第14章质谱分析方惠群版

格式：ppt
大小：3.83 MB
文档页数：91

下载文档原格式

质谱分析原理ppt课件.ppt

CH2 CH2 CH2 CH2
CH2 CH2
CH2 CH2
CH3 CH3
43 H3C 29 H3C 15 CH3
CH2 CH2
CH2 CH2 CH3
CH2
CH2 CH2 CH2 CH3
CH2 CH2 CH2 CH2 CH3
三、α―断裂
BAZ
R CH2 OH R CH2 OR' R CH2 NR'2 R CH2 SR'
39 51 65 77
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140
CH2 CH2 CH2 CH3
CH2CH2CH3
m/z=134
m/z=39 HC
m/z=65 CH
HC
CH
CH2 m/z=91
m/z=91
H2 C
CH2 CH H CH3
CH2 HC
四极杆质量分离器
二、仪器与结构
三、联用仪器
仪器内部结构
联用仪器（ THE GC/MS PROCESS ）
1.0 DEG/MI
N
HEWLET 5972A PTACKAR D
Mass Selective Detector
Sample
DC AB
Sample
HEWLETT PACKARD
5890
Gas Chromatograph (GC)
BCD• + A +
B• + A +
ABCD+
CD• + AB +
A•+ B+
碎
片
D• + C + 离

质谱法专业知识课件

在离子源内，用电加热铼或钨旳灯丝到2023℃，产生高速电子束，其能量为10～7OeV。当气态试样由分子漏入孔进入电离室时，高速电子与分子发生碰撞，若电子旳能量不小于试样分子旳电离电位，将造成试样分子旳电离。
碎片离子可用于有机化合物旳构造鉴定
优点： 1）稳定, 质谱图再现性好，便于计算机检索及比较； 2）离子碎片多，可提供较多旳分子构造信息。缺陷：
4）基质辅助激光解吸离子源（MALDI）
原理：是用激光照射样品与基质形成旳共结晶薄膜，基质从激光中吸收能量传递给样品，从而使样品解吸和电离旳过程。它是一种软电离技术，合用于混合物及生物大分子旳测定。
（3）质量分析器
质谱仪旳质量分析器位于离子源和检测器之间。
作用：过滤
质量分析器旳主要类型有：磁分析器、飞行时间质量分析器、离子阱质量分析器和四级杆质量分析器等。
质谱能做什么？
定性：化合物旳构造。定量：混合物旳各构成含量。领域：化学、生物学、医学、药学、环境、物理、材料、能源等。
质谱分析法旳特点
➢（1）应用范围广。测定样品能够是无机物，也能够是有机物。被分析旳样品能够是气体和液体，也能够是固体。 ➢（2）敏捷度高，样品用量少。目前有机质谱仪旳绝对敏捷度可达50pg（pg为10−12g），无机质谱仪绝对敏捷度可达10−14 g。用微克级样品即可得到满意旳分析成果。 ➢（3）分析速度快，并可实现多组分同步测定。 ➢（4）与其他仪器相比，仪器构造复杂，价格昂贵，使用及维修比较困难。对样品有破坏性。
在一般有机分子鉴定时，能够经过同位素离子峰相对强度之比来拟定其元素构成。
➢例如：CH4 M=16
➢12C+1H×4=16
M
➢13C+1H×4=17 M+1

《质谱解析》课件

同位素比值测定
原理
通过测量同位素离子（具有相同质量但不同核素）的相对丰度，确定元素的同位素组成。
应用
用于研究地球化学过程、OGUE
质谱解析实例
有机化合物的质谱解析
有机化合物的质谱解析是质谱技术的重要应用之一，通过解析有机化合物的分子结构和组成，为化学、药物、食品等领域的研究提供有力支持。
对于低浓度样品或痕量成分的检测，质谱技术可能存在灵敏度不足的问题，需要更高级的仪器和优化方法来提高检测下限。
数据分析
质谱数据的解析和处理需要专业的知识和技能，对于非专业人士来说可能存在一定的难度。
质谱技术的新发展
高分辨质谱
高分辨质谱能够提供更高的分辨率和更精确的质量测量，有助于更准确地鉴定和区分不同成分。
质谱解析
目录
• 质谱技术概述 • 质谱仪器的组成与操作 • 质谱解析方法 • 质谱解析实例 • 质谱技术的挑战与展望
01
CATALOGUE
质谱技术概述
质谱技术的原理
01
02
03
离子化
通过电离或化学方式将样品分子转化为带电离子。
质量分析
利用电场和磁场使离子根据质量/电荷比值进行分离。
检测与记录
环境样品的质谱解析主要依赖于气相色谱-质谱联用、液相色谱-质谱联用等技术，通过这些技术可以检测环境中的有机污染物、重金属、放射性物质等，并确定其浓度和来源。
未来发展：随着质谱技术的不断发展，环境样品的质谱解析将更加灵敏、准确，有望在更广泛的领域发挥重要作用。
生物样品的质谱解析
01
生物样品的质谱解析是利用质谱技术对生物体内的物质进行定性和定量分析，为生命科学和医学研究提供有力支持。

