质谱分析与质谱仪.ppt

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第五章质谱分析
一、概述
generalization
二、质谱仪与质谱分析
mass spectrometer and mass spectrometry
第一节基本原理与质谱仪
mass spectrometry,MS
basic principle and Mass spectrometer
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一、概述 generalization
分子质量精确测定与化合物结构分析的重要工具;
第一台质谱仪:1912年;
早期应用:原子质量、同位素相对丰度等;
40年代:高分辨率质谱仪出现,有机化合物结构分析;
60年代末:色谱-质谱联用仪出现,有机混合物分离分析;
促进天然有机化合物结构分析的发展;
80年代:非挥发性或热不稳定分子的分析进一步促进了MS的发展;
90年代:由于生物分析的需要,一些新的离子化方法得到快速发展。
同位素质谱仪;无机质谱仪;有机质谱仪。
癸烷烃
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质谱基本原理
质谱解析
有机分子
分子离子
碎片离子
亚稳离子
同位素离子
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轰击、分离、收集、检测、记录等
分子离子峰的形成及识别
开裂方式及类型
碎片离子峰
亚稳离子峰
N规律
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二、质谱仪与质谱分析原理mass spectrometer and mass spectrometry
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二、质谱仪与质谱分析原理mass spectrometer and mass spectrometry
进样系统
离子源
质量分析器
检测器










质谱仪需要在高真空下工作:离子源(10-310-5 Pa )
原因: 质量分析器(10-6 Pa )
(1)大量氧会烧坏离子源的灯丝;
(2)用作加速离子的几千伏高压会引起放电;
(3)引起额外的离子-分子反应,改变裂解模型,谱图复杂化;
(4) 干扰离子源正常调节。
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6
e-
+
e-
e-
+4000 V
0 V
+
e-
e-
heavy
light
ic and/or electric field
sample
vapourise
ionise
accelerate
separate
+
A
+
B
+
C
A+
B+
C+
vacuum
Mass spectrometry
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原理与结构
电离室原理与结构
仪器原理图
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①Electron Ionization (EI)源
+
+
+
+
: R1
: R2
: R3
: R4
: e
+
M+
(M-R2)+
(M-R3)+
Mass Spectrum
(M-R1)+
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EI 源的优点:
电离效率高,灵敏度高;
应用最广,标准质谱图基本都是采用EI源得到的;
稳定,操作方便,电子流强度可精密控制;
结构简单,控温方便.
EI源:可变的离子化能量(10~240eV)
对于易电离的物质降低电子能量,而对于难电离的物质则加大电子能量( 常用70eV )。
电子能量
电子能量
分子离子增加
碎片离子增加
缺点:能量高,某些分子不易得到分子离子峰;气态下被离子化,不适合热不稳定物质。
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离子室内的反应气(甲烷等;10~100Pa,样品的103~105倍),电子(100~240eV)轰击,产生离子,再与试样分子碰撞,产生准分子离子。
②化学电离源(Chemical Ionization,CI):
最强峰为准分子离子;
谱图简单;
不适用难挥发试样;
+
+
气体分子
试样分子
+
准分子离子
电子
(M+1)+;(M+17) +;(M+29) +;
反应气和样品共同决定产物的形式
缺点:重复性差;气态下离子化,热不稳定物质不适用。