波谱分析质谱法.ppt

第一章质谱法
(Mass Spectrometry, MS)
§
512质谱分析原理及质谱仪
§13质谱图上离子的主要类型
514各类有机化合物的断裂规律及质谱图
515质谱法的应用
511概述
方法概述
以某种方式使有机化合物的分子电离、碎裂,
然后按照离子的质荷比(mz)大小把生成的各种
离子分离,检测它们的强度,并将其排列成谱,这
种研究物质的方法称作质谱法。
n-hexane
Note the molecular
ion at 86
We have a typical
hydrocarbon pattern
with 57 being the
most intense line
20
60
80M|Z
二、发展历史
1、1913年: THomson使用Ms发现了Ne是由2Ne和24Ne两种
同位素组成,随后,同位素分析开始发展。
2、20世纪30年代末至40年代:由于石油工业的发展,需要
测定油的成份。通常用蒸馏的方法先分离这些烃类混合物,
然后再利用分别测定其折光率的方法来分析它们。这通常要
花数天时间。将MS用于石油工业中烃的分析,可以大大缩
短分析时间。
3、50年代初:质谱仪器开始商品化,并广泛用于各类有机
物的结构分析;同时质谱方法与NMR、IR等方法结合成为
分子结构分析的最有效的手段。
4、60年代:出现了气相色谱-质谱联用仪,使质谱仪的应用
领域大大扩展,开始成为有机物分析的重要仪器;计算机的
应用又使质谱分析法发生了飞跃变化
5、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,如快原子轰击离子源,基质辅助激光解吸电离源
电喷雾电离源,大气压化学电离源等。
6、目前:出现了比较成熟的液相色谱-质谱联用仪,感应耦
合等离子体质谱仪,富立叶变换质谱仪等。质谱分析法已广泛
地应用于化学、化工、材料、环境、地质、能源、药物、刑侦、
生命科学、运动医学等各个领域。
三、质谱图上提供的信息
1、样品元素组成;
2、物质的相对分子质量
3、物质的结构信息--结构不同,分子的碎片不同(质荷比
不同);
4、复杂混合物的定性定量分析--与色谱方法联用(GC
MS);
5、样品中原子的同位素比。
§
质谱仪的基本结构
质谱仪是通过对样品电离后产生的具有不同的mz的离
子来进行分离分析的
质谱仪包括进样系统、电离系统、质量分析系统和检测系统。
为了获得离子的良好分离和分析效果,避免离子损失,凡
有样品分子及离子存在和通过的地方,必须处于真空状态。
Agilent7500系列 ICP-MS
真空系统
进样系统
离子源
质量分析器
检测器
气体扩散
电子轰击1单聚焦




显示


二、质谱仪各部分的工作原理
1、真空系统
质谱仪的离子产生及经过系统必须处于高真空状态(离
子源真空度应达13×104~×105Pa,质量分析器中
应达13×10Pa)。其作用是减少离子碰撞损失。
真空度过低,将会引起:
a)大量氧会烧坏离子源灯丝;
b)引起其它分子离子反应,使质谱图复杂化;
c)用作加速离子的几千伏高压会引起放电。
般质谱仪都采用机械泵预抽空后,再用高
效率扩散泵连续地运行以保持真空。现代质谱仪
采用分子泵可获得更高的真空度。