质谱原理学习(通俗版)精选全文

8-2 质谱仪器原理
质谱过程
高速电子撞击气态分子得到阳离子
顺序谱图
按质荷比m/z
导入
质量分析器
峰位置
峰强度
定性分析结构分析
定量分析
8-2 质谱仪器原理
仪器构造
真空系统
进样系统
离子源
质量分析器
检测器
1.间歇式进样 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
➢分子离子：样品分子失去一个电子电离所产生的离子。
8-2 质谱仪器原理
2、离子源（电离室）
场致电离源（Field Ionization; FI）
电压：7-10 kv；d < 1 mm；强电场将分子中拉出一个电子；分子离子峰强；碎片离子峰少；不适合化合物结构鉴定；
场解析电离源（Field Desorption Ionization; FD）
四极滤质器 (Quadrupole Mass Filter， QMF)
➢ 只有合适质荷比的离子（共振离子）才能通过电极间隙而进入检测器；
➢ 采用电压扫描或频率扫描，就可检测出不同质荷比的离子。
✓ 电压扫描：保持直流电压和射频电压的比值及射频频率不变，改变直流和射频电压的大小。
✓ 频率扫描：保持电压不变改变射频电压的频率。
8-2 质谱仪器原理
2、离子源（电离室）
离子源是质谱仪的心脏，作用主要是将试样中的原子、分子电离成离子，并使离子加速、聚焦为离子束，离子束通过狭缝进入质量分析器。其性能影响质谱仪的灵敏度和分辨率。
➢ 硬电离方法：给样品较大能量的电离方法，适用于难电离的稳定物质。
➢ 软电离方法：给样品较小能量的电离方法，适用于易破裂或易电离的样品。

质谱分析完整版.ppt

质谱分析
Mass Spectrometry，MS
Company
LOGO
分子
质谱分析
1
质谱发展史
2
质谱分析的过程与原理
3
质谱分析仪的操作
4
质谱分析的应用与分类
质谱发展史
• 质谱仪的发展史 • 1912年: 世界第一台质谱装置 • 40年代: 质谱仪用于同位素测定 • 50年代：分析石油 • 60年代：研究GC-MS联用技术 • 70年代：计算机引入
量约70eV），撞击使分子电离形成正离子； • M —— M+ + e
• 或与电子结合，形成负离子 • M + e —— M—
电子电离源(electron ionization EI) 化学电离源(chemical ionization CI) 快原子轰击(fast atom bombardment FAB) 电喷雾源(electronspray ionization ESI) 大气压化学电离（atmospheric pressure chemical ionization APCI) 基质辅助激光解吸电离（matrix assisted laser Desorption ionization MALDI)
鸣谢！！
Company
LOGO
过程与原理
质谱法是一种按照离子的质核比（m/z）大小对离子进行分离和测定的方法。
过程与原理
进样系统
离子源质量分析器
检测器
过程与原理
1、进样化合物通过汽化引入离子化室；
气体——直接导入或用气相色谱进样
液体——加热汽化或雾化进样固体——用直接进样探头
过程与原理
• 2、离子化 • 在离子化室，组分分子被一束加速电子碰撞（能

