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经验交流
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仪器原理介绍
电喷雾电离源（
ESI
）
套
管
的
清
洗
、
维
护
（
如
果
需
要
可
以
演
示
操
作
）
电
喷
雾
电
离
源
是
一
种
软
电
离
方
式
，
< br>即
便
是
分
子
量
大
，
稳
定
性
差
的
化
合
物
，
也
不
会
在电离过程中发
生分解，它适
合于分析极性强的大分子有机化合物，如蛋白质、肽、糖等。（对于非极性
、挥发性的待测化
合物，则不使用。）
电喷雾电离源的最大特点是容易形成多电荷离子。这样，一个
分子量为
10000Da
的分子若带有
10
个电荷，则其质荷比只有
1000Da
，进入了一般质谱仪可以分析的范围之内。根据这一特点，目
前采用电喷雾电离，<
/p>
可以测量分子量在
300000Da
以<
/p>
上的蛋
白质
。
（
因此由
ESI
电
离源电
离的
质谱
仪在
测量的
分子
量范
围上
，理
论无
上限，
只需<
/p>
要调
节条
件，
让
其
带上更
多的
电荷
即可
。）
电离源几个参数的意义
1
、毛细管电压
（
3KV~8KV
）
控制合适的电压，
以便对于待测
化合物有更好的电离度并且在这个条件下不会发生电化学反
应，从而降低待测物质的信号
。在负离子模式下，由于电压过高，电离源尖端会出现紫色的尖
端放电现象，做样品测试
的时候要尽量避免，防止由于尖端放电，电压过高使样品发生裂解，
从而不能得到较高丰
度的分子离子峰。同时也会由于电流的产生，损毁离子源内的元件。
2
、去溶剂温度（溶剂的最低的气化
温度到最高的气化温度之间）
电离源温度是溶剂气化的重要参数。软件添加附件之后可以将该参数设置到
350
℃。对于水
比较多流动相而言，我们需要调高电离源的去溶剂温度以便
水能最大程度液化，因为有时候未
气化的水会进入到质谱仪器内部，对一些阀门造成损坏
。（当然，对于水而言，由于表面张力
比较高，很难形成电喷雾，所以可以在不影响液相
分离的情况下，尽量减少水的含量，避免信
号的损失。）
3
、锥孔电压（根据灵敏度和分辨率
进行数值优化）
锥孔也可以叫采样孔，
调节合适的锥孔电压可以增强仪器的灵敏度，
但是锥孔电压过高会造
< br>成待测化合物的源内裂解。造成非二级质谱造成的碎片峰的产生，不利于谱图的解析。
4
、去溶剂气
去溶剂气流量的选择：
经验法选择去溶剂气，
一般流动相的流
速为
0.1mL/min
时候，
选择<
/p>
100L/h
的去溶剂气流量，
0.2
mL/min
时选择
200L/h
的去溶剂气流量，依次类推。去溶剂气的流量必须
1
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稳定，
需将液氮分压表的分压控制在
0.6
左右，
否则做出实验的待测化合物的离子计数重现性很
差。
另外，当去溶剂气流量升到
1000L/h
的时候，会发现去溶
剂温度的反馈值保持在
300
℃（如
果
预设为
350
℃），属于正常现象。
总而言之，
电离源的最佳使用效果是
要保证从电离源外观看来，一定要产生锥形电喷雾。从图
3
4<
/p>
谱上看，如果样品量能保证在
mg/mL,
质谱的响应值能达到
10
或者
10<
/p>
数量级。如果未达到，分
析思路：
1
、离子模式选择是否正确。
2
、离子源、锥
孔是否清洁。
3
、所设的离子源数值是不是
没有得到相应的反馈值。
4
、待测样品是否适合用这种电离
源进行电离。
5
、仪器的灵敏度是不
是
不够（在重新进行软件的附件安装之前，应该保存
ms tune
方法参数，以防由于参数设置问
题造成灵敏度下降）。
四级杆检测器
两种工作方式：
1.
全扫描
sca
n
：指定的两个质核比间扫描每个离子的丰度。
2.
仅检测被选择的一个或多个离子的丰度。
飞行时间检测器原理
2
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质荷比与时间的平方成正比，只要测定出飞行时间，就可换算成质荷比。在检测时，显然
是质荷比小的先到达检测器，质荷比大的后到达。在通常情况下，离子的飞行时间为微秒
数量
级。
飞行时间性能指标：
1.
分辨率：
RP = M /
?
M
（
< br>M:
为测定的质量，
?
M:
半峰高的峰宽）
线性模式，分辨串较低；反射模式，分辨率可高达
15000
“延迟引出”（
DE
）技术或称“脉冲
离子引出”（
PIE
）
2.
