色谱仪基本理论.doc

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1、离子源1.电子轰击离子源（EI）•在极高真空度下,高能电子束在离子源内激发样品的气态分子，离子源内分子由电子束作用失掉一个电子形成分子离子[M]+。•由电子束获得的能量还能使分子离子进一步裂解，生成较小质量的碎片离子和一些中性碎片。•离开离子源的所有离子都被静电压V加速，然后进入与运动方向相垂直,强度为H的磁场。将离子按质荷比(m/z)分开并按质荷比大小排列成谱图形式。EI是应用最广泛的一种离子源，它利用一束高能电子轰击样品分子使其电离。电子的能量取决于灯丝与电离盒之间的电压，能量过高会使电离的离子进一步

2、碎裂，分子离子峰下降甚至观察不到，能量太低也会造成电离效率降低使灵敏度下降，所以，选用不同的电离能量会得到不同风格的质谱图。标准条件下电离能量为70eV。2.化学离子源（CI）化学电离是使有机化合物样品分子和反应气体离子之间发生化学反应，而使样品分子电离的方法。常用的反应气体有甲烷、异丁烷、氨等。EI的缺点是只能电离气体和挥发性分子,因此后来开发出其他一些“软电离”方法。•CI法的能量较低，化学键断裂较少，因此分子离子[M]+以及准分子离子[M+H]+峰较强，灵敏度较高。但是这种方法由于给出的碎片离子峰的

3、信号较少，也就减少了化合物的结构信息。•CI法不仅有阳离子的测定模式，也有阴离子模式，而且阴离子模式的灵敏度更高。•CI法与EI优势互补，因此也有将这两种离子化器设计为一体形成EI/±CI复合源的方法。3.电喷雾电离源（ESI）•这种离子源经常用在LC-MS上。经液相色谱分离的样品溶液进入离子源，在雾化气流下转变成小液滴进入强电场区，强电场下带电的液滴与逆流的干燥气体相遇蒸发，最后在库仑力的作用下使小液滴表面达到瑞利极限而破碎离子化。•ESI也属于一种软电离法，这种方法比较容易形成多电荷离子，即一个分子或

4、碎片中带有两个以上电荷，使仪器的分析范围得到扩展。4.大气压化学电离源（APCI）它与ESI的主要区别是：1）增加了电晕放电针，其作用是发射自由电子，启动离子化进程；2）是对喷雾气体进行加热，增加了流动相的挥发速度，因此可以用于水分含量较多的流动相。APCI的工作原理：放电针所产生的自由电子首先轰击空气的主要组分N2、O2、H2O等，形成N2+、O2+、H3O+等初级离子，溶剂分子如甲醇、水等与初级离子发生离子交换而形成CH3OH2+、H3O+等离子，再由这些离子与样品分子进行质子或电子交换而使其离子化：

5、5.快原子轰击源（FAB）6.其他电离方式•场致电离源（FI）•场解吸电离源（FD）•激光解吸电离源（LD）•热喷雾电离源（TS）•基质辅助激光解析电离源（MALDI）质量分析器1.磁质量分析器•包括单聚焦和双聚焦质量分析器。单聚焦质量分析器使用一个扇形磁场。双聚焦质量分析器使用一个扇形磁场及一个扇形电场。•工作原理：•在离子源中形成的各种(正)离子都被加速电压加速，而获得动能；被加速后的离子进入扇形磁场，离子运动的方向和磁力线垂直。在磁场中运动的离子受洛仑兹力（向心力）作用作圆周运动。这样加速电压V为定

6、值，通过对磁场强度(B)扫描，顺次记录下各质荷比离子的强度，从而得到所有m/z离子的质谱图。不同质量的离子具有不同的轨道半径，质量越大，其轨道半径也越大。这意味着磁场有质量色散能力,可以单独用作质量分析器。•公式所描述的是理想情况。事实上，离子在加速前，其动能并非绝对为零，同一质量的离子，初始动能略有差别，加速后的速度也略有不同，因此它们经静磁场偏转后不能准确地聚焦于一点，也就是说静磁场具有能量色散作用。因此，这种单聚焦的质量分析器的分辨率较低。•双聚焦质量分析器除了采用一个扇形磁场外，还加上一个扇形电场

7、——静电分析器，又称静电场，以便提高仪器的分辨率。•静电场的作用：一束有一定能量分布的离子束，经静电场的偏转后，离子按能量大小顺次排列。因此静电场可看作是一个能量分析器。静电场有方向聚焦作用，也有能量色散作用。加速后的离子在静电分析器中作圆周运动，所受的向心力由离子所受的电场力提供；如果设法使静磁场和静电场这二者的能量色散数值相等，方向相反，离子在通过扇形静电场和扇形磁场后，即达到能量聚焦。再加上方向聚焦的作用，这就是“双聚焦”。因此，扇形静电场加扇形磁场，达到了：方向聚焦、能量聚焦、质量色散的目的。将扇

8、形磁场和静电场串联，则在某点可达到方向和能量的双聚焦，使质谱实现高分辨。•2.四极质量分析器•四极质量分析器是目前最常用的质量分析器之一。它是由四根棒状电极组成，两对电极中间施加交变射频场，在一定射频电压与射频频率下，只允许一定质量的离子通过四极分析器而到达接收器。•四极分析器的优点：扫描频率快（而磁场分析器存在磁滞效应）。体积小、重量轻、结构简单、价格便宜、维护方便，操作容易。•四极分析器的缺点：分辨率较低；对较高质量的离子