《質(zhì)譜分析法 》ppt課件

《《質(zhì)譜分析法 》ppt課件》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、第十四章質(zhì)譜分析法Massspectrometry質(zhì)譜分析法原理和儀器質(zhì)譜峰和主要離子峰質(zhì)譜分析法應(yīng)用1.質(zhì)譜分析法的優(yōu)點(diǎn):(1)它是至今唯一可以確定分子質(zhì)量的方法,在高分辨率質(zhì)譜儀中能夠準(zhǔn)確測(cè)定質(zhì)量,而且可以確定化合物的化學(xué)式和進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。(2)質(zhì)譜法的靈敏度極高,鑒定的最小量可達(dá)10-10g,檢出限可達(dá)10-14g。2.質(zhì)譜儀的發(fā)展簡(jiǎn)史1912年：世界第一臺(tái)質(zhì)譜裝置1940年代:質(zhì)譜儀用于同位素測(cè)定1950年代：分析石油1960年代：研究GC-MS聯(lián)用技術(shù)1970年代：計(jì)算機(jī)引入3.質(zhì)譜儀的分類(lèi)有機(jī)質(zhì)譜儀：氣-質(zhì)液-質(zhì)富變質(zhì)譜儀激光

2、解吸飛行時(shí)間變質(zhì)譜儀無(wú)機(jī)質(zhì)譜儀：ICP-MS同位素質(zhì)譜儀一質(zhì)譜分析法原理1.質(zhì)譜圖質(zhì)譜分析是用高速電子來(lái)撞擊氣態(tài)分子或原子,將電離后的正離子加速導(dǎo)入質(zhì)量分析器,然后在磁場(chǎng)中按質(zhì)荷比(m/z)大小進(jìn)行收集和記錄,及得到質(zhì)譜圖。根據(jù)質(zhì)譜峰的位置進(jìn)行物質(zhì)的定性和結(jié)構(gòu)分析,根據(jù)峰的強(qiáng)度進(jìn)行定量分析。第一節(jié)質(zhì)譜分析法原理和儀器2.原理試樣從進(jìn)樣器進(jìn)入離子源,在離子源中產(chǎn)生正離子。正離子加速進(jìn)入質(zhì)量分析器,質(zhì)量分析器將離子按質(zhì)荷比大小不同進(jìn)行分離。分離后的離子先后進(jìn)入檢測(cè)器，檢測(cè)器得到離子信號(hào)，放大器將信號(hào)放大并記錄在讀出裝置上。試樣在離子源內(nèi)被氣化

3、、電離。用電子轟擊法在10-5Pa高真空下,以50?100eV能量的電子流轟擊試樣,有機(jī)物常常被擊出一個(gè)電子,形成帶一個(gè)正電荷的正離子，稱(chēng)為分子離子()M+e-?+2e-在質(zhì)譜儀中,各種正離子被電位差為800?8000V的負(fù)高壓電場(chǎng)加速,加速后的動(dòng)能等于離子的位能zU,即加速后的離子進(jìn)入磁場(chǎng)中,由于受到磁場(chǎng)的作用,使離子作弧形運(yùn)動(dòng),此時(shí)離子所受的向心力Bz?和運(yùn)動(dòng)的離心力m?2/R相等,得:離子質(zhì)荷比與運(yùn)動(dòng)軌道曲線半徑R的關(guān)系:或質(zhì)譜分析法的基本公式叫質(zhì)譜方程式。若加速電壓U和磁場(chǎng)強(qiáng)度B都一定時(shí)，不同m/z的離子，由于運(yùn)動(dòng)的曲線半徑不同，

