§质谱法.ppt

§8 质谱法(Mass Spectrometry, MS) §8.1 概 述 定义： 基于对样品气态离子的质荷比（m/z）和离子流强度进行成分和结构分析的仪器分析方法。 质谱仪的分类： 按用途可分为：有机质谱仪, 无机质谱仪 同位素质谱仪, 气体质谱仪 §8.2 原理及仪器装置 二. 分辨本领（分辨率） 分辨本领——指质谱仪分辨相邻质量数离子的能力。定义为：两个相等强度的相邻峰(质量分别为m1和m2)，当两峰间的峰谷不大于峰高的10%时，则可认为两已分开，其分辨率R为： 分辨本领由下列因素决定： 离子通道半径r； 加速器和收集器狭缝宽度； 离子源的性质。 分辨本领几乎决定了仪器的价格。分辨率在500左右的质谱仪可以满足一般有机分析的要求，价格相对较低。分辨率大于10000的高分辨率仪器，其价格也在4倍以上。 三. 质谱仪的基本结构 质谱分析包括以下几个步骤： 离子化——将待测物的大部分转化为离子流，一般为单电荷正离子； 分离——将离子按质量/电荷比值（即质荷比，m/z)分离； 检测——计数各种离子的数目或测定由离子轰击传感器时产生的离子电流。 质谱仪有进样系统、电离系统、质量分析器和检测系统。为了获得离子的良好分析，必须避免离子损失，因此凡有样品分子及离子存在和通过的地方，必须处于真空状态。 (1). 进样系统 将样品引入离子源, 重复性好、不引起真空度降低。 常用的进样装置有三种类型： 间歇式进样系统； 直接探针进样； 色谱进样系统（GC-MS、HPLC-MS）。 色谱进样： 利用气相和液相色谱的分离能力，进行多组份复杂混合物分析。 对于ICP-MS来说，进样方式有：雾化进样、电热蒸发进样和激光烧蚀进样等。 (2).电离源(室) 高频火花源(Spark)： 针对金属、合金或离子残渣样品等非挥发性无机物的分析，类似于AES中的激发光源。 过 程：30kV 脉冲电压---火花---样品局部高热---元素蒸发---原子或离子---经加速进入磁场进行分离 特 点：元素分析灵敏度高，可分析复杂样品(60种元素)、谱图简单、线性范围宽。 电感耦合等离子体离子源 自20世纪80年代以来，ICP也应用于质谱分析的电离源，ICP-MS已经成为元素分析中最重要的一项技术。 特点：谱图简单、选择性好；灵敏度高。 (3)质量分析器 (4). 检测器 电子倍增器：类似于光电倍增管，可测10-18A电流。但有质量歧视效应。 闪烁计数器：记录离子的数目。 §8.4 原子质谱 电感耦合等离子体质谱(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry, ICP-MS) ICP-MS被称为20世纪元素分析技术最重要的进展。由于它的高灵敏度和谱线相对简单,使它成为当今地质分析中痕量及超痕量元素(包括REE)分析最强有力的工具,并开辟了同位素分析的新领域。最近的研究表明,它在小量样品主、次、痕量元素的准确测定和铂族元素(PGE)分析方面具有更诱人的前景。高分辨率(High-Resolution)和多收集器(Multi-Collector)的ICP-MS(HR-ICP-MS和MC-ICP-MS)仪器及技术的发展大大扩展了ICP-MS技术的同位素分析能力,使它成为环境样品分析的强有力手段。  Collision/Reaction Cell Technology ? 40Ar16O on the determination of 56Fe ? 38ArH on the determination of 39K ? 40Ar on the determination of 40Ca ? 40Ar40Ar on the determination of 80Se ? 40Ar35Cl on the determination of 75As ? 40Ar12C on the determination of 52Cr ? 35Cl16O on the determination of 51V. 注意事项 仪器应置于相对净洁的工作环境 环境温度湿度应满足仪器工作条件要求 样品消解应采用高纯酸、高纯水及PTFE器皿 分析检测时应充分考虑多原子离子干扰 数据处理时应充分考虑质量随时间依赖的信号漂移 一