ICMS 联用技术背景介绍 离子色谱 (IC) 作为一种分析离子型化合物的有效工具, 已在食品 环境 制药 化工 科研等领域得到了广泛的应用, 美国环境保护署 (US EPA) 国际标准化组织 (ISO) 美国材料和试验协会(ASTM) 半导体设备及材料协会 (SEMI) 美国分析化学家协会(AOA

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1 ICMSQ 联用技术 赛默飞离子色谱 单四级杆质谱仪 ICMS 为您提供卓越的检测方案 食品行业的应用 环境行业的应用 制药和临床行业的应用 化工行业的应用

2 ICMS 联用技术背景介绍 离子色谱 (IC) 作为一种分析离子型化合物的有效工具, 已在食品 环境 制药 化工 科研等领域得到了广泛的应用, 美国环境保护署 (US EPA) 国际标准化组织 (ISO) 美国材料和试验协会(ASTM) 半导体设备及材料协会 (SEMI) 美国分析化学家协会(AOAC) 和国内标准方法 药典等都选用离子色谱作为分析工具 离子色谱常用的检测手段有电导检测, 紫外检测和安培检测 这些检测方法虽能满足测定的要求, 但仅以色谱保留时间作为定性依据, 存在非特异性, 有时会导致测定结果的假阳性, 并且, 样品的复杂基体往往会造成测定灵敏度大大下降 质谱 (MS) 检测器以保留时间和质荷比综合定性, 特异性较强, 定量灵敏度较高, 离子色谱与质谱联用成为解决复杂基体中痕量 超痕量离子分析的有效工具 阳极分析物 + Na + OH 阴极 + 废液淋洗液废液 (NaOH) H 2O+O 2 Na + OH +H 2 H 3O + Na + OH OH 2H 3O / 2O 2(g) H 2O H 2+2 OH 3H 2O 分析物 + H 2O 2 H 2O H 2O 检测器 H 2O 图 1. 电解抑制器工作原理 图 2. 淋洗液自动发生技术原理 质谱仪在电场和磁场的作用下将带电物质以质荷比的差异进行区分定性, 特异性较强, 灵敏度较高 但质谱仪的接口对酸 碱 金属盐的耐受度较低, 离子色谱的抑制器组件将淋洗液近乎转变为水溶液, 从根本上解决了离子色谱与质谱联用的接口技术难题 只加水 免试剂离子色谱的出现, 以电解水和离子交换分离为基础, 省略了淋洗液配制过程, 完全避免了容器和试剂污染引起的基线背景升高, 实现了离子色谱技术与质谱技术的完美对接 赛默飞离子色谱技术在离子色谱行业一直处于领先地位, 引领着整个离子色谱市场的发展方向,MSQ Plus 质谱检测器是当前市场上与离子色谱联用体积最小且灵敏度最高的四极杆质谱仪, 赛默飞可为客户提供完整的离子色谱 质谱解决方案 2

3 离子色谱与 MSQ 质谱检测器技术特点 离子色谱新组合 :MSQ 质谱仪 免化学试剂离子色谱 (RFIC) 与带有低质量数增强功能 (ELMO) 组件的新型 MSQ 质谱仪联用可以极大地增强检测灵敏度, 具有突出的选择性和特异性 抑制型离子色谱与质谱联用的优势 : 用标准的离子色谱条件分离 抑制器允许使用高淋洗强度的淋洗液, 使高容量柱的特点得到有效发挥 用高性能的检测器检测和识别分析物 避免共淋洗的干扰, 确保精确的识别 避免背景干扰, 确保分析物的最高灵敏度 用质量和同位素比率识别分析物, 进一步确证离子 提高未知物识别的能力 ICS 离子色谱 + MSQ 质谱检测器 