质谱分析法PPT课件

离子的类型及开裂规律两节课时间太紧张
离子的类型 1．分子离子峰：
在电子轰击下,有机物分子电离一个电子形成的离子,叫分子离子分子离子的质量就是化合物的相对分子量。
分子离子足够稳定，质谱中位于质荷比最高位置的峰就是分子离子峰。
1
辨认分子离子峰的方法
1. 分子离子峰一定是质谱中质量数最大的峰，应处在质谱图的最右端。
正相反。苯甲醇中M-1峰很强，是因为生成了稳定的羟基离子 m/z107；苄醇也有M-2 ，M-3的峰，强度较弱，苯酚的M-1是弱峰。酚的裂解如下：
H O┐ rH
┐
O H H
m/z 94
m/z 94
H
CHO
┐
或
H
┐
H
m/z 66
m/z 65
41
苯甲醇和酚的特征裂解都有经过H转移丢失CO产生M-28 的峰，还有丢失 CHO基团的M-29的峰。苯甲醇有M（CHO），即m/z79的峰是基峰。酚有M-28（m/z66）和 M-29（m/z65）的弱峰。
同部分碎片峰，可粗略推测化合物的大致结构。 • 以所有可能方式把各部分结构单元连接起来，再利
用质谱数据，将造成的结构中不合理的结构排除掉。
45
质谱图解析 —— 例1 (P266)
46
47
质谱图解析 —— 例2
48
49
GC和MS联用的优点
• GC：善于分离，不善于定性 • MS：善于定性，不善于分离 • GC-MS：分离，定性同时进行
10
离子开裂的几种类型
单纯开裂— 断一个键，脱离一个游离基重排开裂— 有两个键断裂，一个氢原子发生转移，
脱去一个中性分子复杂开裂— 几个键开裂，并有氢原子的转移双重重排— 有两个氢的转移

质谱分析技术原理与应用PPT模板课件

第3 章质量分析器
3.2傅里叶变换离子回旋共振质量分析器
3.2.1 质量分析器 3.2.2 离子回旋运动 3.2.3 离子阱内实际的离子运动 3.2.4 离子激发与检测 3.2.5 离子检测的模式 3.2.6 操作模式 3.2.7 质量分辨能力 3.2.8 捕获电压影响下的质量检测极限
A
C
E
3.2 傅里叶变换离子
3.4 四极杆与四极
3.6 质量分析器的
回旋共振质量分析器
离子阱质量分析器
选择与应用
B
D
F
17
第3章质量分析器
参考文献
18
第3 章质量分析器
3.1扇形磁场质量分析器
3.1.1磁场单聚焦质量分析器 3.1.2磁场双聚焦质量分析器 3.1.3双聚焦质谱仪的串联质谱分析
19
40
第7 章质谱数据解析
7.3软电离法谱图解析
7.3.1带多电荷谱图分析 7.3.2软电离电喷雾电离的串联质谱分析谱图
41
第8章定量分析
8.1定量专一性
8.2灵敏度、检测限与校准曲线
3. 使用质谱进行定量分析的方法 1. 外标法
2. 标准加入法 3. 同位素内标法 4. 同位素标定定量法 8.4分离与质谱技术的结合对定量分析的重要性及注意事项参考文献
38
第7 章质谱数据解析
7.1质谱数据介绍
7.1.1整数质量、精确质量、单一同位素质量 7.1.2同位素含量与分布、平均质量 7.1.3质量分辨率对谱图／质量准确度的影响
39
第7 章质谱数据解析
7.2电子轰击电离谱图解析
7.2.1电子轰击电离谱图简介 7.2.2氮规则与不饱和键数量规则 7.2.3谱图解读的简易指导原则

质谱分析shanv学习.pptx

多电荷离子峰
• 某些非常稳定的离子可以失去两个或两个以上的电子，
这时在m/ze位置出现多电荷离子峰。
%
100 0
717.2 717.7
718.2 718.7
H2N O H
NC OO
H NO
O CO
OO H3C C N
664-1H Da +
M W 1432
HO ON OC
OH
106 Da +
CN OO H
7
第8页/共28页
C3H6O2 CH3-CH2-COOH
MW 74
H3C
p1
O H2 C C OH
p1 p2
p2
m/z 74
H3C CH2
O C OH
m/z 45
O
H2 H3C C C
OH
m/z 57
第9页/共28页
分子离子的断裂规律除了与离子源类型有关外，主要与分子的结构有密切关系。
通常主要碎片离子峰（及相对强度）为分子结构的解析提供手段。
第11页/共28页
丰度比
100﹕0.02 100﹕1.12
CH4 12C1H4、12C1H32H1或12C1H22H2 、 12C1H12H3 、 12C2H4 、 13C1H4、13C1H32H1或13C1H22H2 、 13C1H12H3 、 13C2H4 、由于同位素的存在，可以看到比分子离子
100
O
100
OH O
N
O
0
[M-H]-
270 [M+H]+
272
308
252
292 310
m/z
150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 268

