《质谱分析》PPT课件

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1、第十一章质谱分析法11.2基本原理11.3质谱仪11.5质谱联用技术11.1概述11.4质谱图质谱仪的发展史1912年:世界第一台质谱装置40年代:质谱仪用于同位素测定50年代：分析石油60年代：研究GC-MS联用技术70年代：计算机引入11.1概述质谱法是通过将样品转化为运动的气态离子并按质荷比（m/z）大小进行分离记录的分析方法。所获得结果即为质谱图（亦称质谱）。质谱法的主要作用是：（1）准确测定物质的分子量（2）根据碎片特征进行化合物的结构分析分析时，首先将分子离子化，然后利用离子在电场或磁场中运动的性质，把离子按质核比大小排列成谱，此即为质谱。质谱可

2、以提供以下信息：a)样品元素组成；b)无机、有机及生物分析的结构---结构不同，分子或原子碎片不同(质荷比不同)c)复杂混合物的定性定量分析------与色谱方法联用d)固体表面结构和组成分析-----激光烧蚀等离子体---质谱联用；样品中原子的同位素比。质谱法分类：按用途分有机质谱无机质谱同位素质谱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11.2基本原理11.2.1、基本原理概述质谱分析是将样品转化为运动的带电气态离子，于磁场中按质荷比(m/z)大小分离并记录的分析方法。其过程为可简单描述为：其中，z

3、为电荷数，e为电子电荷，U为加速电压，m为碎片质量，V为电子运动速度。离子源轰击样品带电荷的碎片离子电场加速(zeU)获得动能(1/2mV2)磁场分离(m/z)检测器记录1、进样化合物通过汽化引入离子化室；2、离子化在离子化室，组分分子被一束加速电子碰撞（能量约70eV），撞击使分子电离形成正离子；M——M++e或与电子结合，形成负离子M+e——M—3、离子也可因撞击强烈而形成碎片离子：4、荷电离子被加速电压加速，产生一定的速度v，与质量、电荷及加速电压有关：5、加速离子进入一个强度为H的磁场，发生偏转，半径为：将（1）（2）合并：当r为仪器设置不变时，改变

4、加速电压或磁场强度，则不同m/z的离子依次通过狭缝到达检测器，形成质量谱，简称质谱。按质量分析器(或者磁场种类)可分为静态仪器和动态仪器，即稳定磁场（单聚焦及双聚焦质谱仪）和变化磁场（飞行时间和四极杆质谱仪）。MS仪器一般由进样系统、电离源、质量分析器、真空系统和检测系统构成。11.3质谱仪11.3.1真空系统质谱仪中所有部分均要处高度真空的条件下(10-4-10-6Torr或mmHg),其作用是减少离子碰撞损失。离子源的真空度应达到10-3-10-5Pa，质量分析器的真空度应达到10-6Pa。真空装置：机械真空泵扩散泵分子涡轮泵a）大量氧会烧坏离子源灯丝；

5、b）引起其它分子离子反应，使质谱图复杂化c）干扰离子源正常调节；d）用作加速离子的几千伏高压会引起放电。真空度过低，将会引起：11.3.2.进样系统进样系统的要求：重复性、不引起真空度降低气体——直接导入或用气相色谱进样液体——加热汽化或雾化进样固体——用直接进样探头对于蒸汽压低的样品进行衍生化后进样11.3.3.电离源(室)将引入的样品转化成为碎片离子的装置。电子电离源(electronionizationEI)化学电离源(chemicalionizationCI)快原子轰击(fastatombombardmentFAB)电喷雾源(electronspra

6、yionizationESI)大气压化学电离（atmosphericpressurechemicalionizationAPCI)基质辅助激光解吸电离（matrixassistedlaserDesorptionionizationMALDI)（1）电子电离源(electronionizationEI)由阴极发射电子束，通过离子化室到达阳极，电子能量70eV，有机化合物的电离电位8-15eV。可在平行电子束的方向附加一弱磁场，使电子沿螺旋轨道前进，增加碰撞机会，提高灵敏度。特点：碎片离子多，结构信息丰富，有标准化合物质谱库；不能汽化的样品不能分析；有些样品得不

7、到分子离子；（2）化学电离源(chemicalionizationCI)结构与EI同，但是在离子化室充CH4，电子首先将CH4离解，其电离过程如下：生成的气体离子再与样品分子M反应：CH5++MCH4+MH+CH4+eCH4++2eCH4++CH4CH5++CH3·特点：得到一系列准分子离子（M+1）+，（M-1）+，（M+2）+等等；CI源的的碎片离子峰少，图谱简单，易于解释；不适于难挥发成分的分析。11.3.4.质量分析器作用是将不同碎片按质荷比m/z分开。质量分析器类型：磁分析器、飞行时间、四极杆、离子捕获、离子回旋等。质量分析器(massanalyz

8、er)1单聚焦分析器（singlefocusingm