体积最小 操作最方便的 MSQ Plus 质谱仪 MSQ Plus 是当前市场上与离子色谱联用体积最小且灵敏度最高的四极杆质谱仪, 配有 ESI 及 APCI 两种电离源, 分子量 m/z MSQ Plus 可以简便地与各种型号的离子色谱联用, 特别适用对含有盐 离子对试剂及成份极其复杂的样品的检测 ; 高效 耐用, 可不需要人员看管连续超长时间的使用 ; 操作简单, 几乎不需要设置或调试就可以达到最佳灵敏度 ; 利用内置快速校准和输入功能, 可真正实现质谱检测自动化 新型 MPath 三重直角离子源 完全消除中性碎片噪音和背景影响, 可确保实际样品的最佳灵敏度 专利的锥孔清洗系统 兼容含盐流动相, 大大提高了产品在常规条件下的使用周期 可使用不挥发性淋洗液 不需要改变原有的方法 不会因为样品脏而堵塞质谱入口 新型正方形 RF 透镜 更高效的离子传输速率 四极杆质量过滤器 有预过滤器保护, 可长时间保持性能稳定 新型专利的 Ion Bright 检测器 对正负离子均可保证最大的信噪比 创新的 MPath 路径大大提高灵敏度 入口锥孔 旋转式喷嘴 专利的锥孔清洗系统随时保持锥孔清洁 3

4 ICMS 在食品行业的应用 近年来, 食品安全事件频发, 已经成为社会广泛关注的热点问题之一 质谱检测越来越成为权威仲裁结果的重要参考依据 结合了高分离能力的离子色谱和高选择性的质谱优势的 ICMS 分析方法, 在食品中各类违禁添加物 ( 如溴酸盐 氯酸盐 高氯酸盐 硫氰酸盐等 ) 检测中, 是可靠检测结果的重要保障, 可有效消除复杂样品基质的干扰并获得更高的检测灵敏度 1. ICMS 测定面粉制品中的溴酸盐 (BrO 3 ) BrO 3 作为食品添加剂在面粉制品中曾被广泛使用, 饮用水用臭氧消毒时 也会产生 BrO 3 副产物, 因 BrO 3 对人体具有潜在的致癌作用, 对饮用水 面制品和饮料中痕量 超痕量 BrO 3 的分析成为一个热门的研究领域 离子色谱测定痕量 BrO 3 的主要方法有抑制型电导检测法和柱后衍生 紫外检测法 由于受到复杂基体干扰, 灵敏度不够高 离子色谱 质谱联用 成为更好的替代方法, 可有效地消除基体干扰, 对 BrO 3 的检出限为 4.6 μg/ kg, 可满足痕量和超痕量 BrO 3 分析的要求 抑制器 : 质谱系统 : Thermo Scientific ICS EGC KOH 淋洗液发生器 IonPac AS19 分析柱 +IonPac AG19 保护柱 ASRS mm 阴离子抑制器 MSQ, 带有外接 AXPMS 泵, 用于外接水 2. ICMS 测定油炸食品中的丙烯酰胺 图 3. 面包样品加标谱图 丙烯酰胺具有潜在的神经毒性 遗传毒性和致癌性, 自 2002 年瑞典科学家发现淀粉食物经过高温油炸会产生丙烯酰胺以来, 丙烯酰胺问题一直是食品安全的热点问题之一 离子色谱法测定丙烯酰胺主要采用紫外检测器进行检测, 但检测灵敏度较低, 且容易受复杂基体干扰,ICMS 联用可有效的消除紫外吸收物质的干扰, 同时该方法灵敏度高, 可满足油炸食品中丙烯酰胺分析的要求 流动相 : 质谱系统 : Thermo Scientific ICS2100+CRATC+EG 淋洗液发生器 IonPac ICSAS1 排斥柱 +IonPac NG1 保护柱 3 mmol/l 甲酸 乙腈 (7:3,V/V); 0.16 ml/min 等度淋洗 MSQ 3. 