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§5 质谱法 §5.1 质谱法概述 §5.2 质谱法原理及仪器 一 质谱分析法原理 将样品转化为运动的带电气态离子碎片，然后按质荷比(m/z)大小分离并记录的分析方法 1. 真空系统 根据样品离子化方式和电离源能量高低，通常可将电离源分为： 气相源：先蒸发再激发，适于沸点低于500oC、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、离子喷雾源和大气压化学（热喷雾）电离源 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，如电子轰击，快原子轰击 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，如化学电离源，场电离源，场解吸电离源等 CI特点： 1 准分子离子峰即(M+1)+峰很强，可提供相对分子质量这一重要信息，从而可以推断出相对分子质量 2 碎片峰较少，谱图简单，因为电离样品分子的不是高能电子流，而是能量较低的二次离子，键断裂的可能性较小，峰的数目随之减少 3 使用CI时需要将试样气化后进入离子源，因此不适用于难挥发，热不稳定或极性较大的有机物分析 三 质谱仪的主要性能指标 1 质量测定范围 1）质谱仪的质量测定范围表示质谱仪所能进行分析的样品的相对原子质量（或相对分子质量）范围，通常采用原子质量单位（u）进行度量. 2）使用电喷雾离子源，由于形成多电荷离子，可以测定的分子量能够达到100000 3）四极杆分析器质量范围不大于3000；而飞行时间分析器可以达到几十万。对于GC-MS，分子量一般不超过500，而LC-MS由于分析对象常常是生物大分子，质量范围宽 4）总之质量范围和离子源，分析器种类以及分析对象有关 二 离子峰 分子在离子源中可以产生各种电离，即同一种分子可以产生多种离子峰，主要的有分子离子峰、碎片离子峰、亚稳离子峰和同位素离子峰等 　 设有机化合物由A，B，C和D组成，当蒸汽分子进入离子源，受到电子轰击可能发生下列过程而形成各种类型的离子 （四）同位素离子峰 很多元素具有天然存在的稳定同位素，所以在质谱图上会出现由不同质量的同位素形成的峰，称为同位素离子峰 同位素峰的强度比与同位素的丰度比有关，符合一定的统计规律. 质谱中分子量是以组成分子的元素中天然丰度最重的同位素或最轻同位素的原子量为基础计算的，而通常所讲的分子量是以组成分子的各种丰度的同位素的原子量根据天然丰度计算所得的平均值 例如Br2在质谱上所测的分子量为157.836（即2个79Br组成），而元素分析中Br2的分子量为159.808，是50.57%的79Br（78.918）和49.43%的81Br(80.916)平均而得 ??1 如何辩认分子离子峰？ （1） 原则上除同位素峰外，分子离子峰是最高质荷比的峰。还有CI源轰击时产生的M+H,M+17，M+29 ?（2） 分子离子峰应符合“氮律”：不含N或含偶数N的有机分子, 其分子离子峰的m/z为 偶数。含奇数N的有机分子, 其分子离子峰的m/z为奇数。 （3）分子离子峰与邻近峰的质量差是否合理。 有机分子失去碎片大小是有规律的：如失去H、CH3、H2O、C2H5…，因而质谱图中可看到M-1，M-15，M-18，M-29等峰 （4） 通过改变仪器实验条件来检验 1)降低电子轰击源电压——增加分子离子峰强度：当电子轰击电压降低，强度不增加的峰不是分子离子峰，因为：使分子离子过剩的能量减小，不能进一步裂解，所以稳定程度增加，分子离子峰的数目也就增加，所以其强度增加 2)采用化学电离源、场离子或场解吸源等软电离方法，找出分子离子峰 先在谱图最右端找分子离子峰，如果高质荷比峰连续有2－4个，说明存在同位素峰或M+1峰以及M-1峰，由谱图或谱表读出同位素的相对强度，然后根据同位素的相对强度比就可判断是否含有Cl, Br, S 等同位素，如果M+2/M的值接近32.4说明含有Cl原子，如果M+2/M的值接近97.9说明含有Br原子，如果M+2/M的值接近4.4说明含有S原子 利用贝农表查分子式时，要先扣除Cl, Br, S的质量，并扣除它们对同位素峰强度比值的贡献，（Cl, Br,扣除M+2/M；S扣除M+2/M和M+1/M）。经校正后的分子量和同位素强度比值可用贝农表来确定CHON的数目；也可利用公式推算CON的数目，最后根据分子量（扣除了Cl, Br, S和CON的质量，也就是经过校正后的质量）计算H的数目 * * 1.质谱法概述 2.质谱基本原理及仪器