《质谱分析方惠群版》课件

质谱分析的应用领域
生物医药
质谱分析在生物医药领域中广泛应用，包括药物研发、蛋白质组学、代谢组学等。
食品安全
质谱分析可以用于食品中有害物质的检测和分析，确保食品的安全和符合标准。
环境监测
通过质谱分析技术，可以检测、分析和监测环境中的有害物质，保护环境和人类健康。
石油化工
质谱分析技术在石油化工领域中应用广泛，用于石油和化工产品的分析和质量控制。
质谱分析的发展趋势
1 高分辨质谱
随着仪器技术的不断进步，质谱仪的分辨率越来越高，可以提供更精确的质谱图，解析更复杂的样品。
2 互联网+质谱
互联网技术的发展将质谱分析与大数据、云计算相结合，实现数据共享和智能分析，提高工作效率。
3 小型便携质谱仪
随着技术的进步，小型便携质谱仪逐渐发展起来，可以在野外等场景下进行质谱分析。
质谱分析的基本步骤
1
样品制备
样品制备是质谱分析的第一步，它包括样品的采集、预处理和纯化，确保得到可靠的分析结果。
2
离子化
离子化是将样品中的分子转化为带电离子的过程，可以通过不同的离子源实现，如电子轰击、化学离子化等。
3
分析
分析阶段是将离子加速、分离和检测，得到质谱图，通过质谱图分析样品的组成和结构。
《质谱分析方惠群版》 PPT课件
本PPT课件旨在介绍质谱分析的全貌，让大家对这一技术有一个清晰的了解。即使是初学者，也能通过这个课件轻松掌握质谱分析的原理验，是该学科的权威专家。他以深入浅出的教学风格赢得了广大学生的喜爱和尊敬。
学术成就
方教授在质谱分析方面发表了大量的重要论文，他的研究成果获得了国内外同行的高度认可。
质谱仪的原理和组成

十四章节质谱分析

• 第四节质谱图与结构解析
mass spectrograph and structure determination
2020/2/19
结束
B
离子源
2020/2/19
磁场
R
S2 收集器
②双聚焦分析器
方向聚焦：相同质荷比，入电场
磁场
射方向不同的离子会聚；
能量聚焦：
+ -
相同质荷比，速度(能量)不同的离子会聚；
S1 离子源
S2 收集器
质量相同，能量不同的离子通过电场和磁场时，均产生能量色散；两种作用大小相等，方向相反时互补实现双聚焦；
阳极
+ ++
+ ++
++ +
++ + +
d<1mm 阴极
2020/2/19
2. 质量分析器原理
加速后离子的动能 :
(1/2)m 2= e V = [(2V)/(m/e)]1/2
在磁场存在下，带电离子按曲线轨迹飞行；
离心力 =向心力；m 2 / R= H0 e V 曲率半径： R= （m ）/ e H0
质谱方程式：m/e = (H02 R2) / 2V 离子在磁场中的轨道半径R取决于： m/e 、 H0 、 V 改变加速电压V, 可以使不同m/e 的离子进入检测器。质谱分辨率 = M / M （分辨率与选定分子质量有关）
2020/2/19
①单聚焦磁场分析器
方向聚焦；相同质荷比，入射方向不同的离子会聚； S1 分辨率不高
第十四章质谱分析
mass spectrometry，MS
第一节基本原理与质谱仪

