南方医科大学：《仪器分析》课程教学资源（PPT课件讲稿）第十六章 质谱法 mass spectrometry

第十六章质谱法 (mass spectrometry) ●●●●● ●●●● ●●。●●

第十六章 质谱法 （mass spectrometry)

●●● 中国名师教育网校一多媒体素材一物理 质谱仪原理 ●● 带电粒子经过速度选 择器垂直进入匀强磁 场区发生偏转,经半 周打在边界MN上某 处 照相底片 速度选择器 「演一示分离问”题应用重复返回退出

质谱与质谱分析法 ●●●●● ●●●● ●●0 (mass spectrum and ●●● ●●●● mass spectrometry ●通过一定的方式,破坏中性化合物分子,使之 产生分子离子和各种碎片离子,这些离子按照 质量和电荷之比(质荷比m/2)的大小顺序被记 录下来,所形成的谱图称为质谱。 ●利用质谱对化合物进行成分和结构分析的方法 称为质谱分析法( mass spectrometry)

质谱与质谱分析法 (mass spectrum and mass spectrometry ) ⚫ 通过一定的方式，破坏中性化合物分子，使之 产生分子离子和各种碎片离子，这些离子按照 质量和电荷之比(质荷比m/z)的大小顺序被记 录下来，所形成的谱图称为质谱。 ⚫ 利用质谱对化合物进行成分和结构分析的方法 称为质谱分析法（mass spectrometry）

●●●●● ●●●● 间二甲苯质谱图 ●●0 ●●● ●●●● 100 m/z91 相对强度 (%)60 40 m/zlo: mz106 m/z77 20 40 60 80 100 120 m/Z

间二甲苯质谱图 40 60 80 100 120 m/z m/z m/z 91 106 77 m/z105 20 40 60 80 100 m/z 相对强度 （％）

●●●●● ●●●● 质谱分析法的特点 ●●0 ●●● ●●●● ●特点 ●应用范围广(无机、有机、同位素分析, 气、液、固三态) ●灵敏度高,样品用量少(检测限10-1g, 样品用量几微克) ●分析速度快,可实现色谱-质谱在线联 用(扫描时间1s~103s)

质谱分析法的特点 ⚫ 特点 ⚫ 应用范围广（无机、有机、同位素分析， 气、液、固三态） 。 ⚫ 灵敏度高，样品用量少（检测限10-11g, 样品用量几微克）。 ⚫ 分析速度快，可实现色谱-质谱在线联 用（扫描时间1s～10-3 s）

●●●●● ●●●● 质谱分析法的用途 ●●0 ●●● ●●●● ●测定精确分子量 ●鉴定化合物 推测未知物的结构用途

质谱分析法的用途 ⚫ 测定精确分子量 ⚫ 鉴定化合物 ⚫ 推测未知物的结构用途

●●●●● ●●●● Agilent7500系列|CPMs ●●0 ●●● ●●●●

Agilent7500系列ICP-MS

质谱形成过程示意图 ●●●●● ●●●● ●●0 ●●● ●●●● 真空泵 样品导 入系统 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(103~105Pa) 放大器 质量分析器(106Pa) 记录器 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.引起额外的离子一分子反应,改变裂解模型,谱图复杂化

质谱形成过程示意图 样品导 入系统 离子源 质 量 分析器 检测器 放大器 记录器 真空泵 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

●●●●● ●●●● 样品导入系统 ●●0 ●●● ●●●● ●直接进样:单组分 ●挥发性较低的固、液体:进样杆 气体或低沸点液体:储罐 ●色谱联用:混合物 气相色谱质谱联用(GcMS) ●高效液相色谱-质谱联用( HPLC-MS) ●毛细管电泳-一质谱联用(cEMS)

样品导入系统 ⚫ 直接进样：单组分 ⚫ 挥发性较低的固、液体：进样杆 ⚫ 气体或低沸点液体：储罐 ⚫ 色谱联用：混合物 ⚫ 气相色谱-质谱联用（GC-MS） ⚫ 高效液相色谱-质谱联用（HPLC-MS） ⚫ 毛细管电泳-质谱联用（CE-MS）

●●●●● ●●●● 离子源 ●●0 ●●● ●●●● 气相源:先蒸发再激发,适于沸点低于500°C、对热稳 定的样品的离子化,包括电子轰击源、化学电离源 场电离源、火花源。 解吸源:固态或液态样品不需要挥发而直接被转化为 气相,适用于分子量高达105的非挥发性或热不稳定性 样品的离子化。包括场解吸源、快原子轰击源、激光 解吸源、离子喷雾源和热喷雾离子源等。 硬源:离子化能量高,伴有化学键的断裂,谱图复杂, 可得到分子官能团的信息; 软源:离子化能量低,产生的碎片少,谱图简单,可 得到分子量信息 因此,可据分子电离所需能量不同可选择不同电离源

离子源 ⚫ 气相源：先蒸发再激发，适于沸点低于500℃、对热稳 定的样品的离子化，包括电子轰击源、化学电离源、 场电离源、火花源。 ⚫ 解吸源：固态或液态样品不需要挥发而直接被转化为 气相，适用于分子量高达105的非挥发性或热不稳定性 样品的离子化。包括场解吸源、快原子轰击源、激光 解吸源、离子喷雾源和热喷雾离子源等。 ◆ 硬源：离子化能量高，伴有化学键的断裂，谱图复杂， 可得到分子官能团的信息； ◆ 软源：离子化能量低，产生的碎片少，谱图简单，可 得到分子量信息。 因此，可据分子电离所需能量不同可选择不同电离源