南开大学：《结构分析》课程PPT教学课件（质谱法 Mass Spectrometry）第一章 序言 第二章 质谱仪

结构分析一质谱法 Mass Spectrometry 讲授人:夏炎 Te|:23508794 E-mail: nkxiayananankai. edu. cn

结构分析－质谱法 Mass Spectrometry 讲授人：夏炎 Tel: 23508794 E-mail: nkxiayan@nankai.edu.cn

内容 第一章引言 第二章质谱仪 第三章电离技术与离子源 第四章质量分析器与亚稳离子 第五章分子离子 第六章碎片离子 第七章常见有机化合物质谱特征

第一章 引言 第二章 质谱仪 第三章 电离技术与离子源 第四章 质量分析器与亚稳离子 第五章 分子离子 第六章 碎片离子 第七章 常见有机化合物质谱特征 内容：

参考书 F. W. McLafferty, F. Turecek, Interpretation of Mass Spectra, 4th Ed. University Science Books, Mill Valley, 1994 .R. M. Silverstein, F.X. Webster, spectrometric Identification of Organic Compounds, 6th ed. John Wiley sons, Inc, 1998 ·宁永成,有机化合物结构鉴定与有机波谱学,第二 版,科学出版社,北京,2001 陈耀祖,涂亚平,有机质谱原理及应用,第一版, 科学出版社,北京,2001

•F. W. McLafferty, F. Tureček, Interpretation of Mass Spectra, 4th Ed. University Science Books, Mill Valley, 1994 •R. M. Silverstein, F. X. Webster, Spectrometric Identification of Organic Compounds, 6th Ed. John Wiley & Sons, Inc., 1998 •宁永成，有机化合物结构鉴定与有机波谱学，第二 版，科学出版社，北京，2001 •陈耀祖，涂亚平，有机质谱原理及应用，第一版， 科学出版社，北京，2001 参考书

第一章序言 1.1什么是质谱法? 样品分子在高真空环境受到高速电子流或强电场作 用,失去外层电子后发生化学键断裂生成各种碎片 离子,然后在磁场中得到分离后加以收集和记录, 从所得到的质谱图推断结构的方法。 1.2质谱仪的功能 使样品变成分子离子; ■通过电场使离子加速; ■按质荷比分离离子 ■将离子流变成电信号,收集记录

第一章 序言 ◼1.1 什么是质谱法？ ◼ 样品分子在高真空环境受到高速电子流或强电场作 用，失去外层电子后发生化学键断裂生成各种碎片 离子，然后在磁场中得到分离后加以收集和记录， 从所得到的质谱图推断结构的方法。 ◼1.2 质谱仪的功能 ◼ 使样品变成分子离子； ◼ 通过电场使离子加速； ◼ 按质荷比分离离子； ◼ 将离子流变成电信号，收集记录

1.3质谱的沿革与发展 四次诺贝尔奖回顾: 1、阳极射线管和 Thomson实验 图1-1阳极射线管

1.3 质谱的沿革与发展 四次诺贝尔奖回顾： ◼ 1、阳极射线管和Thomson实验 - + 图1-1 阳极射线管

本世纪初,英国学 者J.J Thomson(获1906诺 贝尔物理奖)利用 低压放电离子源所 产生的具有高速度 的正电荷离子束, 通过一组电场和磁 场,不同质荷比的 222 正电荷离子按不同 质量而发生半径不 同的抛物线轨道偏 转,依次达到检测 器,在感光板上被 D 记录下来。 图1-2 Thomson质谱仪示意图 A.气体入口;B.阳极;∂.放电管;D.去抽空泵;E.阴极;F.磁屏蔽 G.冷却水套;H.绝缘体;1.电场引线;J.照相感光检测器

图1-2 Thomson 质谱仪示意图 A.气体入口； B. 阳极；C. 放电管；D. 去抽空泵；E. 阴极；F.磁屏蔽 G.冷却水套；H.绝缘体；I. 电场引线；J.照相感光检测器 本世纪初，英国学 者J. J. Thomson(获1906诺 贝尔物理奖)利用 低压放电离子源所 产生的具有高速度 的正电荷离子束， 通过一组电场和磁 场，不同质荷比的 正电荷离子按不同 质量而发生半径不 同的抛物线轨道偏 转，依次达到检测 器，在感光板上被 记录下来