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

2Fra bibliotek20/11/19
③ 其他类型质量分析器
双聚焦质谱仪体积大；色谱-质谱联用仪器的发展及仪器小型化（台式）需要；体积小的质量分析器：
四极杆质量分析器飞行时间质量分析器离子阱质量分析器
体积小，操作简单；分辨率中等；
原理在第五节色谱-质谱联用仪器介绍；
2020/11/19
3. 检测器
（1）电子倍增管 15～18级；可测出10-17A微弱电流；
2020/11/19
一、概述
generalization
分子质量精确测定与化合物结构分析的重要工具；
43 57
第一台质谱仪：1912年；
29 15
早期应用：原子质量、
71 85 99 113 142
同位素相对丰度等；
m/z
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；
(2)质量差是否合理
2020/11/19
3. 分子离子的获得
(1)制备挥发性衍生物
RO(H C 3)3S HiC RlOH 3 S )3i(C RCO C2 O N H 2 H RC CO 3HO
B
离子源
2020/11/19
磁场
R
S2 收集器
②双聚焦分析器
方向聚焦：相同质荷比，入电场
磁场
射方向不同的离子会聚；
能量聚焦：
+ -
相同质荷比，速度(能量)不同的离子会聚；
S1 离子源
S2 收集器
质量相同，能量不同的离子通过电场和磁场时，均产生能量色散；两种作用大小相等，方向相反时互补实现双聚焦；
2020/11/19
一、分子离子峰
molecular ion peak
分子电离一个电子形成的离子所产生的峰。分子离子的质量与化合物的分子量相等。有机化合物分子离子峰的稳定性顺序：芳香化合物＞共轭链烯＞烯烃＞脂环化合物＞直链烷烃＞酮＞胺＞酯＞醚＞酸＞支链烷烃＞醇．
2020/11/19
1. 分子离子峰的特点
质谱方程式：m/e = (H02 R2) / 2V 离子在磁场中的轨道半径R取决于： m/e 、 H0 、 V 改变加速电压V, 可以使不同m/e 的离子进入检测器。质谱分辨率 = M / M （分辨率与选定分子质量有关）
2020/11/19
①单聚焦磁场分析器
方向聚焦；相同质荷比，入射方向不同的离子会聚； S1 分辨率不高
EI源：可变的离子化能量 (10~240eV)
电子能量
电子能量
分子离子增加
碎片离子增加
对于易电离的物质降低电子能量，而对于难电离的物质则加大电子能量（常用70eV ）。
2020/11/19
② 化学电离源（Chemical Ionization，CI）:
离子室内的反应气（甲烷等；10~100Pa，样品的 103~105倍），电子（100~240eV）轰击，产生离子，再与试样分离碰撞，产生准分子离子。
一般质谱图上质荷比最大的峰为分子离子峰；有例外,由稳定性判断。
形成分子离子需要的能量最低，一般约10电子伏特。
质谱图上质荷比最大的峰一定为分子离子峰吗？。如何确定分子离子峰？。
2020/11/19
2. 分子离子的判断
(1)Ｎ律
由C，H，O 组成的有机化合物，M 一定是偶数。由C，H，O，N 组成的有机化合物，N 奇数，M 奇数。由C，H，O，N 组成的有机化合物，N 偶数，M 偶数。分子离子峰与相邻峰的质量差必须合理。
1.单聚焦 2.双聚焦 3.飞行时间 4.四极杆
质谱仪需要在高真空下工作：离子源（10-3 10 -5 Pa ）
质量分析器（10 -6 Pa ） (1)大量氧会烧坏离子源的灯丝； (2)用作加速离子的几千伏高压会引起放电； (3)引起额外的离子－分子反应，改变裂解模型，谱图复杂化。
2020/11/19
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；
2020/11/19
二、质谱仪与质谱分析原理
mass spectrometer and mass spectrometry
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
第14章质谱分析方惠群版
第十四章质谱分析
mass spectrometry，MS
第一节基本原理与质谱仪
basic principle and Mass spectrometer
一、概述 generalization 二、质谱仪与质谱分析
mass spectrometer and mass spectrometry
原理与结构仪器原理图
2020/11/19
电离室原理与结构
1.离子源
①Electron Ionization (EI)源
++
: R1
: R2
+
: R3
: R4
++
:e
(M-R2)+
(M-R1)+
(M-R3)+
M+
Mass Spectrum
2020/11/19
EI 源的特点：
电离效率高,灵敏度高；应用最广，标准质谱图基本都是采用EI源得到的；稳定，操作方便，电子流强度可精密控制；结构简单，控温方便；
阳极
+ ++
+ ++
++ +
++ + +
d<1mm 阴极
2020/11/19
2. 质量分析器原理
加速后离子的动能 :
(1/2)m 2= e V = [(2V)/(m/e)]1/2
在磁场存在下，带电离子按曲线轨迹飞行；
离心力 =向心力；m 2 / R= H0 e V 曲率半径： R= （m ）/ e H0
最强峰为准分子离子；谱图简单；不适用难挥发试样；
+
气体分子
+
试样分子
+ 准分子离子
电子
(M+1)+;(M+17) +;(M+29) +;
2020/11/19
③场致电离源（FI）
电压：7-10 kV；d<1 mm；强电场将分子中拉出一个电子；分子离子峰强；碎片离子峰少；不适合化合物结构鉴定；
（2）渠道式电子倍增器阵列
2020/11/19
第十四章质谱分析
mass spectrometry，MS
第二节离子峰的主要类型
main types of ion peaks
一、分子离子峰 molecular ion peak 二、同位素离子峰 isotopic ion peak 三、碎片离子峰 fragment ion peaks