波谱分析质谱-1.ppt

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质谱(MS) Mass Spectrometry
质谱是什么?
特殊的天平:称量离子的质量。
质谱法:通过将样品转化为运动的气态离子并按质荷比(M/Z)大小进行分离并记录其信息的分析方法。
Vacuum System
Sample Inlet
Detector
Data System
Mass Analyser
Ionisation Method
Atmosphere
质谱仪
质谱能做什么
定性:化合物的结构
定量:混合物的组成
领域: 化学、生物学、医学、药学、
环境、物理、材料、能源等。
质谱的独到之处是什么
4S特性: Sensitivity 灵敏
Speed 快速
Specificity 特异
Stoichiometry 化学计量
质谱
同位素质谱
生物质谱
结构鉴定、定量分析、气相离子化学
化学、化工
环境、地球
药学、毒物学、刑侦
生命、医学、农业科学
有机质谱
无机质谱
质谱技术问世于20世纪10年代,英国人Thomson研制了世界上第一台抛物线质谱仪,随后又有人研制出扇形磁场方向聚焦仪器,随着离子光学理论的逐步发展,相继出现了“双聚焦”型仪器。以后又出现了四极质谱仪、飞行时间质谱仪等。
自20世纪50年代初期,质谱仪为有机分析服务以来,质谱仪器有了飞速发展,近来还出现了串联质谱仪(质谱/质谱)、Fourier变换回旋质谱仪。
现今的质谱仪器已汇集了当代先进的电子技术、高真空技术和计算机技术,并实现了与其他分析仪器的联用,如气相色谱-质谱联用(GC/MS),液相色谱-质谱联用门(LC/MS),毛细管区带电泳-质谱联用(CZE/MS)等等。
发展史
1906年: J. I. Thomson, 物理奖
贡献:正电荷离子束在磁场中的偏转磁质谱仪的基础同位素分析。
1922年,. Aston,化学奖
贡献:制成第一台速度聚焦磁质谱仪。
1989年: W. PaulHens, G. Dohmelt,物理奖
贡献:因离子阱(Ion trap)的发明应用。
2002年: J. B. Fenn,Koichi Tanaka (田中耕一),化学奖
贡献:①电喷雾(ESI)电离方法生物大分子分析:Science 246, 64 (1989) ②激光辅助解吸电离质谱(MALDI)电离方法生物大分子分析:munications in Mass Spectrometry 2, 151 - 153 (1988)
质谱学领域的诺贝尔奖
Vacuum System
Sample Inlet
Detector
Data System
Mass Analyser
Ionisation Method
Atmosphere
质谱仪
真空系统
质谱仪系统必须处于高真空系统中(×10-4-×10-5pa,×10-6pa)
如果真空度低:
。
,干扰质谱图。
3. 引起额外的离子-分子反应,使质谱图复杂,难于解释。4. 干扰电子束的调节。
。
真空系统由机械泵和油扩散泵或涡轮分子泵串联而成。
进样系统

气体以及沸点不高,易于挥发的液体。
微量注射样品到加热的,低真空的贮样器,样品汽化后,渗透到高真空离子源。
2. 直接探针进样
高沸点液体,固体。
将样品涂抹或滴在探针上后,插入真空系统。将系统加热300度以上,使样品汽化,进入电离源。
用高能量的离子源轰击样品,产生分子离子。
M + e ------- M+ + 2e
分子离子M+的能态高的部分会进一步裂解,产生质量较小的碎片离子和中性自由基。
碎片离子继续裂解,直至离子的能量低于化学键的裂解能。
电离源
M+
M1+ + N1·
M2+ + N2·
电离过程
硬电离:有碎片离子产生
软电离:没有碎片离子,只有分子离子或准分子离子
鉴定化合物结构时,碎片离子的质核比以及丰度是重要判断的参数。
测量物质分子量时,分子离子是重要依据。