《质谱分析》PPT课件

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1、第十章质谱分析10.1质谱分析概述10.2质谱仪器10.3质谱图及其应用10.4联用技术10.5环境分析中的实例10.1质谱分析概述世界上第一台质谱仪出现于1912年早期质谱仪器:测定原子质量、同位素的相对丰度、研究电子碰撞过程二次世界大战时期，质谱法在化学分析中受到重视20世纪60年代末，色谱—质谱联用技术出现质谱按照离子的质量对电荷比值(即质荷比)的大小依次排列构成的图谱。质谱法按照离子的质核比（m/z）大小对离子进行分离和测定的方法。主要作用：（1）准确测定物质的分子量（2）据碎片特征进行化合物的结构分析质谱法是唯一可以确定物质分子质量的方法质谱法的分类用途有机质谱无机质

2、谱同位素质谱原理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联用方式气质联用液质联用质质联用质谱法的特点应用范围广。测定样品可以是无机物、有机物；气体、液体、固体。可做化合物的结构分析、测定原子量与相对分子量、同位素分析、热力学与反应动力学、环境监测。灵敏度高，样品用量少。有机质谱仪的绝对灵敏度可达50pg（10−12g），无机质谱仪绝对灵敏度可达10−14g，用微克级样品即可得到满意的分析结果。分析速度快。仪器结构复杂，价格昂贵，对样品有破坏性。进样系统离子源质量分析器检测器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.场解析5.快原子轰击

3、6.高频火花7.激光1.单聚焦2.双聚焦3.四极杆4.飞行时间5.离子阱10.2质谱仪器进样系统离子源质量分析器检测器真空系统质谱仪的离子源、质量分析器必须处于高真空状态。若真空度低，则：大量氧会烧坏离子源的灯丝；使本底增高，干扰质谱图；引起额外的离子－分子反应，质谱复杂化；干扰离子源中电子束的正常调节；用作加速离子的几千伏高压会引起放电。机械泵预抽真空，高效扩散泵连续抽气。进样系统将试样转化为气态，然后送进电离室。间歇式直接探针色谱—质谱联用中经分子分离器进入电离室（离子源）使分析物质电离为正离子、负离子或其它碎片等的装置。1）电子轰击离子源(electronimpact;EI

4、)：EI源：可变的离子化能量(10~70eV)电子能量电子能量分子离子增加碎片离子增加标准质谱图基本都是采用EI源(70eV)获得的气化区电子轰击离子加速区到分析器M+e-M•++2e-EI的优点：离子流稳定，碎片离子较丰富，应用广泛。EI的缺点：对于分子量较大或稳定性差的样品，常常得不到分子离子峰，因而也不能测定其分子量。2）化学离子源(chemicalionizationsource;CI)（1）甲烷电离（2）甲烷离子与分子反应生成加合离子（3）加合离子与样品分子反应准分子离子:(M±1)+(M+1)+(M-1)+}气体分子试样分子准分子离子电子可见，采用CI源,易测得

5、分子量M=390COOC8H17COOC8H173）快速原子轰击离子源(fastatombombard-ment;FAB)由电场使氙（氩）原子电离并加速，产生快速离子，再直接通过氙气室产生电荷交换得到快速原子。Xe+(快)+Xe→Xe(快)+Xe+适用高极性、大分子量、热稳定差三种离子源测得甲糖宁的质谱图离子源优点缺点EI重现性好对分子量较大或稳定性差的样品，常不能得到分子离子峰灵敏度高，图谱复杂，获得的信息多样品需要加热气化后进行离子化，不适用于难挥发、热稳定性差的化合物（重现性差）有丰富的碎片信息和成熟的离子开环理论CI属于软电离方式，准分子离子峰强度大样品需要加热气化后进行

6、离子化，不适用于难挥发、热稳定性差的化合物易获得化合物官能团的信息FAB离子化过程中样品无需加热气化，适用于强极性、大分子量、非挥发性及热稳定性差的化合物重现性差属于软电离方式，可获得强度较高的准分子离子峰灵敏度低于EI三种离子源的比较4）场致离子源采用强电场把冷阳极附近的样品分子的电子拉出去，形成离子。场电离(fieldionization;FI也称场致电离)：是将气体通过电场电离。场解析(fielddesorption;FD)：是将固体样品涂在发射体表面使之电离，适用于较大分子量和热不稳定化合物电离。5）大气压电离（AtmosphericpressureIonisation,

7、API）(1)电喷雾电离源(ESI)多电荷离子、测定的样品分子量大（2）大气压化学电离（APCI）4质量分析器(Massanalyzer)单聚焦分析器（singlefocusing）双聚焦分析器（doublefocusing）四极杆分析器(quadrupole)飞行时间分析器(timeofflight）离子阱分析器(Iontrap)富立叶变换离子回旋共振（Fouriertranformioncyclotronresonance）（1）单聚焦分析器（singlefocusingma