仪器分析教程 教学课件 作者 陈集 朱鹏飞 主编 第8章 质谱法-仪分教程第8章 质谱法1－仪分教程.ppt

《仪器分析教程 教学课件 作者 陈集 朱鹏飞 主编 第8章 质谱法-仪分教程第8章 质谱法1－仪分教程.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第8章质谱法8.1.1单聚焦质谱仪8.1.2质谱仪的主要性能指标8.1.3质谱的表示方法8.1质谱仪及质谱表示方法MassSpectrometry（MS）2021/9/16安捷能公司5975C气-质联用质谱仪2021/9/16质谱法是一种能精确测定化合物分子质量、确定化合物分子结构的重要分析方法，是当代物理、化学领域中的最重要的研究手段之一。质谱仪是进行质谱分析的仪器，它是根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理，按照由物质所形成的各种正离子碎片的质量差异，而进行分离和检测的一类仪器。2021/9/16一九一二年，

2、汤木森（JosephJ.Thompson）首先运用质谱仪，进行了小分子结构分析。早期应用：原子质量、同位素相对丰度等。40年代：高分辨率质谱仪出现，开始了有机化合物的结构分析。60年代末：色谱-质谱联用仪出现，促进了有机混合物分离分析、天然有机化合物结构分析的发展。2021/9/16借助于质谱分析，哈诺德‧尤瑞（HaroldUrey）发现了氘，从而成为一九三四年诺贝尔奖得主；克罗托、科尔、斯莫利三位科学家在富勒烯的发现和研究中作出了杰出贡献，由此而荣获了1996年的诺贝尔化学奖。2021/9/16质谱仪的发明，

3、让我们可以快速鉴定出一个样品中化合物的分子量，并且可以进一步知道其分子结构，各种新型质谱仪的开发，提供了对生化大分子研究的有利工具。质谱仪包括同位素质谱仪、无机质谱仪、有机质谱仪等。2021/9/166.1.1单聚焦质谱仪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4.四极杆质谱仪需要在高真空下工作：离子源（10－310－5Pa）质量分析器（10－6Pa）电子倍增管可测出10－17A微弱电流电子倍增管2021/9

4、/16单聚焦质谱仪的原理与结构：2021/9/16电离室原理与结构1.离子源（IonSource）①电子轰击离子源（ElectronImpact,EI）2021/9/16++++:R1:R2:R3:R4:e+M+(M-R2)+(M-R3)+MassSpectrum(M-R1)+2021/9/16EI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；EI源：可变的离子化能量（10~240eV）对于易电离的物质降低电子能量，而对于

5、难电离的物质则加大电子能量（常用70eV）。电子能量电子能量分子离子增加碎片离子增加2021/9/16离子室内的反应气（甲烷等，10~100Pa，样品的103~105倍），电子（100~240eV）轰击，产生离子，再与试样分离碰撞，产生准分子离子。②化学电离源（ChemicalIonization，CI）:特点：最强峰为准分子离子；谱图简单；不适用难挥发试样。++气体分子试样分子+准分子离子电子(M+1)+;(M+17)+;(M+29)+;2021/9/16③场致电离源（FI）电压：7～10kV；d<1mm

6、；强电场将分子中拉出一个电子。特点：分子离子峰强；碎片离子峰少；不适合化合物结构鉴定；阳极+++++++++++++阴极d<1mm2021/9/162.质量分析器原理在磁场存在下，带电离子按曲线轨迹飞行；离心力=向心力；m2/R=B0eV曲率半径：R=（m）/eB0质谱方程式：m/e=（B02R2）/2V离子在磁场中的轨道半径R取决于：m/e、B0、V改变加速电压V,可以使不同m/e的离子进入检测器。加速后离子的动能:(1/2)m2=eV=[(2V)/(m/e)]1/22021/9/16①单聚焦磁场分析

7、器收集器离子源BS1S2磁场R方向聚焦；相同质荷比，入射方向不同的离子会聚；分辨率不高。2021/9/16②双聚焦分析器离子源收集器磁场电场S1S2+-方向聚焦：相同质荷比，入射方向不同的离子会聚。能量聚焦：相同质荷比，速度(能量)不同的离子会聚。质量相同，能量不同的离子通过电场和磁场时，均产生能量色散；两种作用大小相等，方向相反时互补实现双聚焦。2021/9/16③其他类型质量分析器双聚焦质谱仪体积大。为适应色谱-质谱联用仪器的发展及仪器小型化（台式）的需要，开发了体积较小的质量分析器：四极杆质量分析器飞行时

8、间质量分析器离子阱质量分析器离子回旋共振分析器体积小，操作简单；分辨率中等。2021/9/163.检测器常用的离子检测器有电子倍增器、闪烁计数器、Faraday杯、隧道电子倍增器等。电子倍增器工作原理示意图：有15～18级放大，可测出10－17A微弱电流。2021/9/16渠道式电子倍增器阵列：2021/9/168.1.2质谱仪的主要性能指标一.分辨率（R）为质谱仪分离质量数m1和m2