《質(zhì)譜技術(shù)與質(zhì)譜儀》PPT課件

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1、第六章質(zhì)譜技術(shù)與質(zhì)譜儀趙進(jìn)鄭州大學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)平臺一、概述1、質(zhì)譜儀的發(fā)展史1912年:世界第一臺質(zhì)譜裝置40年代:質(zhì)譜儀用于同位素測定50年代：分析石油60年代：研究GC-MS聯(lián)用技術(shù)70年代：計算機(jī)引入80年代：研究LC-MS聯(lián)用技術(shù)90年代：研究蛋白質(zhì)分析技術(shù)2、質(zhì)譜的概念質(zhì)譜分析法（MassSpectroscope,MS）是將化合物形成離子或碎片離子，按質(zhì)荷比(m/e)的不同進(jìn)行測定，從而進(jìn)行成分分析和結(jié)構(gòu)分析的一種方法。質(zhì)譜（massspectrum，MS）是將帶電原子、分子或分子碎片按其質(zhì)量或質(zhì)荷比（m/e）大小順序排列而成的圖譜。質(zhì)譜儀（mass

2、spectrometer）是將待測物樣品在一定條件下轉(zhuǎn)化成氣態(tài)離子并通過質(zhì)量分析器，按其質(zhì)量或m/e大小順序進(jìn)行分離、記錄的分析儀器。3、質(zhì)譜的特點信息量大，應(yīng)用范圍廣，是研究分子結(jié)構(gòu)的有力工具。由于分子離子峰可以提供樣品分子的相對分子量的信息，所以質(zhì)譜法也是測定分子量的常用方法。分析速度快、靈敏度高、高分辨率的質(zhì)譜儀可以提供分子或離子的精密測定。質(zhì)譜儀器較為精密，價格昂貴，工作環(huán)境要求較高。二、質(zhì)譜技術(shù)的基本原理1、進(jìn)樣化合物通過汽化引入離子化室；2、離子化在離子化室，組分分子被一束加速電子碰撞（能量約70eV），撞擊使分子電離形成正離子；M——M++e或與電

3、子結(jié)合，形成負(fù)離子M+e——M—3、離子也可因撞擊強(qiáng)烈而形成碎片離子：4、荷電離子被加速電壓加速，產(chǎn)生一定的速度v，與質(zhì)量m、電荷e及加速電壓V有關(guān)，其動能與加速電壓及電荷遵循5、加速離子進(jìn)入一個強(qiáng)度為H的磁場，發(fā)生偏轉(zhuǎn)，半徑為：將（1）（2）合并：因此，當(dāng)r為儀器設(shè)置不變時，改變加速電壓或磁場強(qiáng)度，則不同m/e的離子依次通過狹縫到達(dá)檢測器，形成質(zhì)量譜，簡稱質(zhì)譜。二、質(zhì)譜儀的基本結(jié)構(gòu)質(zhì)譜儀的分類質(zhì)譜的結(jié)構(gòu)（一）真空系統(tǒng)為了保證離子源中燈絲的正常工作，保證離子在離子源和分析器正常運行，消減不必要的離子碰撞，散射效應(yīng)，復(fù)合反應(yīng)和離子-分子反應(yīng)，減小本底與記憶效應(yīng),因

4、此，質(zhì)譜儀的離子源和分析器都必須處在高真空中才能工作，一般應(yīng)在10-5～10-6Pa。一般真空系統(tǒng)由機(jī)械真空泵和擴(kuò)散泵或渦輪分子泵組成。（二）進(jìn)樣系統(tǒng)要求：高效重復(fù)的將樣品引入到離子源中并且不能造成真空度的降低，而樣品導(dǎo)入離子源的方式?jīng)Q定于樣品的物理性質(zhì)。方式：1.間歇式進(jìn)樣系統(tǒng)2.直接進(jìn)樣系統(tǒng)3.色譜進(jìn)樣系統(tǒng)（從HPLC、GC及CE）1.間歇式進(jìn)樣系統(tǒng)可用于氣體、液體和中等蒸汽壓的固體樣品進(jìn)樣，通過可拆卸式的試樣管將少量固體或液體試樣引入試樣儲存器中。由于進(jìn)樣系統(tǒng)的低壓強(qiáng)及儲存器的加熱裝置，使試樣保持氣態(tài)。加之進(jìn)樣系統(tǒng)的壓強(qiáng)比離子源的壓強(qiáng)大，樣品分子或離子可以

5、通過分子漏隙以分子流的形式滲透進(jìn)高真空的離子源。2.直接進(jìn)樣系統(tǒng)對那些在間歇式進(jìn)樣系統(tǒng)的條件下無法變成氣體的固體、熱敏性固體及非揮發(fā)性液體試樣，可直接引入到離子源中。通常將試樣放入小杯中，通過真空閉鎖裝置將其引入離子源，可以對樣品杯進(jìn)行冷卻或加熱處理。3.色譜進(jìn)樣系統(tǒng)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀從毛細(xì)管氣相色譜柱流出的成分可直接引入質(zhì)譜儀的離子化室。液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀采用離子噴霧及電噴霧技術(shù)除去流動相使樣品離子進(jìn)入質(zhì)譜分析儀。對于蒸汽壓低的樣品進(jìn)行衍生化后進(jìn)樣例如：葡萄糖變成三甲基硅醚的衍生物OCH2OHOHOHHOHOOCH2OSiMe3OSiMe3OSiMe3Me

6、3SiOMe3SiOMe3SiCl（三）離子源質(zhì)譜儀中產(chǎn)生離子的裝置稱為離子源，其功能是將進(jìn)樣系統(tǒng)引入的氣態(tài)樣品分子轉(zhuǎn)化成離子。不同的分子離子化所需要的能量不同，因此，應(yīng)選擇不同的離解方式：硬電離：能給予樣品較大能量的電離方法。軟電離：給予較小能量的電離方法，適用于易破裂或易電離的樣品。質(zhì)譜研究中的幾種離子源名稱簡稱類型離子化試劑應(yīng)用年代電子轟擊離子化（ElextronBombIonization）EI氣相高能電子1920化學(xué)電離（ChemicalIonization）CI氣相試劑離子1965場電離（FieldIonization）FI氣相高電勢電極1970場

7、解吸（FieldDesorption）FD解吸高電勢電極1969快原子轟擊（FastAtomBombandment）FAB解吸高能電子1981二次離子質(zhì)譜（SecondaryIonMS）SIMS解吸高能離子1977激光解析（LaserDesorption）LD解吸激光束1978電流體效應(yīng)離子化(離子噴霧)（ElectrohydrodynamicIonization）EH解吸附高場1978熱噴霧離子化???（ThermosprayIonization）ES荷電微粒能量19851.電子轟擊離子化（EI）電子轟擊源是質(zhì)譜通用型的電離源，硬電離方法，由此產(chǎn)生的圖

8、譜稱為EI-MS。燈絲與