精細化學品現(xiàn)代分離與分析方法的發(fā)展趨勢dY

1、第五章第五章 精細化學品現(xiàn)代分離精細化學品現(xiàn)代分離 與分析方法的發(fā)展趨勢與分析方法的發(fā)展趨勢5.1 氣相色譜質譜聯(lián)用氣相色譜質譜聯(lián)用5.2 液相色譜質譜聯(lián)用液相色譜質譜聯(lián)用2022-6-12簡介 色譜質譜的在線聯(lián)用將色譜的分離能力與質譜的定性功能結合起來，實現(xiàn)對復雜混合物更準確的定量和定性分析。而且也簡化了樣品的前處理過程，使樣品分析更簡便。 色譜質譜聯(lián)用包括氣相色譜質譜聯(lián)用(GC-MS)和液相色譜質譜聯(lián)用(LC-MS)，液質聯(lián)用與氣質聯(lián)用互為補充，分析不同性質的化合物。 氣質聯(lián)用儀氣質聯(lián)用儀(GC-MS)(GC-MS)是最早商品化的聯(lián)用儀器，是最早商品化的聯(lián)用儀器，適宜分析小分子、易揮發(fā)、熱

2、穩(wěn)定、能氣化的適宜分析小分子、易揮發(fā)、熱穩(wěn)定、能氣化的化合物；用電子轟擊方式（化合物；用電子轟擊方式（EI）得到的譜圖，）得到的譜圖，可與標準譜庫對比?？膳c標準譜庫對比。 液質聯(lián)用液質聯(lián)用(LC-MS)(LC-MS)主要可解決如下幾方面的問主要可解決如下幾方面的問題：不揮發(fā)性化合物分析測定；極性化合物的題：不揮發(fā)性化合物分析測定；極性化合物的分析測定；熱不穩(wěn)定化合物的分析測定；大分分析測定；熱不穩(wěn)定化合物的分析測定；大分子量化合物（包括蛋白、多肽、多聚物等）的子量化合物（包括蛋白、多肽、多聚物等）的分析測定；分析測定；沒有商品化的譜庫可對比查詢，只沒有商品化的譜庫可對比查詢，只能自己建庫或自己

3、解析譜圖。能自己建庫或自己解析譜圖。 氣質聯(lián)用與液質聯(lián)用的區(qū)別氣質聯(lián)用與液質聯(lián)用的區(qū)別2022-6-12Analyte PolarityIonSprayAPCIGC/MS5.1 5.1 氣相色譜質譜聯(lián)用氣相色譜質譜聯(lián)用 氣相色譜氣相色譜- -質譜聯(lián)用的應用非常廣泛。質譜聯(lián)用的應用非常廣泛。從環(huán)境污染分析、食品香味分析鑒定到醫(yī)從環(huán)境污染分析、食品香味分析鑒定到醫(yī)療診斷、藥物代謝研究等等，而且，氣相療診斷、藥物代謝研究等等，而且，氣相色譜色譜- -質譜聯(lián)用是國際奧林匹克委員會進行質譜聯(lián)用是國際奧林匹克委員會進行藥檢的有力工具之一。藥檢的有力工具之一。色譜色譜：化合物化合物分離分離 質譜質譜：純物質

4、純物質結構分析結構分析 色譜色譜- -質譜聯(lián)用：共同優(yōu)點質譜聯(lián)用：共同優(yōu)點SampleSample 58901.0 DEG/MINHEWLETTPACKARDHEWLETTPACKARD5972AMass Selective DetectorDCBA ABCDGas Chromatograph (GC)Mass SpectrometerSeparationIdentificationBACDADBCMS2022-6-125.1.1 氣相色譜質譜聯(lián)用儀氣相色譜質譜聯(lián)用儀(GC-MS)氣相色譜-質譜聯(lián)用儀(Agilent 7890A/5975C)氣相色譜-三重四級桿質譜聯(lián)用儀（Thermos TS

5、Q Quantum XLS） 氣相色譜質譜聯(lián)用儀氣相色譜質譜聯(lián)用儀(GC-MS)關鍵點：關鍵點：接口技術接口技術GC-MS的的“接口接口”：常采用噴射：常采用噴射分子離子分離器分子離子分離器。分子分離器：除去載氣，只讓組分分子進入離子源。分子分離器：除去載氣，只讓組分分子進入離子源。噴射式分子分離器：噴射式分子分離器： 由一對同軸由一對同軸收縮型噴嘴收縮型噴嘴構成，噴嘴被封在構成，噴嘴被封在一一真空室真空室中，如圖所示。中，如圖所示。GC-MSGC-MS噴射分子分離器噴射分子分離器5.1.2 GC-MS譜圖名稱譜圖名稱 總離子流色譜圖總離子流色譜圖（Total Ion current chro

