质谱分析
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8 质谱8.1 概述质谱分析是现代物理、化学以及材料领域内使用的一个极为重要的工具。
从第一台质谱仪的出现至今已有80年历史。
早期的质谱仪器主要用于测定原子质量、同位素的相对丰度,以及研究电子碰撞过程等物理领域。
第二次世界大战时期,为了适应原子能工业和石油化学工业的需要,质谱法在化学分析中的应用受到了重视。
以后由于出现了高性能的双聚焦质谱仪,这种仪器对复杂有机分子所得的谱图,分辨率高,重现性好,因而成为测定有机化合物结构的一种重要手段。
60年代末,色谱-质谱联用技术因分子分离器的出现而日趋完善,使气相色谱法的高效能分离混合物的特点,与质谱法的高分辨事鉴定化会场的特点相结合,加上电子计算机的应用,这样就大大地提高了质谱仪器的效能,扩展了质谱法的工作领域。
近年来各种类型的质谱仪器相继问世,而质谱仪器的心脏—离子源,也是多种多样的,因此质谱法已日益广泛地应用于原子能、石油化工、电子、医药、食品、材料等工业生产部门,农业科学研究部门,以及核物理、电子与离子物理、同位素地质学、有机化学、生物化学、地球化学、无机化学、临床化学、考古、环境监测、空间探索等科学技术领域。
质谱法具有独特的电离过程及分离方式,从中所获得的信息直接与样品的结构相关,不仅能得到样品中各种同位素的比值,而且还能给出样品的结构和组成。
因此,质谱学已成为有机、无机、高分子材料结构分析的有力工具。
已高分子材料为例,由于高分子材料的分子量较大,而且不易挥发,所以无法直接用质谱进行鉴定。
但通过软电离方法却可有效地测定各种塑料、橡胶、纤维的主体结构单元以及高分子材料中所使用的各种添加剂的化学结构。
应用热裂解—质谱或热裂解-气相色谱-质谱,可分别获得不同高分子结构特征的热裂解产物,从而进一步揭示聚合物的链节以及序列分布。
这在研究高分子的结构与性质关系方面可发挥很大的作用。
辉光放电质谱(GDMS)和火花源质谱(SSMS)是进行高纯固体材料全面分析的两种主要分析技术。