厦门大学：《仪器分析及实验技术》课程教学资源（PPT课件）第十三章 质谱 Mass Spectroscopy，MS

13质谱 Mass Spectroscopy,MS

13 质谱Mass Spectroscopy，MS

13.1基本原理 采用高速电子束撞击气态分子,使气体分子产生带 正电荷的离子,将分解出来的阳离子加速导入质量分 析器中,按离子的质荷比将它们分离

13.1 基本原理 采用高速电子束撞击气态分子，使气体分子产生带 正电荷的离子，将分解出来的阳离子加速导入质量分 析器中，按离子的质荷比将它们分离

132质谱仪的主要性能指标 132.1质量测定范围 气体:2-100 有机质谱:几十到几干 132.2分辨本领 对两个相等强度的相临峰,当两峰间的峰谷不大于其峰高的 10%时,就可认为这两峰已经分开。 R= ml mlm为质量数 m2-ml△m R10000,中~高分辨率

13.2 质谱仪的主要性能指标 13.2.1 质量测定范围 气体：2-100 有机质谱：几十到几千 13.2.2 分辨本领 对两个相等强度的相临峰，当两峰间的峰谷不大于其峰高的 10%时，就可认为这两峰已经分开。 m为质量数 R＜10000，低分辨率；R＞10000，中～高分辨率 m m m m m R  = − = 1 2 1 1

1323灵敏度 绝对灵敏度:可检测到的最小样品量 相对灵敏度:可同时检测到的大组份与小组份的含量比 分析灵敏度:输入仪器的样品量与仪器输出信号之比

13.2.3 灵敏度 •绝对灵敏度：可检测到的最小样品量 •相对灵敏度：可同时检测到的大组份与小组份的含量比 •分析灵敏度：输入仪器的样品量与仪器输出信号之比

13.3质谱仪结构示意图 真空 电离室 质量分离器 离子检测 记录系统 进样系统

13.3 质谱仪结构示意图 真空 进样系统 电 离 室 质 量 分 离 器 离 子 检 测 记 录 系 统

13.3.1真空系统 不抽真空,电离◇→复合,本底高,谱图复杂 13.32进样系统 A、通过隔膜而扩散进入电离室 B、将试样放在探针上,直接插入电离室

13.3.1 真空系统 不抽真空，电离复合，本底高，谱图复杂 13.3.2 进样系统 A、通过隔膜而扩散进入电离室 B、将试样放在探针上，直接插入电离室

13.3.3电离室 使试样中的原子、分子电离成离子 A、电子轰击法:高速电子与分子发生碰撞,导致电离 AM+eQ(高速)→M+2°(低) M为带奇数电子的阳离子 B、化学电离法:用电子轰击法使反应气甲烷成为离子 此离子再与试样分子反应产生试样离子。 CH4+CH4>CH5+CH3 CHA+H

13.3.3 电离室 使试样中的原子、分子电离成离子 A、电子轰击法：高速电子与分子发生碰撞，导致电离 + + • • CH4 +CH4 →CH5 +CH3 + CH4 + H M + e  (高速）→ M ＋ • ＋2e  （低） ＋ M• 为带奇数电子的阳离子 B、化学电离法：用电子轰击法使反应气甲烷成为离子， 此离子再与试样分子反应产生试样离子

13.34质量分离器 将离子室产生的离子,按荷质比的大小分开 静态质谱仪:单聚焦和双聚焦质量分析器,采用稳定 的电磁场,按空间位置区分不同m/e 动态质谱仪:飞行时间和四极滤质器,采用变化的电 磁场,按时间和空间位置区分不同m/e

13.3.4 质量分离器 将离子室产生的离子，按荷质比的大小分开 • 静态质谱仪：单聚焦和双聚焦质量分析器，采用稳定 的电磁场，按空间位置区分不同m/e • 动态质谱仪：飞行时间和四极滤质器，采用变化的电 磁场，按时间和空间位置区分不同m/e

静态质谱仪: A.单聚焦分离器(方向聚焦):加速后的离子在外磁场作 用下做圆周运动,运动半径与磁场强度、质荷比及加速 电压有关,若磁场强度和速度不变,则取决于m/e。 HV 27 m/e大,Rm大,偏转角小。m相同的聚在一起

• 静态质谱仪： A. 单聚焦分离器（方向聚焦）：加速后的离子在外磁场作 用下做圆周运动，运动半径与磁场强度、质荷比及加速 电压有关，若磁场强度和速度不变，则取决于m/e。 e m V H Rm 2 1 = m/e大，Rm大，偏转角小。m/e相同的聚在一起

B.双聚焦分离器(能量聚焦+方向聚焦):在离子源和磁场 之间加一电场,电场下实行能量(动能)聚焦,磁场下实 行动量(方向)聚焦。动能不同的离子,在电场下不能聚 焦,如果速度不同,即使m/e相同,亦被淘汰。 采用双聚焦,则将能量相同、me同一的离子聚在一起

B. 双聚焦分离器（能量聚焦+方向聚焦）：在离子源和磁场 之间加一电场，电场下实行能量（动能）聚焦，磁场下实 行动量（方向）聚焦。动能不同的离子，在电场下不能聚 焦，如果速度不同，即使m/e相同，亦被淘汰。 采用双聚焦，则将能量相同、m/e同一的离子聚在一起