现代仪器分析 第七章 质谱分析法课件.ppt

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1、第七章质谱分析法7-1概述7-2质谱分析法的基本原理7-3质谱仪7-4质谱及其离子峰的类型7-5质谱法的应用1掌握质谱法的基本原理及特点；2掌握质谱中不同离子的类型及在结构解析中的作用；3熟悉质谱仪各主要部件的工作原理。教学目标第一节概述有机波谱中的四大谱紫外光谱UV－－分子中生色团和助色团红外光谱IR－－分子中官能团和化学键核磁共振波谱NMR－－分子中的原子质谱MS－－分子中的结构单元，分子量不属于光谱法第一节概述12units0units8910111213141516massNumberofcounts原子质量单位：Amu,u,

2、Da氢原子：1u=1.6605410-23g12C=12u在非精确测量中，常以原子或分子量大小来表示（一）质谱：称量离子质量的工具第一节概述纵坐标：离子的相对强度横坐标：质荷比m/z第一节概述（二）质谱法的发展史：1911年:世界第一台质谱装置（J.J. Thomson）40年代:用于同位素测定和无机元素分析50年代： 开始有机物分析（分析石油）60年代： 研究GC-MS联用技术70年代： 计算机引入80年代： 新的质谱技术出现：快原子轰击电离子源，基质辅助激光解吸电离源，电喷雾电离源，大气压化学电离源；LC-MS联用仪，感应耦合等

3、离子体质谱仪，傅立叶变换质谱仪等第一节概述（三）用途高分辨MS→精确相对分子质量→分子式；离子峰→有机物裂解方法；同位素丰度比及分布特征→分子中C、Cl、Br、S等的原子数；GC-MS、LC-MS→复杂混合物的分离、鉴别和定量。第一节概述（四）特点◆MS不属于光谱分析范围◆MS是唯一可以给出分子量，确定分子式的方法◆仪器结构复杂，造价高◆破坏样品◆测定对象广：无机、有机、同位素分析◆分析速度快，可实现色谱-质谱联用◆质谱法进样量少,灵敏度高注意第二节质谱分析法的基本原理质谱的形成:气态样品通过导入系统进入离子源，被电离成分子离子和碎片

4、离子，由质量分析器将其分离并按质核比大小依次进入检测器，信号经放大、记录得到质谱图(massspectrun;MS)。样品导入系统离子源产生离子流质量分析器质量扫描检测器放大器记录器m/zH0质谱图真空泵质谱形成过程示意图第二节质谱分析法的基本原理纵坐标：离子的相对强度横坐标：质荷比m/z由上图可见，质谱图的形成与光谱图类似。质谱仪的离子源、质量分析器和检测器分别类似于光谱仪中的光源、单色器和检测器。但两者的原理不同，质谱不属于光谱的范畴。分光光度计组成示意图光源单色器样品池检测器记录装置第二节质谱分析法的基本原理选择其中带正电荷的离

5、子使其在电场或磁场的作用下，根据其质荷比(m/z，离子质量与电荷之比)的差异进行分离，按各离子m/z的顺序及相对强度大小记录的图谱即为质谱。1、基本原理：质谱法是应用多种离子化技术（如高能离子流轰击、化学电离、强电场作用等），使物质分子失去外层价电子形成分子离子（molecularion;），分子离子中化学键发生某些有规律的断裂而形成不同质量的碎片离子(fragmention)。M+碎片离子+中性分子-e第二节质谱分析法的基本原理2.质谱图的表示：常见的质谱图是经过计算机处理过的棒图(Bargraphs)。相对强度(%)相对强度：以质

6、谱中最强峰的高度为100%，并将此峰称为基峰，其余峰按与基峰的比例加以表示，又称相对强度。注：根据质谱图的峰位可进行定性鉴别，根据相对强度可进行定量测定。第三节质谱仪按原理分单聚焦质谱双聚焦质谱四极质谱飞行时间质谱回旋共振质谱按联用方式分气质联用液质联用质质联用质谱仪分类：第三节质谱仪双聚焦质谱仪1200RRLC/6410BQQQ液质联用仪美国Agilent真空系统第三节质谱仪质谱仪的构成：高真空系统、样品导入系统、离子源、质量分析器、离子检测器及记录装置等。1.气体扩散2.直接进样3.气相色谱1.电子轰击2.化学电离3.场致电离4.

7、激光1.单聚焦2.双聚焦3.飞行时间4.四极杆进样系统离子源质量分析器检测器数据分析m/z212.0837(M)C14H12O2质谱第三节质谱仪（一）高真空系统质谱仪属于高真空装置，因此，高真空系统是使质谱仪正常工作的保障系统。质谱仪的进样系统、离子源、质量分析器、检测器等主要部件均需在高空状态下工作（10-4~10-6Pa）。1.高真空的作用：(1)避免离子散射以及离子与残余气体分子碰撞引起能量变化;(2)降低本底和记忆效应。低真空高真空带电离子检测器检测器气体分子2.高真空系统的组成：一般由旋转泵和扩散泵串联而成，亦可采用分子泵以

8、获得更高的真空度。第三节质谱仪（二）样品导入系统作用：高效重复地将样品引入到离子源中。要求：大气压下的样品要进入高真空质谱仪，不影响仪器的真空度。间歇式进样系统直接探针进样色谱进样系统间歇式进样系统适于气体、沸点低