第六章 质谱1.ppt

第六章 质谱法 质谱法 1. 应用范围广； 2. 灵敏度高，样品用量少； 3. 分析速度快; 4. 能同时提供有机样品的精确相对分子质量、元素组成、碳骨架及官能团结构信息； 5. 测定有机物强有力的工具； 6. 质谱仪结构复杂,价格昂贵,使用和维修比较困难; 7. 样品被破坏,无法回收。 第一节 仪器及原理 正离子质谱（主要） 负离子质谱 带正电荷的分子离子及碎片离子，按质荷比大小依次经过质谱仪，在其相应的质荷比(m/z)值处出现峰，并依质荷比(m/z)大小排列得到质谱图。 质谱图可用条图和表格形式表示。 质谱图一般采用条图，横轴表示质荷比(m/z)；纵轴表示峰的相对强度或称相对丰度。 纵轴是以图中最强的离子峰（基准峰，也叫基峰）的峰高作为100%，而以对它的百分比来表示其它离子峰的强度。当然，峰越高表示形成的离子越多，也就是说，谱线的强度是与离子的多少成正比的。 一、质谱仪 化学电离（Chemical Ionization，CI） 利用电子轰击源分析有机物，如果被分析的样品相对分子质量太大或稳定性差时，不容易得到分子离子，因而也不能测定相对分子质量。化学电离源就是为了解决这个问题而发展起来的一项技术。 在离子源中引入大量的反应气体，样品直接导入离子源并气化，在大量反应气体的气氛中，灯丝发射的电子不是直接轰击样品分子而首先与反应气体分子发生作用产生反应离子，这些离子再与样品分子发生离子-分子反应实现电离。通常使用的反应气体有:甲烷、异丁烷、氨等。 反应气体一般是甲烷、异丁烷、氨等, 生成(M+H)+, (M-H)+, (M+NH4)+ 的准分子离子。 例：CH4 + e CH4+ · + 2e CH4+ · + CH4 CH5+ + CH3 · CH5+ + M CH4 + (M+H)+ CH5+ + M CH4 + (M-H)+ + H2 优点： 准分子离子峰强度高，便于推算分子量； 缺点： 1）只适用于易挥发、受热不分解的样品； 2）碎片离子峰少，强度低。 （3） 场电离（FI）和场解析 （ FD ） 场电离（field ionization, FI） 气态样品分子在在强电场（107-108V/cm2）的作用下发生电离。 要求样品分子处于气态, 灵敏度不高, 应用逐渐减少。 样品不需气化, 将样品吸附在作为场离子发射体的金属丝上, 送入离子源, 然后通以微弱电流, 使样品分子从发射体上解吸下来, 并扩散至高场强的场发射区, 进行离子化。 FI和FD的共同特点是形成的M+没有过多的剩余内能，减少了分子离子进一步裂解的概率，增加了分子离子峰的丰度，碎片离子峰相对减少。这两种源应用已不多。 （4）快原子轰击电离（Fast Atom Bombardment Ionizationg FAB）二次离子质谱（Secondary Ionization Mass Spectrometery SIMS） 灵敏度高，适用于对热不稳定、极性强的分子，如肽、蛋白质、金属有机物等。 样品分子常以质子化的[M+H]+离子出现。 基质分子会产生干扰峰。 二次离子质谱（SIMS） 二次离子质谱使用的是离子束。由氩灯丝产生Ar+离子束，经加速后打在涂有样品的靶上，使之产生二次离子。 由于样品需溶解或分散在高沸点的基质材料中（甘油、三乙醇胺、聚乙二醇），基质会产生相应的峰，谱图中总是存在大量的基质离子峰，特别在低质荷比端有 [G＋H]＋ 、[2G＋H]＋、[G＋Na]＋ 等基质形成的干扰离子，使得到的谱图比较复杂，背景干扰较大 。 基质辅助激光解析电离 (Matrix?assisted Laser Desorption?Ionization， MALDI) 将样品分散于基质中形成共结晶薄膜,用一定波长的脉冲式激光照射样品与基质，基质分子从激光中吸收能量传递给样品分子，使样品分子瞬间进入气相并电离。 MALDI主要通过质子转移得到单电荷离子M+和[M+H]+，也会与基质产生加合离子，有时也会得到多电荷离子。由于这些离子的过剩能量很少，因此较少产生碎片离子。 (MALDI)能使一些难电离的化合物电离，特别是生物大分子化合物：蛋白质、核酸和肽类化合物的分析获得成功，现已测得分子量高达30～40万的蛋白质。 由于应用脉冲式激光，MAL