《质谱技术与质谱仪》PPT课件

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1、第六章质谱技术与质谱仪赵进郑州大学蛋白质组学技术平台一、概述1、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80年代：研究LC-MS联用技术90年代：研究蛋白质分析技术2、质谱的概念质谱分析法（MassSpectroscope,MS）是将化合物形成离子或碎片离子，按质荷比(m/e)的不同进行测定，从而进行成分分析和结构分析的一种方法。质谱（massspectrum，MS）是将带电原子、分子或分子碎片按其质量或质荷比（m/e）大小顺序排

2、列而成的图谱。质谱仪（massspectrometer）是将待测物样品在一定条件下转化成气态离子并通过质量分析器，按其质量或m/e大小顺序进行分离、记录的分析仪器。3、质谱的特点信息量大，应用范围广，是研究分子结构的有力工具。由于分子离子峰可以提供样品分子的相对分子量的信息，所以质谱法也是测定分子量的常用方法。分析速度快、灵敏度高、高分辨率的质谱仪可以提供分子或离子的精密测定。质谱仪器较为精密，价格昂贵，工作环境要求较高。二、质谱技术的基本原理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

3、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m、电荷e及加速电压V有关，其动能与加速电压及电荷遵循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：因此，当r为仪器设置不变时，改变加速电压或磁场强度，则不同m/e的离子依次通过狭缝到达检测器，形成质量谱，简称质谱。二、质谱仪的基本结构质谱仪的分类质谱的结构（一）真空系统为了保证离子源中灯丝的正常工作，保证离子在离子源和分析器

4、正常运行，消减不必要的离子碰撞，散射效应，复合反应和离子-分子反应，减小本底与记忆效应,因此，质谱仪的离子源和分析器都必须处在高真空中才能工作，一般应在10-5～10-6Pa。一般真空系统由机械真空泵和扩散泵或涡轮分子泵组成。（二）进样系统要求：高效重复的将样品引入到离子源中并且不能造成真空度的降低，而样品导入离子源的方式决定于样品的物理性质。方式：1.间歇式进样系统2.直接进样系统3.色谱进样系统（从HPLC、GC及CE）1.间歇式进样系统可用于气体、液体和中等蒸汽压的固体样品进样，通过可拆卸式的试样管将少量固体或液体试样引入试样

5、储存器中。由于进样系统的低压强及储存器的加热装置，使试样保持气态。加之进样系统的压强比离子源的压强大，样品分子或离子可以通过分子漏隙以分子流的形式渗透进高真空的离子源。2.直接进样系统对那些在间歇式进样系统的条件下无法变成气体的固体、热敏性固体及非挥发性液体试样，可直接引入到离子源中。通常将试样放入小杯中，通过真空闭锁装置将其引入离子源，可以对样品杯进行冷却或加热处理。3.色谱进样系统气相色谱-质谱联用仪从毛细管气相色谱柱流出的成分可直接引入质谱仪的离子化室。液相色谱-质谱联用仪采用离子喷雾及电喷雾技术除去流动相使样品离子进入质谱分

6、析仪。对于蒸汽压低的样品进行衍生化后进样例如：葡萄糖变成三甲基硅醚的衍生物OCH2OHOHOHHOHOOCH2OSiMe3OSiMe3OSiMe3Me3SiOMe3SiOMe3SiCl（三）离子源质谱仪中产生离子的装置称为离子源，其功能是将进样系统引入的气态样品分子转化成离子。不同的分子离子化所需要的能量不同，因此，应选择不同的离解方式：硬电离：能给予样品较大能量的电离方法。软电离：给予较小能量的电离方法，适用于易破裂或易电离的样品。质谱研究中的几种离子源名称简称类型离子化试剂应用年代电子轰击离子化（ElextronBombIon

7、ization）EI气相高能电子1920化学电离（ChemicalIonization）CI气相试剂离子1965场电离（FieldIonization）FI气相高电势电极1970场解吸（FieldDesorption）FD解吸高电势电极1969快原子轰击（FastAtomBombandment）FAB解吸高能电子1981二次离子质谱（SecondaryIonMS）SIMS解吸高能离子1977激光解析（LaserDesorption）LD解吸激光束1978电流体效应离子化(离子喷雾)（ElectrohydrodynamicIon

8、ization）EH解吸附高场1978热喷雾离子化   （ThermosprayIonization）ES荷电微粒能量19851.电子轰击离子化（EI）电子轰击源是质谱通用型的电离源，硬电离方法，由此产生的图谱称为EI-MS。灯丝与