《材料色谱分析》课程教学资源（PPT课件）第四章 高效液相色谱法（4/4）色谱-质谱法

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3.6色谱-质谱法 •色谱技术 ·质谱技术 ·色谱-质谱联用技术

3.6 色谱-质谱法 •色谱技术 •质谱技术 •色谱-质谱联用技术 3

概述 色谱：化合物分离 质谱：纯物质结构分析 43 57 29 71 色谱-质谱联用：结合共同 15 85 99113 142 优点 m/z GC-MS:LC-MS:CE-MS 且 关键点：接口技术

概述 4 色谱：化合物分离 质谱：纯物质结构分析 色谱-质谱联用：结合共同 优点 GC-MS；LC-MS；CE-MS m/z 15 29 43 57 85 99 113 142 71 关键点：接口技术 一会

色谱技术 固定相和流动相 当流动相中样品混合物经过固定相时，就会与固定 相发生作用，由于各组分在性质和结构上的差异， 与固定相相互作用的类型、强弱也有差异，因此在 同一推动力的作用下，不同组分在固定相滞留时间 长短不同，从而按先后不同的次序从固定相中流出

固定相和流动相 当流动相中样品混合物经过固定相时，就会与固定 相发生作用，由于各组分在性质和结构上的差异， 与固定相相互作用的类型、强弱也有差异，因此在 同一推动力的作用下，不同组分在固定相滞留时间 长短不同，从而按先后不同的次序从固定相中流出。 5 色谱技术

一、 质谱技术 •基本原理： •化合物在高真空中受热汽化，汽化分子受一 定能力的电子束轰击后，失去一个价电子成 为带正电荷的离子。 ·带正电的离子在电场和磁场的作用下，按照质荷比 (mz)大小，依次排列所成的图谱，叫做质谱。 质谱图可以给出化合物（特别是有机物)的分 子量、分子式、分子结构。 质荷比(mass charge ratio):离子的质量 (以相对原子 量单位计)与它所带电荷（以电子电量为单位计）的比 值，叫做质荷比

一、 质谱技术 •基本原理： •化合物在高真空中受热汽化，汽化分子受一 定能力的电子束轰击后，失去一个价电子成 为带正电荷的离子。 •带正电的离子在电场和磁场的作用下，按照质荷比 （m/z）大小，依次排列所成的图谱，叫做质谱。 质谱图可以给出化合物（特别是有机物）的分 子量、分子式、分子结构。 6 质荷比（mass charge ratio）：离子的质量（以相对原子 量单位计）与它所带电荷（以电子电量为单位计）的比 值，叫做质荷比

质谱系统示意图 Mass Spectrascopy 100% HB可◆380 362 60 www.docin.co 44346 20 24 2

7 质谱系统示意图

·质谱法是有机物在离子源中发生电离，生成不同质荷比 (m/z)的带正电荷离子，经加速电场的作用形成离子束， 进入质量分析器，在其中再利用电场和磁场使其发生色 散、聚焦，获得质谱图，从而确定不同离子的质量，通 过分析，可以获得有机化合物的分子式，提供一级结构 信息。 不同质荷比的离子，在磁场 中是如何被分离的呢？

•质谱法是有机物在离子源中发生电离，生成不同质荷比 （m/z）的带正电荷离子，经加速电场的作用形成离子束， 进入质量分析器，在其中再利用电场和磁场使其发生色 散、聚焦，获得质谱图，从而确定不同离子的质量，通 过分析，可以获得有机化合物的分子式，提供一级结构 信息。 8 不同质荷比的离子，在磁场 中是如何被分离的呢？

·分子受电子束轰击后失去价电子而得到质量为 电荷z的正离子，若正离子生存时间大于106秒就 能收到加速板上电位V的作用加速到速度为V,其 动能为mv2/2,在加速电场中获得的电势能为zV。 加速后离子的位能和动能相等。 (动能)mv2/2=zV(位能) m为离子质量 v为离子速度 z为离子所带电荷 V为加速电压（电位） 9

•分子受电子束轰击后失去价电子而得到质量为m 电荷z的正离子，若正离子生存时间大于10-6秒就 能收到加速板上电位V的作用加速到速度为v，其 动能为mv2/2，在加速电场中获得的电势能为zV。 加速后离子的位能和动能相等。 9 （动能） mv2 /2=zV（位能） m为离子质量 v为离子速度 z为离子所带电荷 V为加速电压（电位）

当高速的正离子离开离子源进入磁场区后，在磁场 (H)的作用下使正离子的轨道发生偏转，进入半 径为R的径向轨道，这时离子所受的向心力为HzV, 离心力为mvR,要保持离子在半径为R的径向轨道 上运动的必要条件是离心力等于向心力， (向心力)Hzv=Mv2R（离心力) v=HzR/m)带入mv22=zV m/z=HR2/2V H为磁场强度 R为离子轨道曲线半径 V为加速电压（电位）

当高速的正离子离开离子源进入磁场区后，在磁场 （H）的作用下使正离子的轨道发生偏转，进入半 径为R的径向轨道，这时离子所受的向心力为Hzv， 离心力为mv2 /R，要保持离子在半径为R的径向轨道 上运动的必要条件是离心力等于向心力， 10 （向心力）Hzv=mv2 /R（离心力） v=HzR/m ） 带入 mv2 /2=zV m/z=H2R2 /2V H为磁场强度 R为离子轨道曲线半径 V为加速电压（电位）

当电压和磁场不变时，不同质荷比的离子其运动 半径不同，从而获得分离。 m/Z=H2R2/2V m/z S2 离子加速器 和准直狭缝 真空泵 检测器 离子源 离子流在磁场中的运动示意图 图中所示扁形容器处于垂直纸面的磁场中心

11 m/z=H2R2 /2V 当电压和磁场不变时，不同质荷比的离子其运动 半径不同，从而获得分离