超快速三重四极杆液质联用仪LCMS-8030特点及应用.ppt

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1、,超快速三重四极杆液质联用仪LCMS-8030特点及应用,岛津国际贸易（上海）有限公司 分析仪器市场部 莫海清2023/10/26,2,对于三重四极杆液质联用仪的要求及应用领域,灵敏度 重现性 速 度 稳定性 操作简便 高性价比,药物研发,生命科学,化 工,分子成像,纳米技术,食品安全,电 子,新能源,环 境,法医学,3,仪器尺寸(mm)长:1180高:560宽:530重量:130 Kg,4,5,岛津LCMS-8030市场定位,MRM 灵敏度,价格,6,LCMS-8030的离子路径,1st 真空室:100 to 200 Pa,2nd:5 Pa,3rd:0.1 Pa,4th:3 x 10-3 P

2、a,大气压,由一个机械泵和一个三级差动涡轮分子泵构成的四级真空体系,40L/S,260L/S,210L/S,机械泵,7,离子可以飞多快?,基本电荷:z加速电压:U离子质量:m,=1.602 x 10-19 As=10 V=300 g x mol-1/阿伏加德罗常数,v=9130 km/h=8 马赫=253 cm/ms,理论上,通过MS/MS离子光学系统的时间大约是0.4 ms。,1 米,U=10 V,8,瓶颈,离子在碰撞室内与气体(氮气或者氩气)碰撞后失去动能 在极端情况下,v=0 cm/ms 如果碰撞室内没有某种方式给离子加速的话，飞行时 间会增加到50ms。,9,离子,赝势与离子极性无关,

3、赝势横截面图,岛津碰撞室技术,UFsweeperTM 碰撞室技术,通过Pseudo potential（赝势）梯度快速传输离子,10,岛津碰撞室技术,离子传输质量范围:四极杆 六极杆 八极杆,离子聚焦能力:四极杆 六极杆 八极杆,Pseudo-potential；,V*(r),1,(IC)8,IC:离子导入部分的内切圆,简化方程:,r0:RF离子导入部分的内圆半径V0:RF 电压n:离子导入部分的电极数目,11,为分析物 1/碎片 1设定 Q1,碰撞室和 Q2 电压,等待片刻(切换时间或扫描延迟时间),为分析物 1/碎片 2设定 Q1,碰撞室和 Q2 电压,监测碎片1的信号(驻留时间),等待片

4、刻(切换时间或扫描延迟时间),为分析物 2/碎片 1设定 Q1,碰撞室和 Q2 电压,等待片刻(切换时间或扫描延迟时间),监测碎片1的信号(驻留时间),为分析物 2/碎片 2 设定 Q1,碰撞室和 Q2 电压,等待片刻(切换时间或扫描延迟时间),监测碎片2的信号(驻留时间),监测碎片2的信号(驻留时间),MRMs分析状态下的质谱仪工作流程,12,传统的RF电压切换方式,LCMS-8030采用的超快速RF电压切换方式,RF 稳定时间 2.5 msec.,RF 稳定时间 0.4 msec.,离子强度稳定时间小于1 msec.,离子强度稳定时间约3 msec.,延迟时间（Pause Time）,实际

5、离子强度,如果采用较短的延迟时间:重现性更好,如果采用较长的延迟时间:重现性变差。,驻留时间（Dwell Time）,14,实现高速离子传输的碰撞室 加速离子在碰撞室内的传输从而实现更快的MRM测定快速响应的四极杆质量过滤器(Q1和Q3)延迟时间最小化以获得更好的重现性,LCMS-8030 融合上述关键技术，即便是正负极性同时测定条件下，也可以实现更快速的MRM测定。,关键技术,15,无需妥协!,%RSD:1.92,%RSD:0.79,%RSD:0.48,阿普唑仑,16,1.00,1.25,1.50,1.75,2.00,min,0,0.5,1.0,1.5,2.0,维拉帕米 1 g/mL m/z

