MS基本結構及工作原理課件

AgilentMS基本結構及工作原理MS基本結構及工作原理安捷倫四極桿MS系統(tǒng)離子源毛細管離子光學組件四極桿濾質(zhì)器檢測器真空系統(tǒng)MS基本結構及工作原理離子源離子源設計面臨的問題抗污染傳輸效率離子化效率MS基本結構及工作原理離子源MS基本結構及工作原理Agilent離子源MS基本結構及工作原理Agilent離子源：ESIMS基本結構及工作原理ESI電離模式（正離子）MS基本結構及工作原理ESI參數(shù)設定

MS基本結構及工作原理電噴霧理論電噴霧過程過程實質(zhì)上是電泳過程。也就是說通過高壓電場可以分離溶液中的正離子與負離子，例如在正離子模式下，電噴霧電離針相對真空取樣小孔保持很高的正電位，負離子被吸引到另一端，在半月形的液體表面聚集著大量的正電荷離子，液體表面的正電荷離子之間相互排斥，并從針尖處的液體表面擴展出去。當靜電場力與液體表面張力保持平衡時，液體表面錐體的半頂角為49.3°，在G.Taylor的研究工作中稱之為“Taylor錐體”。隨著小液滴的減小，電場強度逐漸加強，過剩的正電荷克服表面張力形成小液滴，最終從Taylor錐體的尖端濺射出來。噴針Taylor錐體高壓電源對電極MS基本結構及工作原理電噴霧理論D.P.HSmith提出的公式可以解釋影響電噴霧過程的幾個參數(shù)。發(fā)生電噴霧的高電壓Von(kV)與電噴霧針的半徑(um)，溶劑的表面張力γ(N/m)有關，還與噴霧針尖和反向電極(取樣真空小孔)的距離d(mm)有關：若使用甲醇作溶劑(γ=0.0226N/m)，噴霧毛細管的半徑為50um，噴霧針尖與反向電極之間的距離是5mm，則可能發(fā)生的電壓為1.27kV，如果換成水，則發(fā)生電噴霧的電壓就要升到2.29kV。﹡事實上，大量證據(jù)表明，從ESI圖譜中觀察到的離子與液相中存在的離子是不一樣的。MS基本結構及工作原理電噴霧理論處于正電壓的霧化針噴出的氣溶膠小液滴帶有過量的正電荷，隨著溶劑的揮發(fā)和小液滴面積的縮小，表面電荷與表面積的比值就會變大，直到電荷排斥足以克服表面張力，使小液滴發(fā)生濺射，此時電荷排斥等于表面張力，并服從雷利（Rayleigh）穩(wěn)定限，可用公式表述如下：式中，q為小液滴電荷數(shù)；R為小液滴面積；ε0為真空介電常數(shù)；γ為表面張力。帶點小液滴通過發(fā)射出細小的小液滴來降低“庫侖力”，隨著溶劑的不斷揮發(fā)，小液滴會重新達到雷利穩(wěn)定限，然后進一步發(fā)射出更細小的小液滴，由于較大的小液滴是通過不斷分裂形成較小的小液滴束，這個過程被命名為為“不均勻裂解”。MS基本結構及工作原理電噴霧理論許多實驗數(shù)據(jù)表明，ESI信號的響應值與被分析物的濃度有關。已經(jīng)觀察到的線性響應相關的最大濃度是10-5mol/L，高于這個濃度則線性曲線就會變得平坦。這個事實可以歸屬為在這個濃度下，小液滴表面的電荷已經(jīng)完全飽和了，增加濃度已經(jīng)不能提高液滴表面的生成離子的電荷數(shù)。在ESI動態(tài)范圍內(nèi)的低端還受到靈敏度的限制，與質(zhì)譜離子源和質(zhì)量分析器的效率有關，且與無法避免的化學背景有關。線性范圍會隨著儀器設計和應用領域不同而有很大的變化，就一般而言，ESI的動態(tài)范圍大致在3~4個數(shù)量級。ESI強度與濃度變化的關系如下圖：MS基本結構及工作原理Agilent離子源：APCIMS基本結構及工作原理APCI電離模式（正離子）MS基本結構及工作原理APCI參數(shù)設定MS基本結構及工作原理APCI的電離原理MS基本結構及工作原理ESI與APCIESI液相離子化極性化合物和生物大分子流速：0.001~1ml/min優(yōu)點化合物無需具有揮發(fā)性是熱不穩(wěn)定化合物的首選除了單電荷離子還能形成多電荷離子APCI氣相離子化非極性，小分子（較ESI而言），且有一定揮發(fā)性流速：0.2~2ml/min優(yōu)點不易產(chǎn)生碎片離子源參數(shù)調(diào)整簡單噴霧器及針位置不關鍵LC流速可達2.0ml/minMS基本結構及工作原理什么是CID？MS基本結構及工作原理CID對質(zhì)譜圖的影響MS基本結構及工作原理正離子和負離子

