《MS原理和仪器》PPT课件

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1、第四章质谱massspectrometry，MS基本原理与质谱仪离子峰的主要类型有机分子裂解类型质谱图与结构解析第一节基本原理与质谱仪basicprincipleandMassspectrometer概述质谱仪与质谱分析◆质谱是分子质量精确测定和分子式的确定及化合物结构分析的重要工具；第一台质谱仪：1912年；早期应用：原子质量、同位素相对丰度等◆质谱是化合物电离后按照离子质量与所带电荷数之比被仪器分离并以质荷比与其相对强度记录下来的谱图◆质谱不属波谱范围，质谱图与电磁波的波长和分子内某种物理量的改变无关一、质谱学基本知识一、质谱学基本知识在高真空系统中使样品分子

2、电离，测定样品的分子离子及碎片离子的质量，所有的离子在电场和磁场的综合作用下按质荷比（m/z）大小依次排列而得到谱图。对象：同位素、无机物、有机化合物、生物大分子及聚合物。作用：确定样品分子量、分子式的确定及推断分子结构。分子量及分子式的确定分子量--分子离子峰分子式--高分辨质谱仪测定12C=12.000000为基准1H=1.00782316O=15.994914J.H.Beynon将C、H、N、O各种组合构成的分子式的精确质量数列成表：质谱用质量与丰度表例用高分辨质谱仪测得分子量为150.1045，仪器的误差是±0.006，查表有C3H12N5O2150.0990

3、93C5H14N2O3150.100435C8H12N3150.103117C10H14O150.104459从质谱裂解产生的碎片离子可以推测分子中所含的官能团或各类化合物的特征结构片断从丢失的中性碎片也可以推断分子中含有某种官能团根据亚稳离子推断母离子与子离子m*=m22/m1推断分子结构质谱图由横坐标、纵坐标和棒线组成。横坐标标明离子质荷比（m/z）的数值，纵坐标标明各峰的相对丰度，棒线代表质荷比的离子。图谱中最强的一个峰称为基峰，将它的强度定为100。丁酮的质谱图质谱图的组成二、质谱仪与质谱分析massspectrometerandmassspectrometr

4、y计算机数据处理系统真空系统加速区进样系统离子源质量分析器检测器电离部分离子分离检测部分5.1.2离子化的方法1.电子轰击（EI）2.化学电离（CI）3.场致离（FI）和场解吸（FD）4.快原子轰击（FAB）5.电喷雾电离（ESI）①电子轰击源electronionization,EI++++:R1:R2:R3:R4:e+M+(M-R2)+(M-R3)+MassSpectrum(M-R1)+EI源的特点：适用于挥发性、热稳定的化合物，气体和金属蒸气电离效率高,灵敏度高应用最广，标准质谱图基本都是采用EI源得到的结构简单，控温方便EI源：可变的离子化能量(10~240e

5、V)对于易电离的物质降低电子能量，而对于难电离的物质则加大电子能量（常用70eV）。电子能量电子能量分子离子增加碎片离子增加中性原子轰击样品，如Ar→Ar+→高能Ar+→高能中性原子流→试样分子适用于极性大，相对分子量大，难挥发和热稳定性差的样品缺点：400以下有基质干扰峰，对非极性化合物不灵敏FAB电离源--1981年英国的M.Barber等人发明FAB离子室内的反应气（甲烷等；10~100Pa，样品的103~105倍），电子（100~240eV）轰击，产生离子，再与试样分子碰撞，产生准分子离子。化学电离源（ChemicalIonization，CI）:最强峰为

6、准分子离子；谱图简单；不适用难挥发试样；++气体分子试样分子+准分子离子电子(M+1)+;(M+17)+;(M+29)+;EI和CI谱图例子EICIMALDI可使热敏感或不挥发的化合物由固相直接得到离子。待测物溶液与基质溶液混合后蒸发，使分析物与基质共生成为晶体或半晶体，用一定波长的脉冲式激光进行照射时，基质分子能有效的吸收激光的能量，使基质分子和样品分子进入气相并得到电离。MALDI适用于大分子，如多肽类、核酸类生物大分子和合成高分子。可得到单电荷分子离子峰，无明显碎片峰。此电离方式特别适合于飞行时间质谱计。基质辅助激光解吸附电离(MALDI)脉冲式激光日本科学家K

7、oichiTanaka（2002年诺贝尔化学奖-质谱部分）首先利用MALDI技术（波长337nm的氮激光作为激光光源），测得由鸡蛋蛋白中得到的溶菌酶（lysozyme）的分子量为14306Da。并且2M至7M的信息在图谱中也观测到，测定的质量数达100872Da。（1987年第二界中日质谱研讨会上最早公布，当时他27岁，只是工程师）TanakaK,WakiH,IdoY,etal.RapidCommunMassSpectrom.,1988,2:151-153电喷雾电离（ESI）ESI是一种使用强静电场的电离技术，通过毛细管流出的样品溶液，在电场的作用下