西南林大现代生化仪器分析课件08质谱分析第1节 基本原理与质谱仪

10:34:09第八章质谱分析一、概述generalization二、质谱仪与质谱分析massspectrometerandmassspectrometry第一节基本原理与质谱仪massspectrometry，MSbasicprincipleandMassspectrometer10:34:09一、概述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；m/z1529435785991131427110:34:09质谱分析的基本原理使所研究的混合物或单体形成离子，然后使形成的离子按质量（质荷比m/z）进行分离。质谱仪同位素质谱仪无机质谱仪有机质谱仪10:34:09二、质谱仪的组成进样系统离子源质量分析器检测器1.气体扩散2.直接进样3.气相色谱1.电子轰击2.化学电离3.场致电离4.激光1.单聚焦2.双聚焦3.飞行时间4.四极杆质谱仪需要在高真空下工作：离子源（10-310-5Pa）质量分析器（10-6Pa）(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。真空度低10:34:091.离子源①电子轰击(EI)离子源++++:R1:R2:R3:R4:e+M+(M-R2)+(M-R3)+M+eM++2e(M-R1)+10:34:09EI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10:34:09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，再与试样分子碰撞，产生准分子离子。②化学电离源（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)+;10:34:09③场致电离源（FI）电压：7-10kV；d1mm；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d1mm10:34:092.质量分析器原理在磁场存在下，带电离子按曲线轨迹飞行；离心力=向心力；m2/R=B0eV曲率半径：R=（m）/eB0质谱方程式：m/e=(B02R2)/2V离子在磁场中的轨道半径R取决于：m/e、B0、V改变加速电压V,可以使不同m/e的离子进入检测器。加速后离子的动能:(1/2)m2=eV=[(2V)/(m/e)]1/2