毛细管 ICMS 测定核苷酸 图 4. 面包样品加标谱图 核苷酸是构成核酸的成分, 碱基与糖通过糖苷键连成核苷, 核苷与磷酸以酯键连成核苷酸 目前婴幼儿配方奶粉中作为添加剂的核苷酸主要有 5 种 : 胞嘧啶核苷酸 (CMP) 腺嘌呤核苷酸(AMP) 尿嘧啶核苷酸(UMP) 次黄嘌呤核苷酸 (IMP) 鸟嘌呤核苷酸(GMP) 其主要生理功能是广泛参与人体的能量代谢 蛋白质合成, 具有提高各种酶的活性 活化细胞功能 促进抗体形成 增强免疫功能的作用 它们可促进神经细胞的生长发育, 是与 神经生长因子 有关或者可以作为神经生长物质利用的营养成分 抑制器 : 检测器 : Thermo Scientific ICS5000 毛细管型离子色谱仪, 配有 EGC 淋洗液自动发生器 Dionex IonSwift MAX100 monolith capillary column ( mm);guard column ( mm); Thermo Scientific Dionex ACES 300 毛细管阴离子抑制器 外接水模式 MSQ Plus mass spectrometer 4 图 5. 毛细管离子色谱 串联质谱法测定核苷酸

5 ICMS 在环境行业的应用 环境样品的痕量污染物的分析特别具有挑战性, 因为它既需要灵敏的检测器, 同时还要考虑消除基体干扰 离子色谱由于其电导检测的非特异性, 环境样品中高浓度的氯化物 硫酸盐等基质干扰, 在直接进样 离子色谱分析方法中常干扰诸如高氯酸盐 溴酸盐 氯酸盐 卤代乙酸和硒化物等痕量组分的准确定性和定量 离子色谱 质谱法 (ICMS) 是一种理想的解决方案, 比常规抑制电导 离子色谱法具有更高的抗基体干扰能力和灵敏度, 能提供低至 ng/l 的检出限 1. ICMS 测定环境水中的高氯酸盐 (ClO 4 ) ClO 4 主要存在于地下水 地表水及饮用水水源中 由于其可引起人体甲状腺病变, 影响人体正常的新陈代谢 因此对于水中 ClO 4 的研究引起了环境科学家的关注 离子色谱法测定环境水中痕量高氯酸盐时, 有时由于基体中干扰离子浓度过高, 使得样品中高氯酸盐难以准确地定 性 定量 US EPA 指出用离子色谱 电喷雾质谱联用技术 (ICESIMS) 检测饮用水中的高氯酸盐, 可有效的消除水 样中高浓度干扰离子 ( 如氯离子 ) 的影响, 样品中痕量的高氯酸盐可准确的定性 定量, 并且灵敏度远高于电导检测器 抑制器 : 电喷雾质谱 : Thermo Scientific ICS2100 型离子色谱仪, 配有 EGC 淋洗液自动发生器 IonPac AS16 型阴离子分析柱 (250 mm 2 mm); IonPac AG16 型保护柱 (50 mm 2 mm); AERS500 2 mm 阴离子抑制器 探针 300,2.5 kv, CID 电压 :10V, m/z=101, 99 图 6. 