2、1919年,F.W. Aston制成第一台速度聚焦磁质谱 仪。获1922年诺贝尔奖。 otographic m Positive ions (+ 念 S S Magnet 图1-3 Aston质谱仪

◼ 2、1919年，F.W. Aston制成第一台速度聚焦磁质谱 仪。获1922年诺贝尔奖。 图1-3 Aston 质谱仪

■1917年,电喷雾物理现象被发现(并非为了质谱) 1918年, Dempster180°磁扇面方向聚焦质谱仪; ■1935年,马陶赫 (Marttauch和赫佐格(R. Herzog)根据他们 的双聚焦理论,研制出双聚焦质谱很; 1940年,尼尔(Nier)设计出单聚焦磁质谱仪,又于1960年设 计并制成了一台小型的双聚焦质谱仪 1942年,第一台商品质谱仪; ■1953年,由鲍尔(Pau)和斯坦威德尔( Ste l)提出四极 滤质器 1953年,由威雷wiey)和麦克劳伦斯( Mclarens)设计出飞行 时间质谱仪原型;

◼ 1917年,电喷雾物理现象被发现（并非为了质谱）； ◼ 1918年,Dempster 180°磁扇面方向聚焦质谱仪； ◼ 1935年,马陶赫(Marttauch)和赫佐格(R. Herzog)根据他们 的双聚焦理论，研制出双聚焦质谱仪 ； ◼ 1940年,尼尔(Nier)设计出单聚焦磁质谱仪，又于1960年设 计并制成了一台小型的双聚焦质谱仪； ◼ 1942年，第一台商品质谱仪； ◼ 1953年,由鲍尔(Paul)和斯坦威德尔(Steinwedel)提出四极 滤质器 ； ◼ 1953年,由威雷(Wiley)和麦克劳伦斯(Mclarens)设计出飞行 时间质谱仪原型 ；

1954年 英格拉姆( nghe am)和海登( Hayden)报道的 Tandem系统,即串联的质谱系统(MS/MS); 1955年 Wiley& Mc arens飞行时间质谱仪; 1960's 开发GC/Ms; 603s-70’s大气压电离源被发现,但未被广泛应用 703s-80s开始广泛研究Lc/Ms; 1974年后回旋共振质谱仪; 1979年 传送带式L0/Ms接口成为商业产品; 1982年 离子束Lc/Ms接口出现; 1984年 第一台电喷雾质谱仪宣告诞生; 1988年 电喷雾质谱仪首次应用于蛋白质分析

1954年 英格拉姆(Inghram)和海登(Hayden)报道的 Tandem系统，即串联的质谱系统(MS/MS)； 1955年 Wiley & Mclarens 飞行时间质谱仪； 1960 ’s 开发GC/MS； 60’s-70’s 大气压电离源被发现，但未被广泛应用； 70’s-80’s 开始 广泛研究LC/MS； 1974年后 回旋共振质谱仪； 1979年 传送带式LC/MS接口成为商业产品； 1982年 离子束LC/MS接口出现； 1984年 第一台电喷雾质谱仪宣告诞生； 1988年 电喷雾质谱仪首次应用于蛋白质分析……

3、1989年, Hens G. Dohme t和W.Paul,因离子阱 ( lon trap)的应用获诺贝尔物理奖。 4、2002年,J.B.Pen和田中耕一因电喷雾电离 ( electron spray ionization,EsI)质谱和基质辅助 激光解吸电离( matrix- assisted laser desorption ion i zat i on, MALDI)质谱获诺贝尔化学奖

◼ 3、1989年，Hens G. Dohmelt和 W. Paul,因离子阱 （Ion trap)的应用获诺贝尔物理奖。 ◼ 4、2002年，J. B. Penn 和田中耕一因电喷雾电离 （electron spray ionization, ESI）质谱和基质辅助 激光解吸电离(matrix-assisted laser desorption ionization, MALDI)质谱获诺贝尔化学奖