仪器分析第十章--质谱分析法.ppt

第十章 质谱分析 一、 质谱分析原理 二、仪器与结构 三、联用仪器 质谱分析 质量分析器原理 二、仪器与结构 1. 质谱仪组成 1. 离子源 离子源: 主要作用是使欲分析的 样品实现离子化，尤其是中性物质带上电荷。 电子轰击电离（EI） 电子轰击电离（EI） 热电子（70eV）轰击分子，使其电离为丰富的碎片离子，提供丰富的结构信息。“指纹” 有机化合物的电离电位一般为10 eV，使用EI源时分子离子峰较弱。 正化学电离（PCI） 正化学电离（PCI） 首先电离反应气分子，样品分子主要 由质子转移电离 容易产生准分子离子，用于确定分子量 EI和 PCI的比较：  MX + eˉ(0~15eV) → MXˉ 适合分析电负性强的元素； 灵敏度高（比PCI灵敏度高10-100倍），与 GC-ECD灵敏度相当； 选择性高。 3. 质量分析器 磁质量分析器 四极杆质量分析器 飞行时间质量分析器 离子肼质量分析器 ①单聚焦磁场分析器 ②双聚焦分析器 ③ 四极杆质量分析器 只有质荷比满足要求的离子才能通过四极杆到达检测器； 改变高频电压的幅值或频率，不同质荷比的离子可陆续通过四极杆而被检测器检测。 四极质量分析器具有重量轻、体积小、造价低廉等优点； 目前GC-MS大部分采用了四极质量分析器. 4. 检测器 5. 真空系统 低真空（10-1-10-2 Pa）：机械泵； 高真空：油扩散泵或涡轮分子泵 联用仪器（ GC-MS ） 联用仪器（ LC-MS） 第十章 质谱分析 一、分子离子峰 二、同位素离子峰 三、碎片离子峰 1. 分子离子峰 分子离子峰的特点： N 律： 2. 同位素离子峰（M +1峰） 3. 碎片离子峰 碎片离子峰： 第十章 质谱分析 一、 有机分子的裂解 二、σ―断裂 三、α―断裂 四、重排断裂 1. 有机分子的裂解 二、σ―断裂 三、α―断裂 α―断裂 4.重排断裂 分子碎片重排后再次裂解： 正癸烷 第三节 有机分子裂解类型 　　当有机化合物蒸气分子进入离子源受到电子轰击时，按下列方式形成各种类型离子（分子碎片）： ABCD + e - ? ABCD+ + 2e - 分子离子 ? BCD? + A + ? B? + A + ? CD? + AB + ? A ? + B + ABCD+ ? D? + C + ? AB ? + CD + ? C ? + D + 碎 片 离 子 正己烷 CH3(CH2)9CH2NH2 M=157 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 3 0 4 4 m / z α―断裂——丢失最大烃基的可能性最大 丢失最大烃基原则 麦氏重排 重排条件： 含有C=O， C=N，C=S及碳碳双键 与双键相连的链上有?碳，并在? 碳有H原子（?氢） 六圆环过度，H ? 转移到杂原子上，同时? 键发生断裂，生成一个中性分子和一个自由基阳离子 * 第一节 基本原理与质谱仪 定义：以离子的质荷比(m/z)为序排列的图称为质谱 特点： 是唯一可以确定物质分子质量的方法； 灵敏度极高，鉴定的最小量可达10-10克，检出限可达10-14克； 拥有众多标准谱库，定性方便； 可与其它方法如GC、HPLC、ICP等联用，应用范围日益扩大。 质谱方程式：m/z = (H02 R2) / 2V 离子在磁场中的轨道半径R取决于： m/z 、 H0 、 V 改变加速电压V, 可以使不同m/z 的离子进入检测器。 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.色谱联用 1.电子轰击 2.化学电离 3.场致电离 4.激光 1.磁分析 2.飞行时间 3.四极杆 4.离子阱 质谱仪需要在高真空下工作：离子源（10-3 ?10 -5 Pa ）