质谱分析原理应用.doc

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1、质谱分析原理应用：质谱是应用最为广泛的方法，它可以为我们提供以下信息：a)样品元素组成；b)无机、有机及生物分析的结构一-结构不同，分子或原子碎片不同(荷质比不同)c)复杂混合物的定性定量分析与色谱方法联用(GC-MS):d)同体表面结构和组成分析——激光烧蚀等离子体-一质谱联用；e)样品中原子的同位素比。历史：1813年,Thomson使用MS报道了Ne是由22Ne和24Ne两种同位素组成：随后,同位素分析开始发展。在30年代末，由于石油工业的发展,需要测定油的成份。通常用蒸W(fractio

2、naldistillation)的方法先分离这些燃类混合物，然后再分别测定其折光率(refractiveindex)的方法来分析它们。这通常要花数天时间。40年代初开始将MS用于石油工业中炷的分析，并大缩短了分析时间。50年代初，质谱仪器开始商品化，并被广泛用于各类有机物的结构分析。同时质谱方法与N.MR、1R等方法结合成为分子结构分析的最有效的手段。80年代，非挥发性或热不稳定分子的分析进一步促进了MS的发展：90年代，由于生物分析的需要，一些新的离子化方法得到快速发展：目前一些仪器联用技术如

3、GC-MS,1IPLC-MS,GC-MS-MS,1CP-MS等正大行其道。第一节质谱分析原理及质谱仪一、基本原理概述质谱分析是将样品转化为运动的带电气态离子，于磁场中按质荷比(m/z)大小分离并记录的分析方法。其过程为可简单描述为：离子源轰击样品带电荷的碎片离子电场加速(zeU)获得动能()磁场分离()检测器记录其中，z为电荷数，e为电子电荷，U为加速电压，m为碎片质量，，为电子运动速度。二、质谱仪性能指标1、质量测量范围质量测定范围以原子质量单位量度，1个原子质量:单位：lu二1.66054

4、10-27kg/12C原子如12C-12u,C1I4-16.xxxxu在非精确测量中，常直接以原子或分子量大小来表示。2)分辨本领指质谱仪分辨相邻质量数离子的能力。定义为：两个相等强度的相邻峰(质量分别为ml和m2),当两峰间的峰谷不大于峰高的10%时，则可认为两己分开，其分辨率R为:可见在质量数小时，分辨率亦较小。实际工作中很难找到上述两相等的峰，常以下式表示：W0.05表示峰高5%处的峰宽。三、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，即稳定磁场(单聚焦及双聚焦质谱仪)和

5、变化磁场(飞行时间和四极杆质谱仪)。MS仪器一般由进样系统、电离源、质量分析器、真空系统和检测系统构成。1、真空系统质谱仪中所有部分均要处高度真空的条件下(10"IO6Torr或mmHg),其作用是减少高子碰撞损失。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。2、进样系统对进样系统的要求：重复性、不引起真空度降低。进样方式：a)间歇式进样：适于气体、沸点低且易挥发的液体、中等蒸汽压固体

6、。如图所示注入样品(10-100g)—-贮样器(0.5L-3D-一抽真空(10-2Torr)并加热一-样品蒸分子(压力陡度)-一漏隙一-高真空离子源。b)直接探针进样：高沸点液体及固体探针杆通常是一根规格为25cm6mmi.d.,末端有一装样品的黄金杯(堪垠)，将探针杆通过真空闭锁系统引入样品，如图所示。c)色谱进样系统：将在GC-MS联用中介绍