第10章质谱.pptVIP

第十章 质谱分析 ;10.1 质谱分析概述 10.2 质谱仪器 10.3 质谱图及其应用 10.4 联用技术 10.5 环境分析中的实例;10.1 质谱分析概述; 质谱 按照离子的质量对电荷比值(即质荷比)的大小 依次排列构成的图谱。;质谱法的分类;质谱法的特点;进样系统;进样系统;真空系统 质谱仪的离子源、质量分析器必须处于高真空状态。 若真空度低，则： 大量氧会烧坏离子源的灯丝； 使本底增高，干扰质谱图； 引起额外的离子－分子反应，质谱复杂化； 干扰离子源中电子束的正常调节； 用作加速离子的几千伏高压会引起放电。 机械泵预抽真空，高效扩散泵连续抽气。 ;进样系统;电离室（离子源）;1）电子轰击离子源(electron impact;EI)：;气化区;2）化学离子源 (chemical ionization source;CI);（3）加合离子与样品分子反应;可见，采用CI源, 易测得分子量;3）快速原子轰击离子源 (fast atom bombard-ment;FAB);三种离子源测得甲糖宁的质谱图;离子源;4）场致离子源;5）大气压电离（Atmospheric pressure Ionisation, API）; 4 质量分析器 (Mass analyzer) 单聚焦分析器（single focusing） 双聚焦分析器（double focusing） 四极杆分析器 (quadrupole) 飞行时间分析器(time of flight） 离子阱分析器 (Ion trap) 富立叶变换离子回旋共振 （Fourier tranform ion cyclotron resonance）;（1）单聚焦分析器（single focusing mass analyzer）; 自离子源发生的离子束在加速电极电场（800～8000V）的作用下，使质量m的正离子获得速度v ，以直线方向运动，其动能为： zU＝1/2mv2 式中，z为离子电荷数，U为加速电压。;具有一定动能的正离子进入垂直于离子速度方向的均匀磁场（质量分析器）时，正离子在磁场力（洛仑兹力）的作用下，将改变运动方向作圆周运动（半径为R），则运动离心力mv2/R 必然和磁场力Hzv相等： Hzv＝mv2/R 式中H为磁场强度。 ;zU＝1/2mv2;将两式合并，得 质谱方程式： ;（2）双聚焦分析器（Double focusing ）;离子源;（3）四级杆分析器; 结构: 四根棒状电极，形成四极场 原理：在一定Vdc Vrf 下 ， 只有一定质量的离子可通过四极 场到达检测器。在一定的（Vdc/Vrf)下，改变Vrf 可实现扫描。 特点：扫描速度快，灵敏度高 适用于GC-MS ;（4）飞行时间分析器 （Time of Flight Analyzer）;若忽略离子（质量为m）的初始能量，可以认为离子动能为： ;特点： 仪器结构简单,不需要磁场、电场等； 扫描速度快，可在10-5 s内观察到整段图谱； 无聚焦狭缝，灵敏度很高； 可用于大分子的分析（几十万原子量单位），在生命科学中用途很广。;5 离子检测器;质谱仪主要性能指标; （2）质量范围 质量范围是指质谱仪能测量的最大m/z值，它决定仪器所能测量的最大相对分子量。 测定气体用的质谱仪，一般质量测定范围在2～100，而有机质谱仪一般可达几千。 ;10.3 质谱图及其应用;质谱图;质谱表 用表格形式表示质谱数据，准确给出m/z值和相对强度。;1 主要离子峰的类型 当气体或蒸气分子（原子）进入离子源（例如电子轰击离子源）时，受到电子轰击而形成各种类型的离子。 以A，B，C，D四种原子组成的有机化合物分子为例，它在离子源中可能发生下列过程： ;高真空 可忽略;① 分子离子峰：分子失去电子形成带正电荷的阳离子ABCD+ ，称为分子离子，质谱图中相应的峰称为分子离子峰或母峰。分子离子峰是除同位素峰之外，质量数最大的质谱峰，可准确测定未知物的相对分子质量。; 对于有机物，杂原子上未共用电子（n电子）最易失去，其次是π电子，再其次是σ电子。 ;访姐维梗彰踪贯侄圈褪薄杯惶光死蕴享缔郧兼懊恼牲洋央椭卒喜酱兰佑节第10章质谱第10章质谱;② 同位素离子峰： 由于同位素的存在，质谱图中就会出现不同质量数的同位素形成的峰，称为同位素离子峰。 同位素离子峰的丰度比，与同位素在自