十七章 质谱法.ppt

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1、第十六章质谱法利用离子化技术，将化合物分子转变成带电荷的离子，按其离子的质荷比（m/z）的大小依次排列而成的谱图称为质谱图，简称质谱（massspectrum;MS）。用质谱来进行成分和结构分析的方法称为质谱法（massspectroscopy）。概述generalization质谱法的特点应用范围广。可用于同位素分析、无机成分分析、有机结构分析。灵敏度高，检测限ng级10-9-10-12。样品用量少。一次分析仅需几微克甚至更少的样品。分析速度快。完成一次全谱扫描，一般仅需1至几秒，最快可达1/1000秒，可实现色谱-质谱的在线联用.准确度高：高分辩率可测至10-6u。（u=质子质量单

2、位1.6605655×10-27kg）有机质谱法的用途主要用于测分子量、分子式、定性鉴别及研究有机分子等。测定分子量：由高分辨率质谱获得分子离子峰的质量数，可测出精确的分子量。鉴定化合物：在相同的条件下测定未知样品并与谱库的谱图比较或与标准样品的谱图比较，可进行定性鉴别。推测结构：从分子离子峰、碎片离子峰等获得的信息推测分子结构。实现色谱-质谱、质谱-质谱联用第一节基本原理和质谱仪质谱过程与光谱过程的对比质谱法的基本原理在减压条件下，对有机物质进行加热，使它变为气体分子，后在电离室用电子来轰击这些气体分子，使其电离成带电离子，大多数情况下带一正电荷，这些带正电荷的离子被加速电极加速，以

3、一定速度进入质量分析器，在磁场下不同质荷比离子发生偏转，角度不同，低质量的离子比高质量的离子偏转角度大，这样就可按质荷比（m/z）的大小互相分开。依次到达检测器被检测，把这些讯号记录下来就成为质谱图。质谱仪基本构造由五部分组成：高真空系统、样品导入系统、离子源、质量分析器、离子检测器及数据处理系统(一)高真空系统高真空系统是质谱仪正常工作的保障系统，离子的产生、分离及检测均是在高度真空状态下进行的。离子源、电场、和磁场分析器等都必须置高真空。真空度低，有空气、氧气，要影响灯的寿命；空气也会产生信号使本底高，无法测微量物质；真空度低，会产生额外的离子、分子反应，形成新的碎片离子。质谱仪的

4、工作环境要求在10-2-10-5pa（二）样品导入系统进样系统是将样品传输到真空状态的离子源的装置对于气体和挥发性液体，样品可在减压下保持在贮存器中，后经分子漏孔扩散到离子源的电离室或通过针形阀控制流量，直接将气样送入离子源。液体样品可在减压下把液体样品加热气化，把蒸气贮存在一个瓶中，后经分子漏孔送入电离室。样品导入系统分为两类：直接进样和色谱联用导入样品（GC-MS、HPLC-MS等）(三)离子源离子源也叫离子化室。1.离子源的作用有两个方面：将被分析的样品电离成离子；把正离子引出，加速和聚焦。2.对有机物最常用的电离方法有：电子轰击源（EI）化学电离源（CI）场致电离源（FD）快速

5、原子轰击离子源（FAB）光电离源（PI）等1.电子轰击离子源（EI）分子通常失去一个外层电子而形成的带正电荷的离子称为分子离子：M+e（高速）→+2e(低速)或得到一个电子形成带负电荷的分子离子M-e→轰击电子使有机化合物失去一个电子所需的能量在10ev左右，当轰击电子具有较高的能量时（一般为70ev），除使分子电离为分子离子外，还有多余的能量使分子离子发生化学键的断裂，形成各种低质量数的碎片离子和自由基。M表示分子，表示分子离子1.电子轰击离子源（EI）ABCD+e→ABCD+·（分子离子）+2eABCD+·→A++BCD·→AB·+CD+→C·+D+或C++D·→AB++CD·→A

6、·+B+或A++B·→BCD++A·质谱主要是研究带正电荷的离子谱正离子以高速进入质量分析器，负离子、中性离子被推到低压的真空系统抽出。1.电子轰击离子源（EI）EI优点：重现性好，灵敏度高，碎片离子多，能提供丰富的结构信息，稳定，操作方便，方法成熟应用最广，标准质谱图基本都是采用EI源得到的EI缺点：对分子量大或稳定性差的样品，常常得不到分子离子峰；不适合于难挥发、热不稳定化合物的分析（气化的样品）。2.化学电离源（CI）离子室内的反应气（CH4、NH3、N2等；样品的103~105倍）先电离，形成反应气离子，反应气离子和样品分子碰撞发生离子-分子反应产生准分子离子反应气离子的形式：

7、反应气离子形成加合离子：CH3++CH4→C2H5++H2反应气离子和样品分子发生离子-分子反应：CH5++MH→CH4+MH2+C2H5++MH→C2H4+MH2+CH5++MH→CH4+H2+M+生成的正离子还可能再分解。2.化学电离源（CI）优点：属于软电离方式，准分子离子峰强度大，通过准分子离子确定分子量易获得有关化合物官能团的信息谱图简单；缺点：重现性较差；样品需要加热气化后进行离子化，故不适合于难挥发、热不稳定化合物的分析。++气体