6、 455.2 165.0延迟时间 3msec驻留时间 3msec,x106,1.00,1.25,1.50,1.75,2.00,min,0,0.5,1.0,1.5,2.0,x106,Dummy transitionm/z 470.0 165.0,SHIMADU LCMS-8030,什么是串扰?,17,出色的线性,孔雀石绿,18,高压电源 实现高速极性切换,LCMS-2010,HV powersupply(+),HV powersupply(-),positive ion mode,HV powersupply(+),HV powersupply(-),negative ion mode,LCMS

7、-8030,HV cable,Ionizationprobe,专利申请中:PCT/JP2005/016526,超快速极性切换技术,19,Ch1Data,Ch2Data,Ch2Vol.,Ch26Data,NEGVol.,Ch27Vol.,Ch27Data,POSVol.,Ch1Vol.,Ch1Data,数据采集周期,Ch1,驻留时间 延迟时间 极性切换时间,数据采集周期（Loop Time）,超快速MRM和超快速极性切换技术的融合,20,AT 6410Dwell:5,Pause:5,PN:500,TQD,AT 6430 Dwell:5,Pause:5,PN:20,LCMS-8030 Dwell:

8、3,Pause:1,PN:15,RSD,36.87%,4.62%,2.20%,以各公司的设定值(msec)进行测定对于尖锐峰也可采集多个数据点数，因此，重现性良好,API-3200 Dwell:5,Pause:5,PN:700,192.66%,0.25,0.50min,0.30,0.35,0.40,0.45,四唑嘧磺隆,超快速MRM和超快速极性切换技术的融合,21,10 点峰宽3sec,MRM测定通道数最大化,22,数据采集时间的优化-“MRM 同步”仅在保留时间窗口范围内采集目标化合物的数据。从而大幅提高了多组分同时分析时的数据采集点数，有助于提高重现性。,数据采集点数最大化,23,传统的M

9、RM事件时间设置方式,数据采集周期最大 0.662s316 种化合物,%RSD平均 12.3%,驻留时间 1msec延迟时间 1msec,24,MRM同步设置的优势,数据采集周期最大 0.116s 43 种化合物,%RSD平均 3.4%,驻留时间 1msec延迟时间 1msec,25,316种农药:MRM同步测定,相同MRM事件时间,15 point%RSD 5.94%Area 1,176,956Height 316,707,MRM 同步,106 point%RSD 0.45%Area 1,155,794Height 329,294,嘧菌胺,26,根据扫描速度和 m/z 两者设置适用于四极杆的

10、电压，使用这种革新方法将灵敏度的损失降至最低。,0.0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,6.0,7.0,8.0,9.0,0.0,2.5,5.0,7.5,(x100,000),271.1,226.9,TIC,0.0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,6.0,7.0,8.0,9.0,0.0,1.0,2.0,3.0,(x1,000,000),270.9,226.8,TIC,2:BPA,2:E2,1:BPA,1:E2,使用更高的扫描速度，灵敏度没有损失。,2.超快速扫描技术15,000 u/s,1.传统方法15,000 u/s,扫描速度u/sec,峰高归一化 125 u/sec,1.传统

11、方法15,000 u/s,2.超快速扫描技术15,000 u/s,专利申请中:PCT/JP2008/001282,超快速扫描技术,27,专利申请中:PCT/JP2008/001282,马修图,原有技术:U/V常数控制,新技术:U/V(RF增益)控制,新技术:RF偏置控制,超快速扫描技术,28,扫描速度比较,LCMS-8030具有目前世界上最快的正负极性切换(15 msec)和子离子扫描(15,000 u/sec)速度，在各种扫描分析时,29,注:扫描a:全扫描或选择离子传输通过所有离子b 或碎片:在设定的质荷比范围内通过所有离子或碎片离子碎裂c:通过与氩气碰撞使离子碎裂设定d:设定通过特定质荷

12、比的离子,扫描功能,30,母离子扫描,31,500amu/sec,3,000amu/sec,6,000amu/sec,在不同的扫描速度下没有质量偏差！,Result from Vender X,LCMS-8030,扫描速度比较,32,中性丢失扫描,33,参数设置,34,Q3 SCAN TIC,NL 161 u,NL 175 u,NL 145 u,NL 159 u,NL 189 u,compound 6,compound 7,Q3 SCAN,Q3 SCAN,NL 161 u,NL 175 u,compound 6,compound 7,Flow rate:0.5 mL/minTotal inte

