第一节 质谱概述 郭增军.pptVIP

第五章 质 谱 （Mass Spectrum，MS） 质谱发展历史 1897年，英国剑桥Cavendish实验室的Thomson研制，发现了氖的同位素，分辨率10。 1919年，Aston,速度聚焦质谱仪，测出氖同位素的丰度比为10：1，分辨率130。 1934年，双聚焦质谱仪，大大提高了分辨率。 二战期间，用于美国原子弹制造计划（研究235U）。 1943年，进入民用，石油分析。 50年代，出现新型质量分析器，四极滤质器（1953），脉冲飞行时间分析器（1955），及新的离子化手段，火花离子源、二次离子源，气质联用。 60年代以后，新的离子化方法：FI，FD，CI，激光离子化，FAB，ESI，复杂的质谱仪推出，离子探针，三级四极杆，四极杆飞行时间，磁场四极，磁场飞行时间，离子回旋共振等，液质联用。 1974年等离子体质谱，1981年快原子轰击质谱，1988年，电喷雾电离质谱， 90年代以后，MALDI-MS用于生物间非共价键作用研究，联用技术发展迅速。 概 述 定义：质谱是化合物分子经一定方式裂解后，形成的各种离子在电场和磁场的作用下，按照质荷比（m/z）大小排列而成的图谱。 特点： 1、应用范围广：同位素分析、化合物分析、无机成分分析；样品可以是气体、液体及固体。 2、灵敏度高：对测定试样量的要求越来越低，有时仅需要10-12g （pg）的试样即可完成试样的测定。 3、分析速度快：一般样品仅需几秒到几分钟。 用途： 1、测定分子量，确定分子式：利用高分辨质谱 (High Resolution Mass Spectrum, HRMS) 可以直接获得分子离子峰的质量数，测定精确分子量，得到分子式。 2、鉴定化合物 3、推测未知化合物的结构 4、利用同位数峰测定相关元素的原子数 5、用于多组分的定性及定量 第一节 质谱的基本知识 一、质谱的基本原理 样品（气态） 不同质量的正离子 高速正离子 依次通过收集狭缝 放大 器 记录信号 质谱。 二、质谱计简介 质谱计（Mass spectrometer）是一种测定带电离子质荷比（mass to charge ration, m/z）的装置，不同的质谱计原理不同，但大体都由下列单元组成。 质谱计主要结构单元 进样系统（Sample inlet） 被分析的试样通过进样系统进入质谱仪，使试样在不被破坏的情况下进入离子源。当质谱计与色谱仪联机时，进样系统则由界面（interface）取代。 （1）、直接进样 ： ①固体、高沸点液体：探针直接将样品注入电离室。 ②气体、低沸分点液体：样品注射进入加热槽。 （2）、色谱联用导入系统：适用于多组分分析。 电离和加速室（Ionization and Ion Accelerating Room） 又称离子源 (Ion source)，试样物质在电离室被电离，在电离室出口，对离子施加一个加速电压，使电离的粒子进入质量分析器。 1、作用：样品被电离为正离子或负离子 2、分类： ① 电子轰击电离（Electron Impact Ionization, EI） ② 化学电离法（Chemical Ionization, CI） ③ 快原子轰击 ( Fast Atom Bombardment, FAB) ④ 场解吸电离 (Field Desorption, FD) ⑤ 电喷雾电离（Electrospray Ionization, ESI） ⑥ 大气压化学电离(Atmospheric Pressure Chemical Ionization, APCI) ⑦ 基质辅助激光解析电离 (Matrix Assisted Laser Desorption Ionization, MALDI） 3、常见的电子轰击电离（Electron Impact Ionization, EI） 电子轰击电离又称电子电离，是目前发展最成熟的电离方法。 （1） 电离过程：EI过程在离子源中进行，呈气态的试样分子在较高真空和较高温度的电离室内，在70eV电子流的轰击下，气态的试样分子失去一个电子而生成带有正电荷的自由基，即M + e-=M+ + 2e-, M+为分子离子；多余的能量，将导致化学键的断裂，进一步生成碎片离子或中性分子。 （2） 离子源电子能量：常在70eV电子流的轰击下电离 有机化合物分子发生电离常仅需10~15eV能量，多于能量使