质谱法复习进程.ppt

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1、质谱分析法MassSpectrometry第一部分：概述质谱是什么？特殊的天平：称量离子的质量。原理：有机化合物经过离子源（EI,ESI,APCI等）的作用而成为带电荷的离子，这些离子在电场和磁场综合作用下，按照离子质量的大小依次排列成谱并被记录下来。质谱学：是一门研究气相离子结构、性质及反应行为的科学。质谱能做什么？定性：化合物的结构。定量：混合物的各组成含量。领域：化学、生物学、医学、药学、环境、物理、材料、能源等。（1）应用范围广。测定样品可以是无机物，也可以是有机物。被分析的样品可以是气体和液体，也可以是固体。（2）灵敏度高，样品用量少。目前有机质谱仪的绝对灵敏度可达5

2、0pg（pg为10−12g），无机质谱仪绝对灵敏度可达10−14g。用微克级样品即可得到满意的分析结果。（3）分析速度快，并可实现多组分同时测定。（4）与其它仪器相比，仪器结构复杂，价格昂贵，使用及维修比较困难。对样品有破坏性。质谱分析法的特点目前质谱技术已发展成为三个分支，即同位素质谱、无机质谱和有机质谱。常见的质谱图棒图（bargraph）：竖线为质谱峰；横坐标为质荷比；纵坐标为离子的相对强度离子源质量分析器进样系统检测器数据处理系统电子轰击电离(EI)化学电离(CI)场电离(FI),场解吸(FD)快原子轰击(FAB)基质辅助激光解吸附电离(MALDI)电喷雾电离(ESI)

3、大气压化学电离(APCI)第二部分：质谱仪质谱仪的基本结构1,质谱仪各部分工作原理（1）进样系统作用常用的进样方式有：直接进样。缺点：不能分析复杂的化合物体系。间接进样：经GC（气相色谱法）或HPLC（高效液相色谱法）分离后进到质谱的离子源内。如GC-MS，HPLC-MS。（2）电离源作用能给样品较大能量的电离方法为硬电离方法（EI），而给样品较小能量的电离方法为软电离方法（ESI、APCI）。1）电子轰击源（电子电离源）electronimpact，EI电子轰击法是硬电离方法，它是用高能电子束（10-70eV）使试样分子M失去一个电子形成带单电子的正离子M+.，即分子离子。在

4、离子源内，用电加热铼或钨的灯丝到2000℃，产生高速电子束，其能量为10～7OeV。当气态试样由分子漏入孔进入电离室时，高速电子与分子发生碰撞，若电子的能量大于试样分子的电离电位，将导致试样分子的电离。碎片离子可用于有机化合物的结构鉴定优点：1）稳定,质谱图再现性好，便于计算机检索及比较；2）离子碎片多，可提供较多的分子结构信息。缺点：1）样品必须易于气化；2）当样品分子稳定性不高时，分子离子峰的强度低，甚至不存在分子离子峰。化学电离源是软电离方法，通过反应气体离子-待测物质分子反应来进行。反应气体常用的有CH4、NH3、H2等。2）化学电离源chemicalionizatio

5、n，CICH4+eCH4+·+2eCH4+·CH3++H·CH4+·+CH4CH5++CH3·CH3++CH4C2H5++H2（1）反应气的电离（2）产生准分子离子峰（反应气离子与样品分子发生反应）CH5++M[M+H]++CH4C2H5++M[M-H]++C2H6CI质谱中，一般有较强的准分子离子峰[M±H]+，还可能出现[M＋17]+，[M＋29]+等离子，而碎片离子较少。可以推断相对分子质量。3）电喷雾电离源（electrosprayionization,ESI）带电残渣机理：ESI-MS检测到的离子是小液滴中的全部溶剂蒸发后留有带电的残渣；离子蒸发理论：当小

6、液滴的半径小于10nm时，溶液中溶解的离子可以从小液滴中直接发射出来。ESI特点1、电喷雾电离源是软电离方法，主要产生较强的准分子离子峰[M+H]+、[M+Na]+、[M+NH4]+、[M-H]-等，便于推断待测物相对分子质量。不能进行库检索。2、ESI可以产生多电荷离子，弥补了四极杆质量分析器等质量范围窄的缺点。ESI电离技术解决了两大问题问题之一：分析生物大分子化合物ESI质谱可以产生大分子化合物的多电荷离子从而使得现有质谱仪不需扩大质荷比范围就可测量大分子化合物J.B.FennKoichiTanaka(田中耕一)问题之二：为液相色谱和质谱联用提供有效接口一般质谱仪：低流速

7、(<1μl/min)；电喷雾质谱仪：高流速(<2ml/min)4）基质辅助激光解吸离子源（MALDI）原理：是用激光照射样品与基质形成的共结晶薄膜，基质从激光中吸收能量传递给样品，从而使样品解吸和电离的过程。它是一种软电离技术，适用于混合物及生物大分子的测定。（3）质量分析器质谱仪的质量分析器位于离子源和检测器之间。作用：过滤质量分析器的主要类型有：磁分析器、飞行时间质量分析器、离子阱质量分析器和四级杆质量分析器等。1）磁质量分析器离子束经加速后飞入磁极间的弯曲区，由于磁场作用，飞行轨道发生