過我們自己可以建立自己的譜庫,將自己常做的東西在一定條件下建立譜庫。


液質(zhì)聯(lián)用儀不受化合物沸點限制,但是有的化合物極性太小的話,在液相上出峰晚,不好做。另外有的結構的化合物,比如有些萜類,在液質(zhì)上無論用哪個離子源可能都得不到他的分子離子峰。液質(zhì)有正離子和負離子模式,這個在氣質(zhì)上好像沒見到。


而它們的主要區(qū)別在于真空系統(tǒng)和電離方式。氣質(zhì)的真空系統(tǒng)比較簡單,只要一個小的機械泵和一個分子渦輪泵就可以了。液質(zhì)的機械泵要比氣質(zhì)大,需要兩個分子渦輪泵。氣質(zhì)的電離方式有電子電離 (EI)和化學電離(CI)。液質(zhì)的電離方式有電噴霧電離(ESI)、大氣壓化學電離(APCI)和大氣壓光電離(APPI)。


2、同一物質(zhì)使用氣質(zhì)聯(lián)用儀打出的質(zhì)譜和使用液質(zhì)聯(lián)用儀打出的質(zhì)譜會不會相同?


兩者圖譜應該有很大的不同,首先是兩者才去的離子化方式不同GCMS一般用電子轟擊離子化(EI)和化學離子化(CI),EI離子化能量一般70ev,得到的離子碎片很多,有一定的斷裂規(guī)律,不同物質(zhì)的斷裂方式不太一樣,得出的圖譜可用標準數(shù)據(jù)檢索。但也可以降低離子化能量,得到較少的碎片離子LCMS的離子化方式有ESI、APCI等,離子化能量一般都小于70ev,因此得到的圖譜一般碎片離子峰很少,一般為準分子離子峰或1/2分子量的峰等,目前LCMS無標準數(shù)據(jù)庫。


GCMS一般測定揮發(fā)或者半揮發(fā)的較為穩(wěn)定物質(zhì)(一般沸點大于350℃就不適宜用GCMS測定了),而LCMS可以測定很多的物質(zhì),穩(wěn)定,不穩(wěn)定都可以測定,但測定較大分子量物質(zhì)較為適合。


3、氣質(zhì)聯(lián)用儀與液質(zhì)聯(lián)用儀應用范圍有何不同?


質(zhì)譜的種類很多,工作原理和應用范圍也有很大的不同,一般來說,在300C左右能汽化的樣品,可優(yōu)先考慮用 GC-MS分析,因為其使用EI源,得到的質(zhì)譜信息多,可進行庫檢索。毛細管柱的分離效果好,如果在300C左右不能汽化,則需要用LCMS分析,此時主要得分子量信息,吐過是串聯(lián)質(zhì)譜,還可以得到一些結構信息,如果是生物大分子,主要利用LC-MS和MALDI-TOF分析。

HPLC-MS作為已經(jīng)比較成熟的技術,目前己在生化分析、天然產(chǎn)物分析、藥物和保健食品分析以及環(huán)境污染物分析等許多領域得到了廣泛的應用。

氣質(zhì)聯(lián)用儀與液質(zhì)聯(lián)用儀的區(qū)別主要是提供分離的方式不同,因此影響到使用范圍。例如,如果需要測試的組分是熱不穩(wěn)定或者受熱易降解,就比較適合采用液質(zhì)聯(lián)用進行分析檢測,同樣的易揮發(fā)組分則比較適合采用氣質(zhì)聯(lián)用進行分析檢測;也就是說,氣質(zhì)聯(lián)用與液質(zhì)聯(lián)用對很多小分子的分析檢測是一樣的。大分子的分析檢測因為沸點和分子量的限制,更適合采用液質(zhì)聯(lián)用進行分析檢測。最近有關單位已經(jīng)擬開展使用LCMS來進行新生兒篩查、維生素檢測以及血藥濃度檢測等項目。


 氣質(zhì)聯(lián)用儀被廣泛應用于復雜組分的分離與鑒定,其具有GC的高分辨率和質(zhì)譜的高靈敏度,是生物樣品中藥物與代謝物定性定量的有效工具。液質(zhì)聯(lián)用儀,主要應用于藥物代謝及藥物動力學研究、臨床藥理學研究、天然藥物(中草藥等)開發(fā)研究、新生兒篩選、蛋白與肽類的鑒定、殘留分析、毒物分析、環(huán)境分析-公安、環(huán)保、食品、自來水、衛(wèi)生防疫等行業(yè)。


4、為什么氣質(zhì)聯(lián)用儀有標準譜庫,而液質(zhì)聯(lián)用儀沒有?


因為氣質(zhì)聯(lián)用儀有標準譜庫的是用的EI源,能量是70ev,是硬電離,能保證碎片的一致性,且流動相基本一樣,為氣體,He氣。所以,比較一致,僅純度不同,同時,He不參與化合物的電離反應。所以就可以有標準,換個機子,換個牌子,換個人,對碎片是沒有大的影響的,所以我們就能用標準譜庫匹配。

但是液質(zhì)聯(lián)用儀一般用的是ESI或者APCI源,這種都是軟電離,流動相參與電離過程,流動相組合不同,離子也不同。電離時,加的電壓不一樣(根據(jù)需要加壓),電離的碎片也就不一樣。所以沒有形成標準譜庫。當然分子離子峰基本上是固定的,碎裂的規(guī)律也是基本可循的。跟儀器、操作人員也有很大關系。


5、氣質(zhì)聯(lián)用儀與液質(zhì)聯(lián)用儀流動相也不同


GC-MS:流動相基本一樣,為氣體,如He氣。所以,比較一致,僅純度不同,同時,He不參與化合物的電離反應。市面上的儀器電離能量基本一致,均為70eV。

LC-MS:流動相組合(水相與有機相)5花8門,沒法統(tǒng)一,就算分析同一個化合物,也有N種不同的方法。同時,流動相參與電離過程,生成+H,+Na/K,+ACN 等等,所以流動相不一樣,離子也不同。電離時,加的電壓不一樣(根據(jù)需要加壓),電離的碎片也就不一樣。所以沒有形成標準譜庫。當然分子離子峰基本上是固定的,碎裂的規(guī)律也是基本可循的。


總結


氣質(zhì)聯(lián)用儀一般是用EI源:電子轟擊源(Electron Impact Ion Source),是燈絲在高真空下發(fā)射電子轟擊目標物分子,形成帶正電的分子離子和分子碎片離子。

有水分子會使燈絲氧化壽命迅速降低。

液質(zhì)聯(lián)用儀一般是用ESI(電噴霧)或APCI(大氣壓化學電離),ESI是樣品先帶電再噴霧,帶電樣品液滴在去溶劑化過程中形成離子(水也被蒸干了)。APCI是樣品先噴成霧,然后電暈對其放電,樣品被電離后,去溶劑化成離子(水也被蒸干了)。

 
編輯:songjiajie2010

 
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