质谱分析基本原理与质谱仪课件.ppt

第五章 质谱分析 一、 概述 generalization 二、质谱仪与质谱分析 mass spectrometer and mass spectrometry 一、概述 generalization 二、 质谱仪与质谱分析原理mass spectrometer and mass spectrometry 原理与结构 1.离子源 电子轰击源是最基本和使用范围最广泛的一种离子源，对于有机化合物电离电压一般是70ev，不稳定的有机化合物可以降低电离电压10—20 ev以减少碎片离子峰。 电子轰击源结构简单、稳定、易于操作、电离效率高、灵敏度高、碎片离子多，能提供较多的结构信息，但要求样品具有一定的挥发性，有些类型的化合物分子离子峰很弱，甚至观察不到。 XH2+和X+称为XH（样品分子）的准分子离子，它们比分子离子多一个或少一个质量数，便于确定化合物的分子量，而且由于转移到准分子离子上的能量小，碎片峰大为减少。采用化学电离对于不稳定的有机化合物也能得到很强的分子离子峰，同时谱图大为简化。 场离子源 FI（Field ionization） 场离子源是在距离很近的阳极和阴极之间加上7000—14000V的稳定的直流电压后，在阳极尖端附近将产生107—108 V/cm的强电场。 当样品分子进入这个强电场区时，它的价电子能被提高到金属费米能级以上，这些电子有一定的几率穿透位垒，脱离样品分子，到达金属发射丝，使之电离，这样形成的正离子过剩能量很小不足以碎裂，而分子离子峰很强。场离子源是一种软电离方法。 场离子源的场发射丝种类很多，常用直径为10μ的钨丝。场电离源的性能与发射丝制作好坏密切相关。 FI 源比EI源灵敏度低10~100倍，与CI源相比不需要反应试剂，不需很大的抽气速率，但需一套发射丝的活化装置（苯，甲腈活化处理装置），且发射丝脆、易断，FI 不适于热不稳定和不易挥发样品，因需活化进样。 4．场解吸源 FD（Field Desorption） 场解吸源是场离子源的一种派生方法，适用于不挥发和热不稳定的化合物的相对分子质量的测定。它的工作原理和EI源相同，不同的是进样方式。 在此方法中，样品溶于溶剂，滴在场发射丝上或将发射丝浸入溶液中，待溶剂挥发后，将场发射丝插入离子源，在强电场作用下样品不经汽化而被电离。场能吸源需要一套插送发射体装置，不能连续进样，不能和色谱连用。 5． 快原子轰击源 FAB （Fast Atom Bombardment） 快原子轰击源是1981年出现的电离新技术。在电源中氩被电离为氩离子，在加速场中，Ar+被加速到5~10Kev，Ar+通过一个充中性Ar气的碰撞室，快速的Ar+与静止的Ar原子碰撞，产生电荷交换，形成快速的原子，快原子Ar射向仪器靶面的样品，使样品离子化： FAB的特点： FAB源是在室温下操作的，因而特别适用于极性高、大分子量、低蒸气压、低热稳定性样品的分析，一般，将样品溶解于低挥发的液体基质（如甘油）中，送入离子源。 其不足之处为： 低于400质量范围内，甘油本底影响较大，此外，对非极性化合物灵敏度显著下降。 2. 质量分析器原理 ①单聚焦磁场分析器 ②双聚焦分析器 ③ 其他类型质量分析器 3. 检测器 内容选择： 第一节 基本原理与质谱仪 basic principle and mass spectrometer 第二节 离子峰的主要类型 main kinds of ion peaks 第三节 有机分子裂解类型 cleavage types of organic compounds 第四节 质谱图与结构解析 mass spectrograph and structure determination * * 第一节 基本原理与质谱仪 mass spectrometry，MS basic principle and Mass spectrometer 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； 同位素质谱仪；无机质谱仪；有机质谱仪； 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