质谱仪仪器分析.pptVIP

第1页，共17页，星期日，2025年，2月5日一、概述质谱分析法（MassSpectrometry,MS）是在高真空系统中测定样品的分子离子及碎片离子质量，以确定样品相对分子质量及分子结构的方法。化合物分子受到电子流冲击后，形成的带正电荷分子离子及碎片离子，按照其质量m和电荷z的比值m/z（质荷比）大小依次排列而被记录下来的图谱，称为质谱。第2页，共17页，星期日，2025年，2月5日质谱分析法有如下特点：（1）应用范围广。测定样品可以是无机物，也可以是有机物。应用上可做化合物的结构分析、测定原子量与相对分子量、同位素分析、生产过程监测、环境监测、热力学与反应动力学、空间探测等。被分析的样品可以是气体和液体，也可以是固体。（2）灵敏度高，样品用量少。目前有机质谱仪的绝对灵敏度可达50pg（pg为10?12g），无机质谱仪绝对灵敏度可达10?14。用微克级样品即可得到满意的分析结果。（3）分析速度快，并可实现多组分同时测定。（4）与其它仪器相比，仪器结构复杂，价格昂贵，使用及维修比较困难。对样品有破坏性。目前质谱技术已发展成为三个分支，即同位素质谱、无机质谱和有机质谱。主要介绍有机质谱。第3页，共17页，星期日，2025年，2月5日二、质谱仪及基本原理有机质谱仪包括离子源、质量分析器、检测器和真空系统。现以扇形磁场单聚焦质谱仪为例，将质谱仪器各主要部分的作用原理讨论如下。图1为单聚焦质谱仪的示意图。第4页，共17页，星期日，2025年，2月5日图1单聚焦质谱仪第5页，共17页，星期日，2025年，2月5日图2是丙酮的质谱。图中的竖线称为质谱峰，不同的质谱峰代表有不同质荷比的离子，峰的高低表示产生该峰的离子数量的多少。质谱图的质荷比（m/z）为横坐标，以离子峰的相对丰度为纵坐标。图中最高的峰称为基峰。基峰的相对丰度常定为100%，其它离子峰的强度按基峰的百分比表示。在文献中，质谱数据也可以用列表的方法表示第6页，共17页，星期日，2025年，2月5日图2丙酮的质谱图第7页，共17页，星期日，2025年，2月5日三、质谱解析及在环境科学中的应用解析未知物的图谱，可按下述程序进行。第一步对分子离子区进行解析（推断分子式）（1）确认分子离子峰，并注意分子离子峰对基峰的相对强度比，这对判断分子离子的稳定性以及确定结构是有一定帮助的。（2）注意是偶数还是奇数，如果为奇数，而元素分析又证明含有氮时，则分子中一定含有奇数个氮原子。（3）注意同位素峰中M+1/M及M+2/M数值的大小，据此可以判断分子中是否含有S、CI、Br，并可初步推断分子式。（4）根据高分辨质谱测得的分子离子的m/z值，推定分子式。第8页，共17页，星期日，2025年，2月5日第二步对碎片离子区的解析（推断碎片结构）

（1）找出主要碎片离子峰。并根据碎片离子的质荷比，确定碎片离子的组成。常见碎片离子的组成见表3第9页，共17页，星期日，2025年，2月5日离子失去的碎片可能存在的结构M-1H醛，某些醚及胺M-15CH3甲基M-18H2O醇类，包括糖类M-28C2H4，CO，N2C2H4，麦氏重排，COM-29CHO，C2H5醛类，乙基M-34H2S硫醇M-35CIM-36HCI氯化物M-43