13、rval:0.185 sec Q3 scan;0.06 sec CNLS,m/z 500-600,6000 u/sec NL 161 u;0.025 sec NL 175 u;0.025 sec NL 145 u;0.025 sec NL 159 u;0.025 sec NL 189 u;0.025 sec,各种中性丢失基团研究,35,compound 6,Scan Speed:6000 u/sec,Scan Speed:2300 u/sec,Scan Speed:1100 u/sec,Scan Speed:500 u/sec,Scan Speed:6000 u/sec,Scan Speed:

14、2300 u/sec,Scan Speed:1100 u/sec,Scan Speed:500 u/sec,不同扫描速度比较,36,同步检查扫描,下述任一扫描方式:Q3 全扫描 母离子扫描 中性丢失扫描 MRM,均可作为 检查扫描 触发 子离子扫描,37,检查扫描事件参数设定,38,检查扫描事件参数设定,Chapter 11,Page 322,Operation Manual,设定挑选同一母离子的次数,以所选择的母离子质量数为中心设定正负值,在上一次数据采集事件之后对于选定的母离子扣除特定的时间周期,39,检查扫描事件参数设定,质谱图,质量差:m峰强度比:相对母离子的同位素丰度%,40,单触式

15、安装或移除,位置调节旋钮:-2mm至+3 mm。,ESI 离子源,全新设计的锥形喷雾毛细管最大限度地减少了样品堵塞。实现免工具维护。,41,可选离子源,更换离子源简便快速 自动识别 通过软件设置全部参数 电压,气体流速,温度,DUIS,APCI,42,长期稳定性,环虫酰肼,43,DL(直管)无需卸除真空即可更换,孔板无DL时保护真空,Drying gas in,Drying gas out,模块加热器Max.500 deg.C(ESI,DUIS)Max.300 deg.C(APCI),专利申请中JP H11118764,JP 2006-170689,除溶剂单元:DL,44,45,46,速度无可

16、比拟耐用性操作简便高性价比,第一部分小结,500 MRM通道/秒 超快速扫描 超快速极性切换 超快速RF电源,易于维护 无需卸除真空即可更换DL,47,MRM 优化同步检查扫描食品安全分析应用实例,第二部分内容,48,MRM 优化流程,母离子计算,选择拟优化参数,开始MRM 优化,三个参数:I.Q1 预四极偏置电压,II.碰撞能量,III.Q3 预四极偏置电压,选择子离子扫描参数,49,精确质量数计算(AMC),母离子的质量数仅保留小数点后一位。(e.g.:734.46-734.5)如果仅知道化合物的分子式，AMC也可以计算出所有可能的加和方式。,50,优化模式,步骤 1:Q1 预四极偏置电压

17、,步骤 2:不同碰撞能下子离子扫描,步骤 3:Q3预四极偏置电压,每一个化合物进样3次,鉴于优越的仪器稳定性，通常可以省略步骤 1 和 3。,52,MRM 优化结果,53,System Configuration,完成优化,55,同步检查扫描,下述任一扫描方式:Q3 全扫描 母离子扫描 中性丢失扫描 MRM,均可作为 检查扫描 触发 子离子扫描,56,食品安全分析应用实例,分析三种蔬菜基质中的农药残留(姜,大葱和韭菜）,化合物表,57,Column:Shim-pack XR-ODSII(2.0 mmI.D.x 75 mmL.,2.2 m)Mobile phase A:0.1%formic ac

18、idMobile phase B:acetonitrileGradient program:0%B(0 min)-100%B(7.0-7.5 min)-0%B(7.51-10 min)Flow rate:0.5 mL/minInjection volume:2 LColumn temperature:40 degree C,食品安全分析应用实例,目的:通过分析三种蔬菜基质中加标样品，考察仪器重现性和准确性。,利用20 ppb 浓度加标样品建立单点工作曲线。考察测定 5 ppb 浓度加标样品时的准确性。,色谱条件：,58,MRM 优化流程,Q3全扫描,选择拟优化参数,开始MRM 优化,三个参数:

