PPT 质谱分析.ppt

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1、质谱分析主讲：第一组目录1.质谱的基本原理2.质谱法的特点3.仪器的基本结构4.用途——质谱推断化学结构5.质谱法的应用1.质谱的基本原理质谱法是将样品离子化，变为气态离子混合物，并按质荷比（m/z）分离的分析技术;同时，质谱仪是实现上述分离分析技术,从而测定物质的质量与含量及其结构的仪器。质谱分析法是一种快速,有效的分析方法,利用质谱仪可进行同位素分析,化合物分析,气体成分分析以及金属和非金属固体样品的超纯痕量分析。2.质谱法的特点质谱与其它分析方法相比，有以下特点：(1)质谱法几乎是唯一能够确定有机化合物分子式的方法。低分辨率的质谱仪可以

2、测定分子量，高分辨率的质谱仪不仅可以得准确的分子量(准确到小数点后3-4位)，而且还可以确定分子式。(2)质谱分析法灵敏度高，试样通常只需微克级，就可得到一张很好的谱图，检出限量可达10-14g。(3)此外，质谱法还能根据各类化合物分子离子断裂成碎片的规律，提供丰富的分子碎片信息，用于结构分析。近年来，计算机在质谱上的应用，质谱与其它分析方法的联用，如气相色谱－质谱联用、液相色谱－质谱联用、质谱－质谱联用等技术的发展，使得质谱的应用更为广泛，作用更为重要。使它在生命科学、环境科学、药物检测等领域中已成为必不可少的手段。仪器的基本结构质谱仪化合

3、物的质谱是由质谱仪测得的。一般质谱仪由以下几个部分组成：进样系统:把分析样品导入离子源的装置,包括:直接进样,GC,LC及接口,加热进样,参考物进样等。(2)离子源:使被分析样品的原子或分子离化为带电粒子(离子)的装置,并对离子进行加速使其进入分析器，根据离子化方式的不同,有机常用的有如下几种,其中EI,FAB最常用。EI(ElectronImpactIonization):电子轰击电离——最经典常规的方式,其他均属软电离，EI使用面广，峰重现性好，碎片离子多。缺点：不适合极性大、热不稳定性化合物，且可测定分子量有限，一般≤1,000。CI(

4、ChemicalIonization):化学电离——核心是质子转移，与EI相比，在EI法中不易产生分子离子的化合物，在CI中易形成较高丰度的[M+H]+或[M-H]+等‘准’分子离子。得到碎片少，谱图简单，但结构信息少一些。与EI法同样，样品需要汽化，对难挥发性的化合物不太适合。原理R+e-→R+·+2e-（电子电离）反应气为含H的R为反应气体分子R+·+R→RH++(R-H)·分子,例如异丁M为样品分子RH++M→R+(M+H)+(质子转移）烷,甲烷,氨气,R浓度＞＞M浓度R+·+M→R+M+·（电荷交换）甲醇气等R+·+M→(R+M)+·

5、（加合离子）FD(FieldDesorption):场解吸——大部分只有一根峰,适用于难挥发极性化合物，例如糖,应用较困难，目前基本被FAB取代。最简单的质谱仪为单聚焦(磁偏转)质谱仪。它的结构如下整个系统是高真空的，气体样品从进样口a进入离解室，样品分子被一束高能量的电子撞击，结果使样品分子发生各种反应。首先是样品分子中的一个电子被击出，形成带正电荷的自由基分子离子。以甲烷为例：该分子离子可继续反应形成碎片离子，碎片离子可进一步分裂成新的碎片离子。这样，一个化合物在离子室中可以产生若干个质荷比不同的离子，如甲烷这些离子进入一个具有几千伏电压

6、的加速区c，加速后通过狭缝d进入磁场f。质量为m的离子经电场加速后获得的动能来源于加速电场的势能，即：zV=m2/2而在磁场中，离子运动方向发生改变，进行圆周运动。这时，只有磁场施加给离子的向心力(Hz)与离子的离心力(m2/r)相等，才能达到分析器的出口，被检测到。合并上述两式，消去速度，可得到公式：M:质量Z:电荷V:加速电压R:磁场半径H:磁场强度这是质谱的基本方程。m/z称为质荷比，由公式可知，当仪器的加速电压(V)和磁场强度(H)一定时，只有半径为r的离子才能达到分析器的出口，被检测器检测出来。反过来，如果固定加速电压V和离

7、子运动半径r，对磁场进行扫描，由于m/z与H2成正比，当H由小到大改变时，不同质荷比的离子就会由小到大，依次穿过狭缝q，被检测器i依次接收，从而得到所有m/z离子的质谱图。质谱图一般的质谱图用棒状图表示，其横坐标为不同离子的m/z，纵坐标为各峰的相对强度。图为甲烷的质谱图在不同的m/z处，有强度不同的峰，最高的峰称为基峰，把它的强度定为100，其它峰高相对于它的百分数为各峰的相对强度。峰的相对强度表示不同质荷比离子的相对含量。质谱的表示法及解析谱图法：横坐标代表质量数,纵坐标代表峰强度,是该质量离子的多寡的表示.常用,直观,但不太细致.还分为

8、连续谱和棒状图两种，一般EI棒图多,ESI连续谱多。质量色谱图/Masschromatogram和质量色谱法/Masschromatography(MC)又叫提取离