6、matogram,TIC)樣品離子化后形成的各種離子（包括碎片離子）樣品離子化后形成的各種離子（包括碎片離子）流流強度強度隨隨時間時間變化的曲線。變化的曲線。橫坐標：每種離子強度最大時對應的時間。橫坐標：每種離子強度最大時對應的時間?？v坐標：每種離子產(chǎn)生信號的強度?？v坐標：每種離子產(chǎn)生信號的強度。 質譜圖質譜圖總離子流圖和質譜圖的關系總離子流圖和質譜圖的關系5.1.3 應用實例應用實例應用：應用：苯烷基化反應產(chǎn)物的檢測。苯烷基化反應產(chǎn)物的檢測。儀器：儀器：HP 6890GC-5973 MS 氣質聯(lián)用儀；色譜柱為氣質聯(lián)用儀；色譜柱為HP-5MS彈性石英毛細管彈性石英毛細管30m250m0.25m

7、；載；載氣為氦氣；電離方式為氣為氦氣；電離方式為EI，離子源溫度為，離子源溫度為230，電，電子能量為子能量為70eV。 氣相色譜條件：氣相色譜條件：進樣口溫度為進樣口溫度為310，接口溫度為，接口溫度為280，進樣量為，進樣量為0.2l，流速為，流速為0.8mL/min，分流比，分流比為為50:1，柱溫從，柱溫從100開始，以開始，以15/min升至升至300，保持保持2min。C6H6 + RBr C6H5R （R=C14H29）苯烷基化產(chǎn)物的總離子流圖苯烷基化產(chǎn)物的總離子流圖t/min十四烷基苯的質譜圖十四烷基苯的質譜圖m/e2022-6-125.2 5.2 液相色譜質譜聯(lián)用液相色譜質譜

8、聯(lián)用液質聯(lián)用儀液相色譜-三重四級桿質譜聯(lián)用儀液相色譜-三重四級桿質譜聯(lián)用儀液相色譜-飛行時間質譜聯(lián)用儀2022-6-12LC-MSLC-MS主要可解決如下幾方面的問題：主要可解決如下幾方面的問題：u不揮發(fā)性化合物分析測定；不揮發(fā)性化合物分析測定；u極性化合物的分析測定；極性化合物的分析測定；u熱不穩(wěn)定化合物的分析測定；熱不穩(wěn)定化合物的分析測定；u大分子量化合物（包括蛋白、多肽、多聚物等）大分子量化合物（包括蛋白、多肽、多聚物等）的分析測定；的分析測定；2022-6-12樣品高效液相色高效液相色譜儀譜儀接口接口質量分析器質量分析器數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理真空系統(tǒng)真空系統(tǒng)HPLC-MS儀器組成框架圖儀器組

9、成框架圖 接口的作用接口的作用將流動相及其樣品氣化將流動相及其樣品氣化分離出去大量的流動相分子分離出去大量的流動相分子完成樣品分子的電離完成樣品分子的電離 (1)電噴霧電離（電噴霧電離（ ESI） (2)大氣壓化學離子化大氣壓化學離子化(APCI)2022-6-12（1）電噴霧電離）電噴霧電離(ESI)流出液在高電場下形成帶電噴霧，在電場力作用下穿過氣簾；流出液在高電場下形成帶電噴霧，在電場力作用下穿過氣簾；氣簾的作用：霧化；蒸發(fā)溶劑；阻止中性溶劑分子氣簾的作用：霧化；蒸發(fā)溶劑；阻止中性溶劑分子LC-MS電離源介紹電離源介紹2022-6-12電噴霧電離（電噴霧電離（ API Electrosp

10、ray）RayleighLimitReached+-+-+-+-Evaporation+Charged Droplets試樣離子準分子離子Analyte Ions Solvent Ion ClustersSalts/Ion pairsNeutrals+-其他離子2022-6-12電噴霧電離（電噴霧電離（ ESI）的特點）的特點通常小分子得到通常小分子得到M+HM+H+ + 、M+NaM+Na+ + 或或M-HM-H- -單電荷離子；單電荷離子；最軟的電離技術，通常只產(chǎn)生分子離子峰，因此可直接最軟的電離技術，通常只產(chǎn)生分子離子峰，因此可直接測定混合物；測定混合物；生物大分子產(chǎn)生多電荷離子，其易形