19、I.Q1 预四极偏置电压,II.碰撞能量,III.Q3 预四极偏置电压,选择子离子扫描参数,59,Fipronil435.00330.05(-),Abamectin890.60145.10(+),Pyridaben365.00147.20(+),Phoxim299.0077.15(+),Isofenphos-methyl332.00231.00(+),Difenoconazole406.00251.05(+),Triazophos314.00162.05(+),Diflubenzuron311.00158.05(+),Parathion292.0094.00(+),Isocarbophos27

20、3.00231.00(+),Carbaryl202.00145.15(+),Pyrimethanil200.00107.10(+),Carbofuran222.00165.10(+),Aldicarb116.0089.10(+),Methyl Parathion264.00223.15(+),Acetamiprid223.00126.00(+),Imidacloprid256.00209.05(+),3-Hydroxycarbofuran238.00163.10(+),Methomyl163.0088.15(+),Aldicarb sulfoxide207.00132.05(+),Ometho

21、ate214.00125.00(+),Carbendazim192.00160.15(+),Acephate184.00143.05(+),Methamidophos183.0094.10(+),Standard mix,1ug/mL,24 种农药混标:1 ppm,60,一次设定浏览多个数据,定量浏览器,同步化合物名称，色谱图与质谱图以及校正曲线同时显示,校正曲线的修改 直观准确的峰积分计算,%RSD等 从Excel表中拷贝和粘贴 自动判断违禁组分 e.g.;LOD,LOQ,MRL etc,61,Dwell time:30 msecAccuracy is not so good.,62,Dwe

22、ll time:200 msecAccuracy is getting better.,63,农药标准品线性范围,粗体字表示:Dwell time=200 msec,Others:30 msec%RSD 以最低浓度点计算(n=6),64,农药标准品线性范围,粗体字表示:Dwell time=200 msec,Others:30 msec%RSD以最低浓度点计算(n=6),65,农药标准品线性范围,红色斜体字表示:Dwell time=400 msec,Q3:Low粗体字表示:Dwell time=200 msec,Others:30 msec%RSD以最低浓度点计算(n=6),66,农药标准品

23、线性范围,红色斜体字表示:Dwell time=400 msec,Q3:Low粗体字表示:Dwell time=200 msec,Others:30 msec%RSD以最低浓度点计算(n=6),67,吡虫啉,甲萘威,对硫磷,阿维菌素B1a,30 msec200 msec400 msec,不同驻留时间的XICs谱图,30 msec200 msec400 msec,30 msec200 msec400 msec,30 msec200 msec,68,姜 大葱 韭菜,分别添加20 g/kg 和 5 g/kg 的农药混标 20 g/kg;建立单点校正曲线 5 g/kg;测定,在100 L 预处理过的样

24、品中添加100 L 水(制成20 g/kg 和5 g/kg 溶液),0.45 m 微膜过滤,LCMS-8030进样分析,样品前处理,目的:通过分析三种蔬菜基质中加标样品，考察仪器重现性和准确性。,利用20 ppb 浓度加标样品建立单点工作曲线。考察测定 5 ppb 浓度加标样品时的准确性。,69,生姜样品测定结果,20 ppb(100 pg on column),n=6 5 ppb(25 pg on column),n=6,70,生姜样品测定结果,20 ppb(100 pg on column),n=6 5 ppb(25 pg on column),n=6,71,大葱样品测定结果,20 ppb

25、(100 pg on column),n=6 5 ppb(25 pg on column),n=6,72,大葱样品测定结果,20 ppb(100 pg on column),n=6 5 ppb(25 pg on column),n=6,73,韭菜样品测定结果,20 ppb(100 pg on column),n=6 5 ppb(25 pg on column),n=6,74,韭菜样品测定结果,20 ppb(100 pg on column),n=6 5 ppb(25 pg on column),n=6,75,LCMS-8030 是用于定性定量分析的通用平台。基于流动注射的MRM优化方式非常容易，并且更加准确。Quant Browser（定量浏览器）促进和加速定量数据后处理的工作流程。即使对于复杂基质样品分析也可以获得非常好的定量结果。,总 结,