4、在質(zhì)量分析器中彼此分開(kāi)。質(zhì)譜儀器通常有六部分組成：真空系統(tǒng)，進(jìn)樣系統(tǒng)，離子源，質(zhì)量分析器，離子檢測(cè)器，記錄顯示系統(tǒng)。（一）高真空系統(tǒng)質(zhì)譜儀中所有部分均要處高度真空的條件下(10-4-10-6Pa),其作用是減少離子碰撞損失。真空度過(guò)低，將會(huì)引起：1)大量氧會(huì)燒壞離子源燈絲2)引起其它分子離子反應(yīng)，使質(zhì)譜圖復(fù)雜化3)干擾離子源正常調(diào)節(jié)4)用作加速離子的幾千伏高壓會(huì)引起放電一般質(zhì)譜儀都采用機(jī)械泵預(yù)抽空后，再用高效率擴(kuò)散泵連續(xù)地運(yùn)行以保持真空?，F(xiàn)代質(zhì)譜儀采用分子泵可獲得更高的真空度。（二）進(jìn)樣系統(tǒng)對(duì)進(jìn)樣系統(tǒng)的要求：重復(fù)性、不引起真空度降低。1間

5、接進(jìn)樣適于氣體、沸點(diǎn)低且易揮發(fā)的液體、中等蒸汽壓固體。如圖14.1所示。注入樣品(10-100g)—貯樣器(0.5L-3L)—抽真空(10-2Pa)并加熱—樣品蒸汽分子(壓力陡度)—漏隙—高真空離子源。圖14.1進(jìn)樣系統(tǒng)2直接探針進(jìn)樣：高沸點(diǎn)液體及固體探針桿通常是一根規(guī)格為25cm?6mmi.d.,末端有一裝樣品的黃金杯(坩堝)，將探針桿通過(guò)真空閉鎖系統(tǒng)引入樣品，如圖所示。優(yōu)點(diǎn)：1)引入樣品量小，樣品蒸汽壓可以很低；2)可以分析復(fù)雜有機(jī)物；3)應(yīng)用更廣泛。3色譜進(jìn)樣：利用氣相和液相色譜的分離能力，進(jìn)行多組份復(fù)雜混合物分析。圖14.2直接探

6、針進(jìn)樣系統(tǒng)(三)電離源(室)將引入的樣品轉(zhuǎn)化成為碎片離子的裝置。根據(jù)樣品離子化方式和電離源能量高低，通?？蓪㈦婋x源分為：氣相源：先蒸發(fā)再激發(fā)，適于沸點(diǎn)低于500oC、對(duì)熱穩(wěn)定的樣品的離子化，包括電子轟擊源、化學(xué)電離源、場(chǎng)電離源、火花源。解吸源：固態(tài)或液態(tài)樣品不需要揮發(fā)而直接被轉(zhuǎn)化為氣相，適用于分子量高達(dá)105的非揮發(fā)性或熱不穩(wěn)定性樣品的離子化。包括場(chǎng)解吸源、快原子轟擊源、激光解吸源、離子噴霧源和熱噴霧離子源等。硬源：離子化能量高，伴有化學(xué)鍵的斷裂，譜圖復(fù)雜，可得到分子官能團(tuán)的信息。軟源：離子化能量低，產(chǎn)生的碎片少，譜圖簡(jiǎn)單，可得到分子量信

7、息。因此，可據(jù)分子電離所需能量不同可選擇不同電離源。1.電子轟擊源(ElectronBombIonization，EI)作用過(guò)程：采用高速(高能)電子束沖擊樣品，從而產(chǎn)生電子和分子離子，繼續(xù)受到電子轟擊而引起化學(xué)鍵的斷裂或分子重排，瞬間產(chǎn)生多種離子。水平方向：燈絲與陽(yáng)極間(70V電壓)—高能電子—沖擊樣品—正離子。垂直方向：G3-G4加速電極(低電壓)---較小動(dòng)能---狹縫準(zhǔn)直G4-G5加速電極(高電壓)---較高動(dòng)能---狹縫進(jìn)一步準(zhǔn)直--離子進(jìn)入質(zhì)量分析器。特點(diǎn)：使用最廣泛，譜庫(kù)最完整；電離效率高；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便；但分子離子峰強(qiáng)

8、度較弱或不出現(xiàn)(因電離能量最高)。2.化學(xué)電離源(ChemicalIonization,CI)作用過(guò)程：樣品分子在承受電子轟擊前，被一種反應(yīng)氣(通常是甲烷)稀釋?zhuān)♂尡壤s為103:1，因此樣