仪器分析 教学课件 ppt 作者 王元兰 主编 张君枝 副主编第14章 质谱分析法.ppt

*仪器分析王元兰主编第14章质谱分析法massspectrometry,MS*第一节质谱分析法概述质谱分析法(MassSpectrometry,MS)是指采用高速电子束撞击混合物或单体分子,将分解出的阳离子加速导入质量分离器,然后按照其质荷比(m/z)的大小顺序收集,并以质谱图记录下来,根据质谱峰位置进行定性和结构解析,或根据强度进行定量分析的一种方法。*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;同位素质谱仪;无机质谱仪;有机质谱仪;特点:(1)质谱法是唯一可以确定分子式的方法;(2)灵敏度高。绝对灵敏度为10-13~10-10g,相对灵敏度为10-3~10-4;样品用量少,一般几微克甚至更少的样品都可以检测,检出极限可达10-14g;分析速度快,易于实现自动控制检测。(3)提供的信息多。第二节质谱分析法的基本原理*质谱分析法是利用特定的方法将样品气化化后,气态分子通过压力梯度离子源器,经高能电子流的轰击,首先失去一个(或多个)外层价电子生成带正电荷的阳离子,同时,正离子的化学键也可能断裂,产生带有不同电荷和质量的碎片离子,然后进入磁场,在磁场中带电粒子的运动轨迹发生偏转,然后到达收集器,产生信号,信号强度与离子的数目成正比,质荷比(m/z)不同的碎片离子偏转情况不同,记录仪把这些信号记录下来就构成了质谱图,不同的分子得到不同的质谱图,通过分析质谱图可确定相对分子质量及推断化合物分子结构。以单聚焦磁质谱仪(如图14-1所示)为例说明其原理。*电离室原理与结构仪器原理图质谱方程式*或或可以看出,离子运动的半径R取决于磁场强度B、加速电压V以及离子的质荷比m/z。如果B和V固定不变,则离子的m/z越大,其运动半径R越大。因此,在质量分析(或分离)器中,各离子就按照质荷比m/z的大小顺序被分开。*:离子源(10-310-5Pa)质量分析器(10-6Pa)。*一、真空系统质谱仪的离子源、质量分析器及检测器必须处于高真空状态,×10-3~×10-5Pa,×10-6Pa,若真空度过低,则有以下危害:(1)大量氧气会烧坏离子源的灯丝;(2)会使本底增高,干扰质谱图;(3)干扰离子源中电子束的正常调节;(4)引起额外的离子–分子反应,改变裂解模型,使质谱解析复杂化;(5)用作加速离子的几千伏高压会引起放电,等等。*二、进样系统进样系统的作用是按电离方式的需要,将样品送进离子源,其进样方式包括直接进样和色谱进样。(1)直接进样(2)色谱进样三、离子源离子源的作用是使试样中的原子、分子电离成离子。离子源的性能决定了离子化效率,很大程度上决定了质谱仪的灵敏度,是质谱仪的核心部分。*(EI)源++++:R1:R2:R3:R4:e+M+(M-R2)+(M-R3)+MassSpectrum(M-R1)+