第七章质谱法概述.pptVIP

质谱法 质谱分析过程 　　　　　 撞击　　　　　　　 得到 高速电子流　 　 　 气态分子　　　 阳离子　　　 顺序谱图　　　　 质量分析器 定性结构 定量分析 第一节 质谱法概述 1. 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：MS商品化，广泛用于有机物结构分析。 1960年代：研究GC-MS联用技术。 1980年代：研究LC-MS联用技术。 1990年代：生物分析的需要，新的离子化方法。 2. 质谱仪的分类 按用途分：有机质谱；无机质谱；同位素质谱。 按原理分：单聚焦质谱；双聚焦质谱；四极杆质谱；飞行时间质谱；回旋共振质谱。 按联用方式分：气质联用；液质联用；串联质谱技术。 1) 它是至今唯一可以确定分子质量的方法,在高分辨率质谱仪中能够准确测定摩尔质量。 2) 质谱法的灵敏度极高,鉴定的最小量可达10-10g,检出限可达10-14g。 3) 确定样品元素组成。 4) 无机、有机及生物分析的结构 --- 结构不同，分子或原子碎片不同(质荷比不同)。 5) 复杂混合物的定性定量分析 --- 与色谱方法联用(GC-MS)。 6) 样品中原子的同位素比。 第二节 质谱法原理及仪器 一 质谱分析法原理 将样品转化为运动的带电气态离子碎片，于磁场中按质荷比(m/z)大小分离并记录的分析方法。 离子质荷比与运动轨道曲线半径R的关系: 二、质谱仪的主要性能指标 1 质量测定范围 1）质谱仪的质量测定范围表示质谱仪所能进行分析的样品的相对原子质量（或相对分子质量）范围，通常采用原子质量单位（u）进行度量。 2）测定气体的质谱仪，一般质量测定范围在2～100；有机质谱仪一般可达几千；现代质谱仪：相对分子量达几十万的生化样品。 3）使用电喷雾离子源，由于形成多电荷离子，可以测定的分子量能够达到100000。 4）四极杆分析器质量范围不大于3000；而飞行时间分析器可以达到几十万。 对于GC-MS，分子量一般不超过500，而LC-MS由于分析对象常常是生物大分子，质量范围宽好。 分析质量范围与离子源，分析器种类以及分析对象有关。 所谓分辨本领，是指质谱仪分开相邻质量数离子的能力。即： 对两个相等强度的相邻峰，当两峰间的峰谷不大于其峰高10%时，认为两峰已经分开，其分辨率为： 其中m1、m2为质量数，且m1m2，故在两峰质量数相差较小时，要求仪器分辨率越大。 在实际工作中，有时很难找到相邻的且峰高相等的两个峰，同时峰谷又为峰高的10%。在这种情况下，可任选一单峰，测其峰高5%处的峰宽W0.05，即可当作上式中的Δm，此时的分辨率定义为：R = m/ W0.05 如果该峰是高斯型的，上述两式计算结果是一样的。质谱仪的分辨本领由几个因素决定： （1）离子通道的半径。 （2）加速器与收集器狭缝宽度。 （3）离子源的性质。 3.灵敏度 质谱仪的灵敏度有绝对灵敏度、相对灵敏度和分析灵敏度等几种表示方法。 绝对灵敏度是指仪器可以检测到的最小样品量。有机质谱仪的灵敏度可以大于10-10g。 相对灵敏度是指仪器可以同时检测的大组分与小组分含量之比，例如相对灵敏度为10-9 ，表示仪器可以测定样品中杂质量是样品量的109分之一。 分析灵敏度则是指输入仪器的样品量与仪器输出的信号之比。 4. 准确度和精密度 质谱仪的准确度高，例如某分子离子峰精确质量是250.1056,其真实值为250.1069 精密度指各测量值的偏差 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(10-4-10-6Pa), 其作用是减少离子碰撞损失。 真空度过高，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。 一般质谱仪都采用机械泵预抽真空后，再用高效率扩散泵