11、成多電荷離子的特生物大分子產(chǎn)生多電荷離子，其易形成多電荷離子的特性可分析蛋白質和性可分析蛋白質和DNADNA等生物大分子；等生物大分子；通過調節(jié)離子源電壓控制離子的碎裂（源內(nèi)通過調節(jié)離子源電壓控制離子的碎裂（源內(nèi)CIDCID）測定化）測定化合物結構。合物結構。2022-6-12（2 2）大氣壓化學離子化（）大氣壓化學離子化（APCIAPCI）樣品液從由具有霧化氣套管的毛細管端流出，經(jīng)氮氣流樣品液從由具有霧化氣套管的毛細管端流出，經(jīng)氮氣流霧化霧化，通過加熱管被通過加熱管被氣化氣化，后經(jīng)電暈尖端放電，后經(jīng)電暈尖端放電，溶劑分子被電離溶劑分子被電離形形成溶劑離子，然后霧化氣和這些溶劑分子與氣態(tài)樣品分

12、子反成溶劑離子，然后霧化氣和這些溶劑分子與氣態(tài)樣品分子反應，得到樣品分子的準分子離子應，得到樣品分子的準分子離子2022-6-12大氣壓化學電離（ APCI ）Dielectric capillaryHigh wattage heaterHPLC inletCorona discharge needleVaporizerNebulizer gas+2022-6-12大氣壓化學離子化（大氣壓化學離子化（APCIAPCI）的特點）的特點通常用于分析通常用于分析有一定揮發(fā)性的中等極性和弱極性有一定揮發(fā)性的中等極性和弱極性 小分子化合物小分子化合物分析；分析；相較相較ESI對溶劑、流速對溶劑、流速和添

13、加物的依賴性小和添加物的依賴性??；適應高流量的梯度洗脫或高低水溶液變化的流動相；適應高流量的梯度洗脫或高低水溶液變化的流動相；通過調節(jié)離子源電壓控制離子的碎裂（源內(nèi)通過調節(jié)離子源電壓控制離子的碎裂（源內(nèi)CID）測定化）測定化 合物結構。合物結構。2022-6-12LC-MS技術的應用技術的應用 以大氣壓電離為接口的LC-MS技術已經(jīng)在藥物、化工、臨床醫(yī)學、分子生物學等許多領域中獲得廣泛的應用2022-6-12具體應用領域具體應用領域 醫(yī)藥學：藥物代謝、藥物動力學、雜質分析、天然產(chǎn)物分析 生物化學：肽、蛋白質、寡核苷酸、糖 環(huán)境化學：農(nóng)藥和農(nóng)殘分析、有機污染物、土壤/食品/水分析 臨床醫(yī)學：新生

14、兒檢查、糖化血紅蛋白（糖尿病）、血紅蛋白變異、膽酸 食品科學：香料、添加物、包裝物、蛋白質、致癌物 法醫(yī)學：濫用藥物、爆炸物、興奮劑檢測 獸醫(yī)學：興奮劑、磺胺類藥物、抗體 合成化學：有機金屬化合物、有機合成物 有機化學：表面活性劑、染料應用：應用：測定牛奶中測定牛奶中4種四環(huán)素類藥物種四環(huán)素類藥物殘留量。殘留量。 我國規(guī)定牛奶中四環(huán)素類的最大殘留量我國規(guī)定牛奶中四環(huán)素類的最大殘留量0.1mg/Kg。美他環(huán)美他環(huán)素素金霉素金霉素四環(huán)素四環(huán)素土霉土霉素素儀器：儀器：Finnigan公司公司LCQ型液相色譜質譜聯(lián)用儀，型液相色譜質譜聯(lián)用儀，包括包括ESI（電噴霧電離）源；（電噴霧電離）源；Hyper

15、sil BDSC18( 5m,5.0mm150mm) 色譜柱。色譜柱。 條件條件:流動相為乙腈流動相為乙腈-水水-甲酸（甲酸（37.5:62.5:1.2），流速），流速 0.5mL/min；離子源（；離子源（ESI）噴射電壓）噴射電壓 4.2Kv；氮氣流速氮氣流速0.75L/min。t/min四種四環(huán)素類藥物色譜圖四種四環(huán)素類藥物色譜圖四環(huán)素四環(huán)素土霉素土霉素金霉素金霉素美他環(huán)素美他環(huán)素四種四環(huán)素類藥物的質譜圖四種四環(huán)素類藥物的質譜圖定性分析：定性分析：將待測樣品（牛奶）進行將待測樣品（牛奶）進行LC-MS分析，分析， 與四種四環(huán)素類藥物標準品的保留時間與四種四環(huán)素類藥物標準品的保留時間 和質譜圖進行對比分析。和質譜圖進行對比分析。定量分析：定量分析：標準曲線法（峰面積濃度）。標準曲線法（峰面積濃度）。2022-6-12高效液相色譜電噴霧串聯(lián)質譜法測定清開靈復方中膽酸 采用HPLC/MS/MS技術，從清開靈注射液中，通過分子量、二級質譜碎片信息定性測定了清開靈復方中的膽酸。 直接進樣實驗。清開靈注射液經(jīng)過初步化學處理