《質(zhì)譜分析》PPT課件

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1、第十一章質(zhì)譜分析法11.2基本原理11.3質(zhì)譜儀11.5質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)11.1概述11.4質(zhì)譜圖質(zhì)譜儀的發(fā)展史1912年:世界第一臺(tái)質(zhì)譜裝置40年代:質(zhì)譜儀用于同位素測(cè)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(jì)算機(jī)引入11.1概述質(zhì)譜法是通過將樣品轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)的氣態(tài)離子并按質(zhì)荷比（m/z）大小進(jìn)行分離記錄的分析方法。所獲得結(jié)果即為質(zhì)譜圖（亦稱質(zhì)譜）。質(zhì)譜法的主要作用是：（1）準(zhǔn)確測(cè)定物質(zhì)的分子量（2）根據(jù)碎片特征進(jìn)行化合物的結(jié)構(gòu)分析分析時(shí)，首先將分子離子化，然后利用離子在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，把離子按質(zhì)核比大小排列成譜，此即為質(zhì)譜。質(zhì)譜可

2、以提供以下信息：a)樣品元素組成；b)無機(jī)、有機(jī)及生物分析的結(jié)構(gòu)---結(jié)構(gòu)不同，分子或原子碎片不同(質(zhì)荷比不同)c)復(fù)雜混合物的定性定量分析------與色譜方法聯(lián)用d)固體表面結(jié)構(gòu)和組成分析-----激光燒蝕等離子體---質(zhì)譜聯(lián)用；樣品中原子的同位素比。質(zhì)譜法分類：按用途分有機(jī)質(zhì)譜無機(jī)質(zhì)譜同位素質(zhì)譜按原理分單聚焦質(zhì)譜雙聚焦質(zhì)譜四極質(zhì)譜飛行時(shí)間質(zhì)譜回旋共振質(zhì)譜按聯(lián)用方式分氣質(zhì)聯(lián)用液質(zhì)聯(lián)用質(zhì)質(zhì)聯(lián)用11.2基本原理11.2.1、基本原理概述質(zhì)譜分析是將樣品轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)的帶電氣態(tài)離子，于磁場(chǎng)中按質(zhì)荷比(m/z)大小分離并記錄的分析方法。其過程為可簡單描述為：其中，z

3、為電荷數(shù)，e為電子電荷，U為加速電壓，m為碎片質(zhì)量，V為電子運(yùn)動(dòng)速度。離子源轟擊樣品帶電荷的碎片離子電場(chǎng)加速(zeU)獲得動(dòng)能(1/2mV2)磁場(chǎng)分離(m/z)檢測(cè)器記錄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、電荷及加速電壓有關(guān)：5、加速離子進(jìn)入一個(gè)強(qiáng)度為H的磁場(chǎng)，發(fā)生偏轉(zhuǎn)，半徑為：將（1）（2）合并：當(dāng)r為儀器設(shè)置不變時(shí)，改變

4、加速電壓或磁場(chǎng)強(qiáng)度，則不同m/z的離子依次通過狹縫到達(dá)檢測(cè)器，形成質(zhì)量譜，簡稱質(zhì)譜。按質(zhì)量分析器(或者磁場(chǎng)種類)可分為靜態(tài)儀器和動(dòng)態(tài)儀器，即穩(wěn)定磁場(chǎng)（單聚焦及雙聚焦質(zhì)譜儀）和變化磁場(chǎng)（飛行時(shí)間和四極桿質(zhì)譜儀）。MS儀器一般由進(jìn)樣系統(tǒng)、電離源、質(zhì)量分析器、真空系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成。11.3質(zhì)譜儀11.3.1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(10-4-10-6Torr或mmHg),其作用是減少離子碰撞損失。離子源的真空度應(yīng)達(dá)到10-3-10-5Pa，質(zhì)量分析器的真空度應(yīng)達(dá)到10-6Pa。真空裝置：機(jī)械真空泵擴(kuò)散泵分子渦輪泵a）大量氧會(huì)燒壞離子源燈絲；

5、b）引起其它分子離子反應(yīng)，使質(zhì)譜圖復(fù)雜化c）干擾離子源正常調(diào)節(jié)；d）用作加速離子的幾千伏高壓會(huì)引起放電。真空度過低，將會(huì)引起：11.3.2.進(jìn)樣系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)的要求：重復(fù)性、不引起真空度降低氣體——直接導(dǎo)入或用氣相色譜進(jìn)樣液體——加熱汽化或霧化進(jìn)樣固體——用直接進(jìn)樣探頭對(duì)于蒸汽壓低的樣品進(jìn)行衍生化后進(jìn)樣11.3.3.電離源(室)將引入的樣品轉(zhuǎn)化成為碎片離子的裝置。電子電離源(electronionizationEI)化學(xué)電離源(chemicalionizationCI)快原子轟擊(fastatombombardmentFAB)電噴霧源(electronspra

6、yionizationESI)大氣壓化學(xué)電離（atmosphericpressurechemicalionizationAPCI)基質(zhì)輔助激光解吸電離（matrixassistedlaserDesorptionionizationMALDI)（1）電子電離源(electronionizationEI)由陰極發(fā)射電子束，通過離子化室到達(dá)陽極，電子能量70eV，有機(jī)化合物的電離電位8-15eV?？稍谄叫须娮邮姆较蚋郊右蝗醮艌?chǎng)，使電子沿螺旋軌道前進(jìn)，增加碰撞機(jī)會(huì)，提高靈敏度。特點(diǎn)：碎片離子多，結(jié)構(gòu)信息豐富，有標(biāo)準(zhǔn)化合物質(zhì)譜庫；不能汽化的樣品不能分析；有些樣品得不

7、到分子離子；（2）化學(xué)電離源(chemicalionizationCI)結(jié)構(gòu)與EI同，但是在離子化室充CH4，電子首先將CH4離解，其電離過程如下：生成的氣體離子再與樣品分子M反應(yīng)：CH5++MCH4+MH+CH4+eCH4++2eCH4++CH4CH5++CH3·特點(diǎn)：得到一系列準(zhǔn)分子離子（M+1）+，（M-1）+，（M+2）+等等；CI源的的碎片離子峰少，圖譜簡單，易于解釋；不適于難揮發(fā)成分的分析。11.3.4.質(zhì)量分析器作用是將不同碎片按質(zhì)荷比m/z分開。質(zhì)量分析器類型：磁分析器、飛行時(shí)間、四極桿、離子捕獲、離子回旋等。質(zhì)量分析器(massanalyz

8、er)1單聚焦分析器（singlefocusingm