[信息与通信]chap-2有机质谱原理及应用.ppt

1 令： 合并上 几式得： Mathieu 方程 Mathieu方程解，复杂，与边界条件密切相关。 以a, q为坐标，方程的解作图，三个区：稳定区，x不稳定区，y不稳定区。 a, q都是交直流电压幅值、频率和时间的函数，可由仪器设定和调节，r0 是仪器中心到四极杆的径向距离，其值是确定的。 扫描线：与稳定区相截并且 通过原点的直线。在这条直线上， 各处的a/q比值都为常数，即 u/V = a/q 亦为常数。 同质荷比的离子对应有不同的a, q值，对于具有使 u/V = a/q为常数的离子来说，其a和q值均在扫描线上。如果其值恰好处于扫描线和稳定区的两个边界交点(A，A?)之间，则该离子落在稳定区之内。 改变u/V 的比值，扫描线斜率变化，增加，AA?长度减小，即能够稳定的离子减小，分辨率增加。AA?长度仅与u/V比值有关。 固定u/V比值(即保持AA?长度不变，也就是分辨率不变)，改变V的幅值，可使不同质荷比的离子先后进入稳定区，顺序通过四极杆之后被接收，得到一组不同质荷比的质谱。 稳定区: 离子产生稳定的振荡，沿z方向通过四极杆。 不稳定区: 离子振幅不断增大，最后飞出四极场或与z和y电极碰撞中和。 离子阱质谱由四极杆质谱仪发展而来。 四极杆变为环极，四极杆两端加端帽。 端帽和环极上均加有直流电压U，射频电压 (振幅为V，角频率?) 。 离子的运动仍由Mathieu方程描述。 较理想的离子阱质量分析器：r02 = 2z02 三、离子阱质量分析器(Ion Trap Mass Analyser, IT) Mathieu方程的解：蓝色区为稳定区，其它为不稳定区，空间分布，这里仅是一个截面。 捕集时(Trapping)，设定U, V 和? ，使各种离子在蓝色区域的最式边。 扫描时(Scanning)，给定U, V 和? ，使扫描线按 qz=0 的由左到右进行，离子从小质荷比到大的质荷比依次排出到检测器。 离子阱中引入~10-3 Torr 氦气，使离子运动受到阻尼，提高离子轨迹的稳定性，进而提高仪器的分辨率和灵敏度。 二级质谱： 捕集(Trapping)， 排除(Elimination) 捕获(Capture)， 碰撞(Collision) 扫描(Scanning) 检测(Detection) 多级质谱：上述步骤的重复过程。 Trapping 1 Elimination 2 Capture 3 Collision 4 Scaning 5 离子阱的多级质谱分析 四、飞行时间质量分析器(Time Of Flight Mass Analyser, TOF) 离子源中的离子经加速电压获得的速度为： 其中 ze为电荷，V为加速电压，m为质量。 飞行管长度L，到达检测器的时间为： 质量越大，飞行时间越长，实现分离。 m1和m2两个离子： 用已知样品进行校正，得到未知离子的质量。 * 第二章：有机质谱仪器 有机质谱原理及应用 浙江大学理学院 无机与材料化学研究所 刘子阳 教授，博士生导师 电话：0571办公室） 手机） 第二章：有机质谱仪器 Components of any Mass Spectrometer Vacuum System Sample Inlet Detector Data System Mass Analyser Ionisation Method Atmosphere 第二章：有机质谱仪器 Sample Inlet Gas e.g. from a gas chromatograph (GC/MS) Liquid e.g. from a liquid chromatograph (LC/MS) Solid solid probes (DIP, DCI) §2.1 进样系统 一、储罐进样 包括：储气室 加热器 真空连接系统 分子漏孔 用途：特殊样品的引入，校正仪器的样品，特殊的气体样品，用于研究