离子色谱质谱联用测定市政废水中的痕量高氯酸盐 2. ICMS 测定饮用水中的卤代乙酸 卤代乙酸 (haloacetic acids, HAAs) 是饮用水加氯消毒的副产物, 共有 9 种 HAAs, 一氯乙酸 (MCAA) 二氯 乙酸 (DCAA) 三氯乙酸 (TCAA) 一溴乙酸 (MBAA) 二溴乙酸 (DBAA) 三溴乙酸 (TBAA) 氯溴乙酸 (BCAA) 一氯二溴乙酸 (DCBAA) 二氯一溴乙酸 (DBCAA) 由于这类化合物对人体有潜在的毒害作用, 美国国家 环保局 (US EPA) 和世界卫生组织 (WHO) 对饮用水中卤代乙酸的最大容许浓度都进行了严格的规定 如 USEPA 规定饮 用水中 5 种 HAAs 浓度总和的最大限值为 60 μg/l;who 规定饮用水中二氯乙酸和三氯乙酸的最大容许浓度分别为 50 μg/l 和 100 μg/l 饮用水中 HAAs 可采用阴离子交换色谱 电导检测器分析 但 HAAs 的检测灵敏度不高并且水中高浓度的 Cl NO 3 2 SO 4 等离子会干扰 HAAs 的测定 采用 ICMS 联用技术时,HAAs 可以 [MH] 或 [MHCOO] 的形式被测定, 具有较高的灵敏度, 并且可有效地消除干扰离子的影响 Thermo Scientific ICS2100 型离子色谱仪, 配有 EGC 淋洗液自动发生器 IonPac AS19 型阴离子分析柱 (250 mm 2 mm); IonPac AG19 型保护柱 (50 mm 2 mm); 抑制器 : AERS5002 mm 阴离子抑制器 电喷雾质谱 : 探针 300,2.5 kv, CID 电压 :10 V20 V, m/ z=101, 99 浓缩方式 : 5 ml 样品用 TACULP1 柱浓缩 淋洗液 : 570 mmol/l KOH 梯度淋洗 进样量 : 250 μl 柱后加入 : 90% 甲醇水溶液,0.25mL/min 图 7. ICMS 测定饮用水中 9 种卤代乙酸 图 5

6 ICMS 在制药和临床行业的应用 医药和临床样品往往基质十分复杂, 其中含有较高浓度的蛋白 脂类和核酸等大分子有机质, 即使采用适当的前处理措施也难以将其完全去除 比如抑制电导 离子色谱法测定血液中的草甘膦含量时, 草甘膦容易受到某些未知离子型干扰物的影响而出现检测结果假阳性 而 ICMS 分析方法可简单 准确地完成其测定工作, 方法选择性较好, 灵敏度较高, 检测结果更加准确 1. ICMS 测定双膦酸类药物 双膦酸盐类 (bisphosphonates) 药物是近 20 年来发展起来的抗代谢性骨病的一类新药, 用于治疗骨质疏松症, 变形性骨炎, 恶性肿瘤骨转移引起的高钙血症和骨痛症等 特别是 以骨量减少和骨结构破坏为特征而导致骨脆性和骨折率增加 的骨质疏松症 骨质疏松是一种全身性骨骼疾病, 骨破坏也是各种实体瘤 ( 如乳腺癌 ) 和造血系统恶性肿瘤的常见并发症, 可引起高钙血症和骨痛等 因此, 对骨代谢异常疾病的防治已引起医药界广泛的关注 Thermo Scientific ICS5000 毛细管型离子色谱仪, 配有 EGC 淋洗液自动发生器 Dionex IonPac AS18Fast 毛细管柱 ( mm); Dionex IonPac AG 18Fast 毛细管柱 ( mm) 抑制器 : Thermo Scientific Dionex ACES 300 毛细管阴离子抑制器 外接水模式 两台 AXPMS Auxiliary 泵 ; 一台给抑制器外加水, 一台柱后加有机溶剂 检测器 : MSQ Plus single quadrupole mass spectrometer 图 8. 