《质谱法概述》PPT课件

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1、§7质谱法质谱法概述质谱基本原理及仪器质谱图及离子类型质谱应用及解析§7.1质谱法概述1.质谱仪的发展简史1912年：世界第一台质谱装置1940年代:质谱仪用于同位素测定1950年代：MS商品化广泛用于有机物结构分析1960年代：研究GC-MS联用技术1980年代：研究LC-MS联用技术1990年代：生物分析的需要，新的离子化方法2质谱分析法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、检测并记录的一种分析方法质谱分析所获得的结果即离子的相对含量与质荷比之间的关系图就称为质谱图（亦称质谱）3质谱中的常用术语：3)质荷比：是指离子的质量

2、与所带电荷数之比，用m/z表示。m为组成离子的各元素的原子的标称原子质量之和，如H1；C12，13；N14，15；O16，17，18；Cl35，37等，这与平常所用的基于不同同位素的丰度而得到的平均原子量不同1)基峰：质谱图上强度最大的峰，其强度规定为1002)相对丰度(relativeabundance，RA)：也称相对强度(relativeintendity,RI)，是相对于质谱图上最高峰（即基峰）的相对百分数4)质量的概念：原子的标称质量：原子核中质子数目和中子数目之和原子的精确质量：以12C为基准的相对原子质量原子的平均质量：化学组成相同的

3、原子的平均相对原子质量低分辨质谱仪给出的是离子的标称质量，而高分辨质谱仪给出的是离子的精确质量4质谱仪的分类按用途分：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1)它是至今唯一可以确定分子质量的方法,在高分辨率质谱仪中能够准确测定质量2)质谱法的灵敏度极高,鉴定的最小量可达10-10g,检出限可达10-14g3)样品元素组成4)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)5)复杂混合物的定性定量分析---与色谱方法联用(

4、GC-MS;LC-MS)6)样品中原子的同位素比5特点及应用§7.2质谱法原理及仪器一质谱分析法原理将样品转化为运动的带电气态离子碎片，然后按质荷比(m/z)大小分离并记录的分析方法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.激光1.单聚焦2.双聚焦3.飞行时间4.四极杆二仪器组成按质量分析器(或者磁场种类)可分为静态仪器和动态仪器，即稳定电磁场(单聚焦及双聚焦质谱仪)和变化电磁场(飞行时间和四极杆质谱仪)MS仪器一般由真空系统、进样系统、电离源、质量分析器和检测系统构成1.真空系统质谱

5、仪中所有部分均要处高度真空的条件下(10-4-10-6Pa),其作用是减少离子碰撞损失。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)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.进样系统对进样系统的要求：重复性、不引起真空度降低（1）间接进样适于气体、沸点低且易挥发的液体、中等蒸汽压固体。注入样品(10-100g)—贮样器(1-3L)—抽真空(1Pa)并加热1500C—样品蒸汽分子

6、(压力梯度)—漏隙—高真空离子源（2） 直接探针进样适于高沸点液体及固体样品探针杆通常是一根规格为25cm×6mmi.d.,前端有一容纳样品的陶瓷小凹槽，当探针插入或拉出时，斜置的封闭阀就可将真空体系与外界大气隔绝，通电发热，使样品蒸发，对热稳定的有机化合物一般可加热到200－3000C而不分解，通常可分析非极性分子的分子量可达1000u，中等极性分子量达300u优点：1)引入样品量小，样品蒸汽压可以很低2)可以分析复杂有机物3)应用更广泛（3）色谱进样：利用气相和液相色谱的分离能力，进行多组份复杂混合物分析3电离源(室)将引入的样品转化为正离子，

7、并使之加速，聚焦为离子束的装置。由于离子化所需要的能量随分子不同差异很大，因此，对于不同的分子应选择不同的离解方法根据样品离子化方式和电离源能量高低，通常可将电离源分为：气相源：先蒸发再激发，适于沸点低于500oC、对热稳定的样品的离子化，包括电子轰击源、化学电离源、场电离源、火花源解吸源：固态或液态样品不需要挥发而直接被转化为气相，适用于分子量高达105的非挥发性或热不稳定性样品的离子化。包括场解吸源、快原子轰击源、激光解吸源、离子喷雾源和大气压化学（热喷雾）电离源等硬源：离子化能量高，伴有化学键的断裂，谱图复杂，可得到分子官能团的信息，如电子轰

8、击，快原子轰击软源：离子化能量低，产生的碎片少，谱图简单，可得到分子量信息，如化学电离源，场电离源，场解吸电离源，激光解吸