质谱实验

质谱演示实验主要内容•质谱知识要点复习•实验过程讲解•图谱解析•空间排阻色谱（凝胶渗透色谱）质谱知识要点复习•质谱仪的构造VacuumSystemSampleInletDetectorDataSystemMassAnalyserIonisationMethodAtmosphere质谱法：通过将样品转化为运动的气态离子并按质荷比(M／Z)大小进行分离并记录其信息的分析方法。动画演示原理电离质量分析器检测器真空系统常见离子源离子源：硬电离:电子轰击电离,化学电离软电离:基质辅助激光解吸,电喷雾电离通常的质谱图指电子轰击电离图电离效率随电子能量的升高而升高，当达50eV时，基本达到最大值，实验上设定电子能量为70eV。为什么？保证分子充分电离和良好的重现性。常见检测器质量分析器磁质谱：1~10,000，高分辨，体积大。四极杆：1~4000，体积小，扫描速度快，适合于GC-MS,LC-MS离子阱质谱：1~4000，准高分辨，性价比高，适用范围广。飞行时间质谱：无上限，高分辨，常与基质辅助激光解吸连用傅立叶变换：1-70,000，高分辨，性能高，昂贵。质谱用途物质检测痕量检测测量分子量，包括大分子和生物分子分子量分析分子结构二恶因污染食品事件会引起世界性的关注。二恶因作为两千多种可能的多氯联苯（PCBVs）产物的一部分，依化学结构大体可分力两大类:一类为多氯代二苯二恶因（PCDDs），另一类为多氯代二苯呋喃（PCDFs）。PCDDs和PCDFs根据其含氯个数和取代位置的不同，异构体多达210种，各异构体的毒性存在极大的差异。按照国际毒性当量参数比较，二恶因中急毒性最强的是2,3,7,8－TCDD，其老鼠LD50（半数致死量）为0．022mg·kg-1，约为砒霜毒性的1000倍。检测应用目前所有的二恶因分析检测工作均以2,3,7,8—TCDD为首的17种较具有毒性的异构体为分析目标物，检测灵敏度要求pg(1pg=10-12g)量级或ppt(10-12)浓度以下。由于在分析样品中常存在与二恶因共流出物和与二恶因有共同的离子碎片的干扰，所用检测方法必须具有很好的选择性，才能保证检测的灵敏度和准确性。高分辨（大于10000）质谱仪可以通过相对分子质量的精确测定来去除干扰物离子，达到二恶因检测所需的选择性。例如：2,3,7,8－TCDD（其离子的质量为321．9536）的检测，用低分辨质谱仪测到一个很强的m/z322峰，但用高分辨质谱仪检测时，在m/z321．5000～322．4999范围内，m/z321．9536峰只占很小的比例，其余均为干扰峰。利用串联质谱方法也可以达到二恶因分析所需的灵敏度和选择性。串联质谱仪在筛选母离子的步骤中，可同时去除造成干扰的背景离子。通过去除于扰物使仪器的灵敏度达到更低的检测范围。二恶因检测所需的选择性可通过子离子质谱的确认来实现：二恶因分子通过碰撞活化作用后会丢失COCl碎片从而产生特定的子离子谱图，这样，即使干扰物离子与二恶因的母离子有相同的质量，也很难产生相同的子离子质谱，并且因为35Cl、37Cl有特殊的同位素比例（35Cl：37Cl≈3：1），二恶因的子离子质谱会呈现一定的35Cl、37Cl比例，也为确认二恶因的存在提供佐证。实验过程讲解1.在微机上设定实验参数：电离方式：化学电离或电子轰击温度分子量范围2.样品制备：关闭真空阀，将进样器从仪器上取出，用溶液冲洗干净将样品用挥发性溶剂配制成溶液，用滴管滴加到进样器的顶端，待溶剂挥发后，准备进样3.进样将进行器插入真空口，打开真空阀待真空度达到一定数值，点击开始测量4.打印图谱5.取出进样器，用明火进行加热，除去残余样品，然后将进样器放回，打开真空阀，保持真空。离子碎裂反应基本类型断裂：游离基中心强烈的成对倾向。电荷保留。RCR2YR+.R.CR2YR++YRCH2CH2+.YR.CH2CH2++.i断裂：正电荷中心对一对电子的吸引导致的断裂，电荷转移。YCH2+Ri++RYCH2YH2+i+R+RYH2YR.+iR.+RYR'+.RCYRi...++RCR'Y.+RCYR'YR.+i+R.+RYR'RCR'Y+.R.CR'Y++图谱解析键断裂：发生在键上，随后发生断裂反应，烃类中常发生。....++++++(m/z71,75%)C2H5SC2H5C2H5SC2H5SC2H5C2H5+..++(m/z61,55%)e断裂后形成的产物越稳定，这样的断裂就越容易进行，阳碳离子的稳定性顺序为叔仲伯，因此，碳氢化合物最容易在分支处发生键的断裂。并且，失去最大烷基的断裂最容易进行。特点：不饱和中心。-H(六元环)转移，键断裂。电荷保留占主导地位(有例外)。McLafferty(麦氏重排)-H重排到不饱和基团上并伴随着发生键断裂，产生奇电子离子。图谱以及解析2040608010012014002040608010012811095715843RelativeAbundancem/zCH3-C5H10-CO-CH3.m/z70+OH+C3H7iOC3H7H+iiim/z85m/z71,59,43,29C6H13+C6H15CO+m/z58rHOH+C3H7OC3H7H+m/z43CH3CO+OHC3H7++....1.质谱原理、质谱仪构造的简图。2.简述电子轰击电离的过程和特点。3.简述质谱的测量过程。4.解析谱图，写出主要离子峰的形成过程。实验报告内容