毛细管离子色谱 质谱联用测定双膦酸类药物 2. ICMS 测定血液中痕量草甘膦 草甘膦为内吸传导型广谱 高效除草剂, 在农耕中应用较为广泛 但使用不当, 亦可使人畜中毒, 草甘膦的分析鉴定方法主要分为气相色谱法 液相色谱法及离子色谱法 气相色谱法及高效液相色谱法均需要对草甘膦进行衍生处理, 得到适合仪器分析的衍生物后方能进样分析 离子色谱法以离子交换为分离机理, 可直接实现草甘膦的分离, 方法操作简单, 无需复杂的衍生操作 血液样品中含有较高浓度的蛋白 脂类和核酸等大分子有机质, 这些物质对色谱系统污染较为严重, 必须采用适当的前处理措施将其去除 由于电导检测器是通用型检测器, 草甘膦容易受到某些未知离子型干扰物的影响而出现检测结果假阳性 离子色谱串联质谱的分析方法, 选择性较好, 灵敏度较高, 检测结果更加准确 抑制器 : 质谱系统 : Thermo Scientific ICS5000 型离子色谱仪 配 KOH 淋洗液自动发生装置 IonPac AS19 分析柱 (250 mm 2mm); IonPac AG19 保护柱 (50 mm 2mm); ASRS 3004mm 阴离子抑制器 DionexMSQ 四级杆质谱 20,000 15,000 10,000 5, counts 2 1 1,000 min 图 9. 离子色谱 质谱法分离检测血样中的草甘膦 1glyphosate m/z 6

7 ICMS 在化工行业的应用 离子色谱技术 (IC) 分析发展迅速, 具有分析速度快 检测灵敏度高 稳定性好, 可进行多组分同时分析等优点, 在化工领域中水溶性离子化合物的检测已得到广泛应用 由于化工样品纷繁复杂且基体浓度差异较大, 建立的常规离子色谱分析方法中, 往往需要变换各种不同的复杂方法来应对不同基体中目标物检测的挑战 离子色谱 质谱法 (ICMS) 高的选择性和灵敏度, 可以简单的色谱条件应对各类复杂基质挑战, 是化工样品检测的理想选择 ICMS 测定离子液体组成分及其杂质 离子液体是指全部由离子组成的液体, 如高温下的 KCI, KOH 呈液体状态, 此时它们就是离子液体 在室温或室温附近温度下呈液态的由离子构成的物质, 称为室温离子液体 室温熔融盐 有机离子液体等, 目前尚无统一的名称, 但倾向于简称离子液体 在离子化合物中, 阴阳离子之间的作用力为库仑力, 其大小与阴阳离子的电荷数量及半径有关, 离子半径越大, 它们之间的作用力越小, 这种离子化合物的熔点就越低 某些离子化合物的阴阳离子体积很大, 结构松散, 导致它们之间的作用力较低, 以至于熔点接近室温 Thermo Scientific ICS2100 型离子色谱仪, 配有 EGC 淋洗液自动发生器 IonPac AS20 型阴离子分析柱 (250 mm 2 mm); IonPac AG20 型保护柱 (50 mm 2 mm); 抑制器 : AERS5002 mm 阴离子抑制器检测器 : MSQ Plus mass spectrometer 质谱标准方法和 AN 图 10. 离子色谱 串联质谱法测定离子液体组成分及其杂质 1. 氟离子 ;2. 乙酸 ;3. 甲烷磺酸 ;4. 丁烷磺酸 ;5. 氯离子 ; 6. 三氟乙酸 ;7. 溴离子 ;8. 硝酸根 ;9. 硫酸根 ;10. 甲苯磺酸 ; 11. 四硼酸根 ;12. 三氟甲烷磺酸 ;13. 磷酸根 ;14. 碘离子 ; 15. 硫氰酸根 ;16. 高氯酸根 ;17. 