质谱法分析化学优秀培训书.ppt

第五章质谱分析
第一节基本原理与质谱仪
第二节离子峰的主要类型
第三节有机分子裂解类型
第四节质谱图与结构解析
第五节色谱-质谱联用仪
结束
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第五章质谱分析
一、概述
generalization
二、质谱仪与质谱分析
mass spectrometer and mass spectrometry
第一节基本原理与质谱仪
mass spectrometry,MS
basic principle and Mass spectrometer
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一、概述generalization
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;
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二、质谱仪与质谱分析原理mass spectrometer and mass spectrometry
进样系统
离子源
质量分析器
检测器











质谱仪需要在高真空下工作:离子源(10-3 10 -5 Pa )
质量分析器(10 -6 Pa )
(1)大量氧会烧坏离子源的灯丝;
(2)用作加速离子的几千伏高压会引起放电;
(3)引起额外的离子-分子反应,改变裂解模型,谱图复杂化。
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1 进样系统
作用:在不降低真空度的条件下,将样品分子引入到离子源中
间歇式进样系统
直接探针进样
色谱进样系统
间歇式进样系统
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2 离子源
①Electron Ionization (EI)源
+
+
+
+
: R1
: R2
: R3
: R4
: e
+
M+
(M-R2)+
(M-R3)+
Mass Spectrum
(M-R1)+
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EI 源的特点:
电离效率高,灵敏度高;
应用最广,标准质谱图基本都是采用EI源得到的;
稳定,操作方便,电子流强度可精密控制;
结构简单,控温方便;
EI源:可变的离子化能量(10~240eV)
对于易电离的物质降低电子能量,而对于难电离的物质则加大电子能量( 常用70eV )。
电子能量
电子能量
分子离子增加
碎片离子增加
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离子室内的反应气(甲烷等;10~100Pa,样品的103~105倍),电子(100~240eV)轰击,产生离子,再与试样分离碰撞,产生准分子离子。
②化学电离源(Chemical Ionization,CI):
最强峰为准分子离子;
谱图简单;
不适用难挥发试样;
+
+
气体分子
试样分子
+
准分子离子
电子
(M+1)+;(M+17) +;(M+29) +;
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③场致电离源(FI)
电压:7-10 kV;d<1 mm;
强电场将分子中拉出一个电子;
分子离子峰强;
碎片离子峰少;
不适合化合物结构鉴定;
阳极
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
阴极
d<1mm
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④电喷雾电离源(ESI)
多电荷离子
测定的样品分子量大
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