大氣壓電離技術能生成正離子和負離子。對于指定的分析，主要的離子類型取決于分析物的化學結構和溶液的pH值（尤其對于ESI源）。雖然離子源中可能存在兩種離子類型，離子傳輸和聚焦區(qū)域中離子光學元件的極性決定了檢測到的離子類型。正離子和負離子分析要求不同的離子光學元件設置。MS基本結構及工作原理毛細管毛細管的內(nèi)孔被污染，會降低離子傳輸，特別是低質(zhì)量端。如果污染嚴重，可能從進口到出口產(chǎn)生泄漏電流，導致毛細管電流增加。嚴重時，導致室電壓錯誤。MS基本結構及工作原理椎孔體椎孔體既是一個透鏡，也是移除中性多余的氣體和溶劑分子的地方（錐1直徑=1.7mm）。較重離子動量較大，通過錐孔體小孔;干燥氣體等較輕離子被錐孔體轉(zhuǎn)向，被泵抽走。錐體適當提前可以提高靈敏度。MS基本結構及工作原理八級桿離子向?qū)Ш屯哥R1、透鏡2

在SL系列MS中透鏡1是一個電子靜態(tài)透鏡，聚焦離子。透鏡2被施加一個RF電壓，使其與四級桿有相同頻率。八級桿將繼續(xù)聚焦飛向四級桿的離子。這個區(qū)域由分子渦輪泵泵走大量中性物質(zhì)。八級桿讓離子在進入四級桿前，勻化離子能量分布。MS基本結構及工作原理四級桿質(zhì)量過濾器

鍍金陶瓷或者鉬合金MS基本結構及工作原理四級桿質(zhì)量過濾器如何工作

MS基本結構及工作原理馬修穩(wěn)定圖

馬修穩(wěn)定圖中的三角區(qū)包括了所有允許離子遵循一個穩(wěn)定的軌道飛行到達檢測器的可能的DC和RF的組合。在DC和RF外的三角區(qū)的組合會導致在四級桿區(qū)域離子不穩(wěn)定。MS基本結構及工作原理檢測器—高能量倍增檢測器（HED）

離子從四級桿質(zhì)量過濾器中通過后，由透鏡引導進入高能量打拿極（HED），HED產(chǎn)生與它接收到的離子的數(shù)量成正比的電流信號，匹配的電子倍增器電極使電子積累和加速進入放大器的喇叭口，信號被傳遞到電極進行放大和處理。MS基本結構及工作原理離子檢測—HED運轉(zhuǎn)模式

MS基本結構及工作原理真空系統(tǒng)MS基本結構及工作原理真空系統(tǒng)真空腔真空腔由鋁制成，有出口連接其它元件和質(zhì)量分析器。真空腔由密封圈分成幾個階段，每個階段的壓力逐漸降低。真空腔表面是一個平的鋁板，覆蓋了真空腔頂部大的出口。真空腔的O形環(huán)提供必要的密封。表面有螺母將其上緊。MS基本結構及工作原理真空系統(tǒng)MS基本結構及工作原理真空系統(tǒng)真空泵

高真空泵制造低壓（高真空），常被稱為“渦輪”泵。一個控制器調(diào)整供應到泵中的電流，監(jiān)測泵馬達速度。運轉(zhuǎn)期間分子渦輪泵的頁片呈懸浮狀態(tài)，相互磨損較小。當泵軸的磨損達到一定程度，就不能保證平衡運轉(zhuǎn)，泵的旋轉(zhuǎn)頁片和固定頁片間距只有1mm左右，一旦頁片在高速旋轉(zhuǎn)時發(fā)生偏差，就會打在一起。MS基本結構及工作原理真空系統(tǒng)前級泵

前級泵降低真空腔的壓力，以便高真空泵可以運作。它泵走從高真空泵來的氣體。前級泵與真空腔和大渦輪泵的出口連接。前級泵是一個兩階段泵。前級泵有一個內(nèi)在的反倒吸閥，幫助防止在斷電時倒流。

降低真空至10-1到10-2torrMS基本結構及工作原理真空系統(tǒng)真空規(guī):用于測量壓力。不同真空規(guī)測量不同范圍的壓力。熱偶規(guī)真空規(guī)（105～10-1Pa）:電阻真空計、熱偶真空計低壓下氣體熱傳導～氣體