六氟磷酸根 US EPA US EPA 557 US EPA 6860 AN151 AN217 AN243 AN263 AN269 AN276 AN409 AN1000 AN1001 AB104 AN_C_IC15 AN_C_IC068 AN_C_IC069 AB_C_IC004 AB_C_IC005 抑制电导和电喷雾电离质谱 离子色谱法测定饮用水中高氯酸盐离子色谱 电喷雾串联质谱法测定饮用水中卤乙酸 溴酸盐 茅草枯离子色谱 / 电喷雾电离 / 质谱法测定水 土壤及固体废弃物中高氯酸盐离子色谱 电喷雾质谱法测定环境水中高氯酸盐离子色谱 电喷雾串联质谱法测定水中卤乙酸离子色谱 质谱联用法测定常见阴离子和有机酸离子色谱串联质谱灵敏快速测定水中草藻灭离子色谱 质谱联用法定性与定量 ppb 级阳离子和胺类离子色谱 质谱联用法直接测定水中氟乙酸盐加速溶剂萃取 紫外或质谱检测离子色谱法快速测定食物样品中丙烯酰胺离子色谱 质谱联用法直接测定海水中小分子有机酸毛细管离子色谱 质谱联用法定量测定二磷酸盐类药物和赋形剂离子色谱 质谱联用法测定生物质中 32 种小分子有机酸离子色谱 质谱联用测定面包中溴酸盐毛细管离子色谱质谱联用测定蓝藻发酵液中的糖离子色谱 质谱联用测定洗虾粉中的未知成分离子色谱串联质谱检测血液中痕量草甘膦的含量离子色谱 质谱法测定乳制品中的高氯酸

8 关于赛默飞世尔科技 ڟ κ䊇各上 ᅀ ឬ TMO TMO 䊇各上 ᅀ ឬ喋 䃭ϐᝬЏⴭ喝TMO喌 ႒ ߍ䶲ഋ 䶲ᄨ㔱Ƞ ژ तᎠ䨬ਗ਼ 170ϫ㒺 ٯ 喏 50 ტ᠑ 50,000 50,000 50,000ह Ƞ И ҫ ፚߕ ᝣҫ ᰠ Ꮳȟᰠ ȟ ᰠႵ ڔ Ƞ И ϓ৭স ߍፚߕ ᝣߌ䕋 ႒䶲ഋ ⵀ ȟ 㼏 䶲ഋᝬ䕳 ݜ ᱮ䬚 ᠽᝄ喏ӯ䔇 䃶 ᆁȟ Thermo Technologies ThermoScientific Scientific Life Life 倄 侸ა ϓ߇ȠՋߕκ仂㺭৭❸Thermo ScientificȟApplied Fisher Services Fisher Scientific Scientific Unity UnityTM Lab ScientificসUnity Services BiosystemsȟInvitrogenȟFisher Lab Services喏 Иᄲ ឬᱛȟӫᢣ䛳䉙 ᵴস 侸ა䓼㥑ネ ѿ㼏 ᵴⰤ ऴ喏 ᝣȟ㗍 স 䕌УըȠ β㼏ᰠๆԍᖛ喏䄣 㻴 ژ त㑽々喝 䊇各上 ᅀ ឬ 赛默飞世尔科技中国 30 䊇各上 ᅀ ឬ䔇 ڑ ጞ䊱䓳30Ꭰ喏 ᕧ䘔䃪κ 30 喏Ꭲ ࡃϘȟᎫጊȟ仅 ȟज ȟ 䘩ȟ 䭟ȟ㺫Ⴕȟ Ϙȟ 3800 ₒⅵふ 䃪 β ژ त喏 Ϧ 3700हȠ β 䋟 ጮ౦ 8 䰬Ⅾ喏 8ტ ࢮ ݗ ȟࡃϙস㟻ጊ䓼㥑ƞ И ࡃϘ স ڝ 䃪 β9 Ꮐ ᐬ ᓯ喏ᄲ ݹ ឬᱛসϓ৭ፒ 8 㐅 ڱ ᝣ喏Ꭲ ӇᏀ ᐬ ഥ䃙ふๆ䶥 ߍ喞ѹκ 7 ᓯ ऴ ڱ ጮ౦ 䰬Ⅾস โ ٴ 䔇ឬᱛ喏ⵀ 䔮ऴ ឬᱛসϓ৭喞 И᠑ 䕹ጯ ڔ 㐠Ԛ ߍ㑽 স ݗ 2000 ឬᱛഥ䃙ఎ䭋喏 ڔ 䊱䓳2000ह ጴ Ӈਗ਼ ߍȠ И㜠߇κፚߕ ᝣҫ ᰠ Ꮳȟᰠ ȟᰠⴕ ڔ Ƞ β㼏ᰠๆԍᖛ喏䄣 ᒁ! 欢迎扫描关注官方微信 BR0001 L09/14F_CMD_CN BR00 BR0029 Z09/15F_CMD_CN 14 BR2029 Z01/16F_CMD_CN

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