《波谱分析质谱》ppt课件

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1、第五章质谱质谱分析法是物理分析法，早期主要用于相对原子质量的测定和某些复杂化合物的鉴定和结构分析随着GC和HPLC等仪器和质谱仪联机成功以及计算机的飞速发展，使得质谱法成为分析、鉴定复杂混合物的最有效工具质谱分析法是将不同质量的离子按质荷比（m/e）的大小顺序收集和记录下来，得到质谱图，用质谱图进行定性、定量分析及结构分析的方法突出特点（与核磁、红外、紫外相比）1.质谱法是唯一可以确定分子质量的方法2.灵敏度高，样品用量少通常只需微克级样品，检出限可达10-14g3.应用范围广质谱仪种类很多，

2、应用范围广，可进行同位素分析，也可进行化学分析，可进行无机成分、有机结构分析被分析对象：气体、液体、固体§5-1质谱分析法原理和仪器一、质谱分析法基本原理质谱法一般采用高速电子来撞击气态分子，将电离后的正离子加速导入质量分析器，然后按质荷比（m/e）的大小顺序进行收集和记录，得到质谱图，根据质谱峰的位置进行定性和结构分析，根据峰的强度进行定量分析气态分子高速电子撞击正离子加速导入质量分析器按m/e的大小收集质谱图峰位置定性定结构峰强度定量分析原理与结构仪器原理图（一）高真空系统在质谱分析中，为了

3、降低背景以及减少离子间或离子与分子间的碰撞，离子源、质量分析器及检测器必须处于高真空状态离子源：10-4~10-5Pa质量分析器：10-6Pa真空度过低，将会引起：a）大量氧会烧坏离子源灯丝；b）引起其它分子离子反应，使质谱图复杂化；c）用作加速离子的几千伏高压会引起放电。气化样品分子在低压下引入电离室，受到热钨丝或铼丝发射的电子束的轰击。若轰击电子的能量大于试样分子的电离能，分子将失去一个电子而发生电离M分子失去一个电子形成分子离子。若再提高电子能量，将引起分子中某些化学键的断裂，生成各种碎片

4、离子和中性自由基。提供丰富的分子结构信息。（二）离子化各种正离子在电压为V加速板上加速，加速后速度为ν,其动能为而在加速电场中获得的势能为eV，加速后离子的势能转化为动能离子质量离子速度离子所带电荷加速电压(三)离子分离系统加速后的离子进入磁场中，由于受到磁场的影响，离子作圆周运动（弧形运动），离子的向心力（磁场力）Heυ和运动的离心力mυ2/R相等磁场强度离子运动的轨道半径由上两式得离子在磁场中的轨道半径R取决于：m/e、H、V若H和V固定不变，则离子的m/e越大，运动半径越大；m/e不同，运

5、动半径不同，各种离子按m/e的大小顺序分开固定R和H,连续改变V,离子的m/e与V成反比，电压由小变大时，先收集到的是质量大的粒子固定R和V,连续改变H,离子的m/e与H2成反比，H由小变大时，先收集到的是质量小的粒子二、质谱仪器质谱仪按质量分析器的不同，可分为单聚焦质谱仪，双聚焦质谱仪、四极滤质器及飞行时间质谱仪等通常质谱仪由六部分组成：真空系统、进样系统、离子源、质量分析器、离子检测器及计算机自动控制和数据处理系统。1.真空系统一般质谱仪都采用机械泵预抽空后，再用高效率扩散泵连续地运行以保持

6、真空。现代质谱仪采用分子泵可获得更高的真空度。2.进样系统进样系统的作用是将待测物质（即试样）送进离子源一般有直接进样、间接进样、色谱进样直接进样——高沸点的试液、固体试样可用探针或直接进样器送入离子源，调节温度使试样气化探针杆通常是一根规格为25cm6mm，末端有一装样品的黄金杯(坩埚)，将探针杆通过真空闭锁系统引入样品，如图所示。优点：引入样品量小，样品蒸汽压可以很低；1.3-0.13Pa（加热）如图所示。注入样品(10-100g)—贮样器(1L-3L)—抽真空并加热—样品蒸汽分子(压力

7、陡度)—漏隙—高真空离子源。间接进样——一般气体或易挥发试样色谱进样早期的GC-Ms（填充柱色谱）联用仪器中，经色谱分离的组分通过接口元件直接导入离子源。毛细管色谱柱，流量大为降低，采取将色谱柱直接插入离子源的连接方式，借楼仅为一段传输线。GC-MsCE-Ms3.离子源离子源的作用使样品离子化，并使离子汇聚成具有一定形状和能量的离子束。它是质谱仪的心脏。离子源的结构和性质对质谱仪的分辨率、灵敏度影响很大使物质电离的方法很多：电子轰击，化学电离、火花电离、ICP离子源等。有机物分析无机物分析最常用

8、的是电子轰击离子源①电子轰击源(EI)++++:R1:R2:R3:R4:e+试样在离子源内被气化、电离，有机物在高速电子流的轰击下常常被击出一个电子，形成带一个正电荷的正离子，称为分子离子M—分子—分子离子+表示正离子，·表示不成对的单电子化学键可以断裂，形成碎片离子，其进一步断裂，形成各种质荷比不同的离子EI源的特点：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；稳定，操作方便，电子流强度可精密控制；结构简单，控温方便；离子室内的反应气（甲烷等；10~100Pa，样品的1