质量范围：目前的商品仪器．—般可测到几十万原子质量单位（
u
）
飞行时间在多肽
，蛋白质，糖，核苷酸有广泛的应用，能使有机质谱测试难得到信号的物质
得到理想谱图
。
3
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MCP
检测器
微通道板与电子倍增器的作用类似，都是离子的物理型放大器。与电子倍增器不同的是，
MCP
有成像功能；但是在
TOFMS
应用中仅使用了电子倍增功能。
在微通道板的每个通道的内
壁上都涂有一种能发射次级电子的半导体材料，当给微通道板
加了一定电压后，就会在每
个通道中产生一个均匀的电场。这个电场是轴向的。所以能使进入
电场的低能电子（光子
或电子）与壁碰撞的时候能产生次级电子，并且在轴向电场的作用下次
级电子被加速，这
样次级电子碰到壁上又会产生更多的新的次级电子。这样。对于一个入射粒
子。在板的输
出端就会产生很多的电子。实际上我们很容易理解，每个通道就是一个光电倍增
管，不过
它没有专门的光阴极，而且打拿极是连续分布的，另外入射电子不只限于光子，事实
上任
何载能电子，只要在通道壁上能打出次级电子，它都能响应，与光电倍增管外电路分压器
相比拟，它利用铅玻璃自身的体电阻作为分压电阻，一般极间总电阻为
10
欧，通道中的电势梯
度使次级电子得到加速，获得能量，从而保证在下一次轰
击通道时有足够大的二次发射系数。
微通道板
（
MCP
）是由内壁镀有半导体层的微管规则排列熔压
而形成的二维阵列，
可以将微弱电
子图像或信号均匀放大到
10000
倍以上。
保持端面的清洁，不能用手触摸。
避免碰撞，挤压造成机械破损。
避免真空不高的情况下加高压，以免引起通道内孔放电。
防止两端面间高压击穿造成绝缘破坏。
防止
MCP
一次性直接暴露在强粒子束中。
< br>
二级质谱原理
在一级的基础上，确定感兴趣的母离子进行碎裂（借助四极杆进行筛选，使用碰撞池进行< p>
碰撞碎裂），碎裂机理为碰撞诱导解离。
（
CID
）本实验选择在一级质谱的基础上选择分子量为
721
的离子进行碰撞，可得到如下的质谱图，见其碎片峰。
二级图谱的碰撞电
压的选择直接影响图谱的形成，对数据的解析有很大的影响。最佳情况
应该保证图谱中存
在
5%~10%
的原母离子和碎片离子，若碰撞电压设置过高，
也会对碎片信息的
获得造成影响，碎片过碎，碎片难以解析。
二级质谱的应用
·
待测化合物的碎片获得，
可以通过二级图谱与已知化合物的二级碎片进行对比，
进行待测化
合物的确定。
·
半定量的方法
·
多肽测序
·
代谢产物的鉴定
······
新开机后仪器使用、调谐
一：开机
1.
打开质谱：总按钮，抽真空与控制电压按钮。
4
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2.
打开质谱液相与电脑的中枢按钮
3.
打开电脑，
MassLynx
软件
注意：
a.
如果
Mass
Tune
界面是灰色的，而且没有时上时下的峰，则说明电脑与仪器连接不良。
b.
如果电脑与仪器长期连接不良，质谱控制电压
按钮一定要处于关闭状态，以免质谱内
电压不受控造成质谱烧毁。
-7
二：
MCP
检测器的老化（
老化应在真空
24
小时后完成，观察压力表在
10
兆
帕，
Vaccum
中的表
指针应在绿色
区域，避免未达到真空度，
MCP
双板电极之间通电短路。避免
MCP
一次性暴露在
强的粒子流中
）
1.
打开
MS Tune
界面，点开
Press for
operate
（变绿）
2.
将
Flight Tube
电压逐渐升至
5630V
。（每隔
500V
一升。）
s
中点
MCP
Conditioning
：
Vol
tage
：
start
（
v
）
0
Stop
（
v
）
2300
Time
：
sta
rt
（
mins
）
720
Stop
（
< br>mins
）
1
3.
开始之后
12
小时
Fli
ght Tube
中的
MCP
Detector
为
2300v
5.
关闭质谱：将
Voltage
以
200v
为间隔降到
0v
，关闭
Press for
operate
（变红）
电压最高值是工程师调谐的，若实验过程中发现精密度不高，也避免调
MC
P
的电压，以
免对
MCP
造成损耗。
三：质谱校正
校正溶液的选择注意事
项：选择能够产生离子簇的物质，一般校正溶液的选择与平时所测的物
质的分子量范围有
关。
1.
校正溶液异丙醇甲酸钠的配
制（本实验室常用校正液）
基本比例：以
10ml
异丙醇甲酸钠为例
A.
9ml
超纯水放入容量瓶中，用甲酸标定，即得
10%
甲酸溶液。
B.
将<
/p>
0.5ml0.1mol/L
氢氧化钠溶液与
0.5ml
甲酸水溶液加入
10ml
容量瓶中
C.
将体积比为
9:1
的异丙醇加入到“
2
”中的容量瓶中标定，即得甲酸钠溶液。
注意：有机相，水相分别过膜。
2.
打开质谱
1
、
Press for
operate
打开，点开两个气阀。
2
、
ES+ Source
：
capillary
调成
3350v
（负离子模式为
2600v
，毛细管电压可以根据不同化合
物的性质做出调节，总体范围在
2kv~8kv
之间）
desolvation
temperature
调到
300
℃
(
如果
安装附件可以到达
350
℃
)
3
、
Time of
Flight
：
Flight Tube
以
500v
为间隔升到
5630v
MCP Detector
以
200v
为间隔升
到
2300v
。
开启质量校正页面后，
质量校正前请先确定目前仪器处于未校正的状态，
可以将
flie
文件中的
< br>Uncal
—
No
Calibration
。
3.
连接校正液与质谱，打开校正液流速，待质谱有信号后按”
Acqu
ire
”收集信号
4.
一段时间后（
3min
左右）将质谱方法停止，观察
spectrum,
确定下分子量，在
MS Tune
中的
Calibration
< br>中
查
询
标
准
物
的
准
确
分
子
量
注意：由于经常做的是天然产物，
其分子量在
400-500
之间，所以要校正
400-500
之间的数值。
（按
m/z
的需求对分子量进行选择，若待测化合物的分子量在
700
左右
，则选择
700
左右的分
子量进行校正
。）
5
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