最全LC-MS解析（一）

会里很

一、什么是LC-MS？

   LC-MS（液相色谱仪-质谱仪，Liquid Chromatograph-Mass Spectrometer）是液相色谱（LC）与质谱（MS）的结合，简称液质联用。
二、工作原理

       液质联用工作原理：首先是将样品在高效液相色谱中被离子化，按离子的质荷比（m/e或m/z）分离，然后再进入质谱检测器中检测每一个离子谱峰的分子量信息，从而实现分析目的的一种分析方法。LCMS可以对化合物分子进行定性分析及粗略的定量分析！原理过程参考动图解析16种实验室仪器（UV、IR、MS、NMR、SEM等）工作原理中的第四个质谱分析法MS。



三、谱图的表示方法

纵坐标：检测器检测到的离子信号强度横坐标：质荷比（m/e或m/z）以棒状图或条状图形式表示离子的相对峰强度随质荷比的变化规律。



1、质量色谱图：指定某一质量（或质荷比）的离子，其强度随时间的变化。
       质量色谱图确定特征离子，一般用于复杂混合物分析和痕量分析比较有用。当样品浓度很低或反应中产物含量很少在LCMS上看不到峰时，可以根据分子量大小输入[M+1]+或[M+23]+等数值来提取要的m/z值。
2、总离子流图：
       在选定的质量范围内，所有离子强度的总和随时间或扫描次数所做的图，也叫TIC图。总离子流图反映的是分子离子的吸收信号强弱。
3、质荷比（m/e或m/z）图：

       表现得数值就是所谓的m/z值，可以是[M]+，[M/2+H]+，[M-1]+，[M+1]+，[M+23]+，[M+39]+，[2M+1]+，[2M+23]+等数值。

四、常见术语

1、质荷比（m/e或m/z）：离子质量（以相对原子量单位计）与它所带电荷（以电子电量为单位计）的比值。
2、峰：质谱图中德离子信号通常称为离子峰或简称峰。3、离子丰度：检测器检测到的离子信号强度。4、基峰：在质谱图中，指定质荷比范围内强度最大的离子峰为基峰。5、准分子离子峰6、碎片离子峰
7、同位素峰
五、提供的信息

1、准分子离子峰及其相对峰强度
       所谓准分子离子就是分子离子[M]+，这是由于某些化合物受到溶液中离子的影响，容易形成阳离子加合物。小分子化合物在API质谱上使用正离子模式经常观察到质子的加合物[M+H]+，即M+1的分子量。
1） 其它准分子离子峰：[M+Li]+，[M+Na]+，[M+K]+，[M+NH4]+，[M+H3O]+等。2） 季铵盐是离子型化合物，它的准分子离子峰就是分子离子[M]+。正离子模式：极性小分子和碱性分子（含碱性氮原子的分子）常采用正离子模式进行LCMS分析。阴离子模式：能电离出质子的酸性化合物如酸、酚、磺酰胺等，LCMS检测到的是去质子的分子离子峰[M-H]+。

2、碎片离子峰及其相对峰强度

       化合物分子在离子源轰击下发生化学键断裂产生离子碎片，在LCMS中表现的就是离子碎片峰。正离子模式下常常会产生离子碎片峰的多见于带-Boc、-tBu、-Bn、-COOR、R-NH2、R-OH甚至R-CN这一类杂原子化合物。常见化合物离子碎片峰：



3、同位素离子峰
       大多数元素都有一定自然丰度的同位素组成，当分子上含有卤素X（X= Cl, Br）时，分子离子峰总伴随有同位素峰，其相对丰度取决于所存元素的种类、数量及其天然丰度。同位素峰的存在可以用来判断卤素跳舞的个数及反应是否成功。



    常见氯和溴的同位素峰峰型及m/z值大小：





4、二聚及多聚峰

      在LCMS中有时也会出现[2M]+，[2M+H]+，[2M+Na]+等的m/z 值，当样品浓度过高或底物本身容易以二聚形式存在时就会增加产生二聚峰的概率。

5、双电荷及多电荷离子峰

        有的分子部分结构中含有较多杂原子（如N，O，S原子等）的化合物有时会带两个或多个电荷，这时就会检测到双电荷或多电荷离子峰。
6、提供分子量，元素组成及结构信息
7、用于测定相对分子质量、化合物分子式及结构式

六、流动相

       按照流动相和固定相的相对极性大小可分为正相色谱（固定相极性＜流动相）和反相色谱（固定相极性＞流动相）。实验室用到的LCMS和HPLC一般均是反相色谱。

1、反相色谱流动相极性大小顺序：
      H2O＞MeOH＞i-PrOH＞MeCN，常用体系为A相-B相体系（即H2O-MeCN体系）。
2、流动相的酸碱性：
a)  酸性流动相：A相和B相分别加0.1-1%的TFA或FA或HCl
b)  碱性流动相：水相中加入一定量的氨水
c)  中性流动相：水相中加入一定量的NH4CO3或AcNH4。一定要根据底物性质和官能团的耐受性选择合适的制备体系！！

3、流动相梯度选择：

酸性流动相的梯度范围有以下几种：
50-100AB＞30-90AB＞10-80AB＞0-60AB＞0-30ABa)  5-95AB：常用于反应监测
b)  0-30AB（极性大洗脱能力弱）：用于极性大的化合物的监测c)  50-100AB（极性小洗脱能力强）：用于极性小的化合物的监测
七、液质联用的作用

1、不挥发性化合物的分析测定
2、极性化合物的分析测定
3、热不稳定化合物的分析测定
4、大分子量化合物（如蛋白质，多肽，多聚物等）化合物的分析测定

八、应用领域



原文地址：https://zhuanlan.zhihu.com/p/680562754