仪器分析第9章质谱课件.ppt

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1、第9章质谱分析法(MS)9.1概述9.2质谱仪器9.2.1进样系统9.2.2离子源9.2.3质量分析器9.2.4检测器9.2.5质谱联用技术9.3质谱解析9.3.1质谱中的离子9.3.2常见有机化合物的质谱9.3.3质谱解析例129.1概述质谱法是通过将样品转化为运动的气态离子并按质荷比(M/Z)大小进行分离并记录其信息的分析方法．所得结果以图谱表达，即所谓的质谱图．根据质谱图提供的信息可以进行多种有机物及无机物的定性和定量分析、复杂化合物的结构分析、样品中各种同位素比的测定及固体表面的结构和组成分析等．9.1.1质谱分析法3质谱分析法是通过测定待测样品离子的质荷比（mass-to-ch

2、arge-ratio）来进行分析的方法。OverviewofMassSpectrometryMassSpectrumMassAnalyzerIonizationM+/FragmentationSampleMolecule(M)9.1概述49.1.2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：分析石油1960年代：研究GC-MS联用技术1970年代：商品GC-MS出现，计算机引入，GC-MS技术基本成熟。1980年代：大气压电离的LC-MS出现1990年代：基质辅助激光解吸飞行时间质谱仪出现，质谱技术大量用于生物医药领域，出现“生物质谱”概

3、念。9.1概述59.1.3质谱仪的分类1有机质谱仪：1）气相色谱-质谱联用仪2）液相色谱-质谱联用仪3）其他质谱仪:傅立叶变换质谱仪基质辅助激光解吸-飞行时间变质谱仪2无机质谱仪：ICP-MS3同位素质谱仪：轻元素同位素，重元素同位素4气体分析质谱仪9.1概述69.1.4质谱分析基本术语1．质量数和质量范围在质谱分析中，被测定的分子和原子都是以离子形式记录的，如果离子只带一个电荷，则离子的质荷比在数值上就等于它的质量数，质谱仪的质量范围是指仪器所能测量的离子质荷比范围．气体分析用质谱仪的质量范围一般从2～100，而有机质谱仪的质量范围一般从几十到几千．72．分辨率分辨率表示仪器分开两个相

4、邻质量数离子的能力．它一般定义为：对两个相等强度的相邻峰，当两峰间的峰谷不大于其峰高的10％时，可认为此两峰已经分开（图9-6），这时，仪器的分辨率R用下式计算：式中，m为质量数，且m1＜m2．8图9-6分辨率示意图93．灵敏度灵敏度对于不同用途的质谱仪有不同的表示方法．有机质谱常用绝对灵敏度，无机质谱常用相对灵敏度，而同位素分析质谱常用丰度灵敏度．绝对灵敏度是指仪器能检测的最小样品量．目前，有机质谱仪灵敏度可优于10-10g．10相对灵敏度是指仪器同时可检测的大组分与小组分的含量之比．即表示仪器可测定的样品中杂质的最低相对含量，例如10-9．丰度灵敏度表示大丰度同位素峰的“拖尾”对相邻

5、小丰度同位素峰的影响．11若大丰度同位素峰强度为IM，它对相邻小丰度同位素峰的贡献为IM+1，则：丰度灵敏度=IM/IM+1（9-16）丰度灵敏度实际上也是一种相对灵敏度，一般同位素分析用的质谱仪，其丰度灵敏度为105～106．还有用分析灵敏度表示的方法，它是指输入的样品量与仪器输出信号之比，即对单位样品量所能产生的信号的大小．129.2质谱仪器由进样系统、离子源、质量分析器、离子检测器和记录器组成．此外，还包括真空系统和电气系统等辅助设备．根据质量分析器的工作原理不同，有单聚焦、双聚焦、飞行时间和四极滤质器质谱仪．13InletsystemIonSourceAnalyzerIonDet

6、ectorComputerMassSpectrumm/z离子源进样系统质量分析器检测器真空系统10-2-10-6Pa14气体分析用的质谱仪进样系统一般由管道、阀门、压力表、样品贮存器和漏口组成．它适用于室温下气体或易挥发液体样品的分析．有机质谱仪常与色谱仪联用．色谱仪是质谱仪的进样系统，由色谱柱流出的样品经喷射式分子分离装置将载气分离后进入质谱仪．用于无机物分析的质谱仪，没有专门的进样系统，一般是把要分析的样品制成电极，置于离子源中，靠高频高压使它电离．9.2.1进样系统9.2质谱仪器159.2.2离子源质谱分析的对象是样品离子，应首先把样品分子或原子电离成离子，用于产生离子的装置叫离子

7、源，主要有电子电离源、化学电离源、火花电离源和高频火花源等．9.2质谱仪器161电子电离源(electronionizationEI)利用高速电子轰击试样分子使它电离的离子源称为电子电离源．它是由电热阴极发射的电子，在正电位作用下进入电离室，前进过程中与进入电离室的样品分子碰撞．若电子的能量大于样品分子的电离电位，碰撞的结果将导致样品分子的电离，所产生的正离子在静电场的加速下进入分析器．171电子电离源(electronioniza