仪器分析第11讲-质谱法(第14章)
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化学分析中的质谱法质谱法是一种在化学分析中常用的手段。
该方法通过对样品分子进行离子化和分离,然后测定质荷比(即质量与电荷的比值),从而获得样品的质谱图。
质谱法在化学分析中具有广泛的应用,如有机化合物结构的鉴定、定量分析、药物代谢研究、环境监测等。
一、质谱法的原理质谱法的原理基于离子在磁场中运动所受到的力受质量和电荷的影响,不同质荷比的离子在磁场中呈现出不同轨道。
质谱仪利用这一特性,将样品分子先转化为离子,再通过加速器和质谱分析仪进行离子排序和分离,最终形成质谱图。
二、质谱仪的组成质谱仪通常由四个主要组件组成,包括样品处理系统、加速器、质谱分析系统和数据处理系统。
1. 样品处理系统样品处理系统用于将待分析的样品分子转化为离子。
常用的方法包括电离法(如电子轰击电离、化学电离、光电离等)和中性气体反应离子源(NGRI)。
2. 加速器加速器用于给质谱仪中产生的离子加速,使其在磁场中能够形成稳定的轨道。
常用的加速器包括电场加速器、气体动力学加速器等。
3. 质谱分析系统质谱分析系统是质谱仪中最重要的部分,用于对离子进行分离和测量。
其中,质谱分析器根据质荷比的不同而采用不同的分析方法,如质谱仪、四级杆质谱仪、飞行时间质谱仪等。
4. 数据处理系统数据处理系统用于处理并解析质谱图数据。
常用的方法包括质谱图的峰定量、峰识别和质谱图的解释。
三、质谱法的应用1. 有机化合物结构的鉴定质谱法可通过对有机化合物的质谱图进行解析,确定化合物的分子式、分子量、官能团以及结构。
这对于有机化学的研究和有机化合物的合成具有重要意义。
2. 定量分析质谱法作为一种高灵敏度的分析方法,在定量分析中有重要应用。
利用标准曲线和内标法,可以准确地确定样品中目标物质的含量。
3. 药物代谢研究质谱法可以用于药物代谢研究中,通过分析药物在体内代谢产物的质谱图,了解药物代谢途径、代谢产物结构以及代谢动力学参数。
4. 环境监测质谱法在环境监测中也有广泛应用。
第九章质谱法一.教学内容1.质谱分析法的基本概念、发展概况及特点2.由质谱仪器结合质谱法的基本质谱仪的工作流程各主要部件的基本结构、基本原理及性能掌握联用技术3.质谱峰的类型、离子碎裂途径及有机化合物的质谱4.质谱法的图谱解析及基本应用二.重点与难点1.各种离子源的基本原理、特点及适应性2.各种重量分析器的基本结构、分析原理、特点及适用性3.各类离子的碎裂机理及规律4.质谱法的基本应用(分子量、分子式、结构式的确定)三.教学要求1.较好地掌握质谱分析法的基本基本2.掌握掌握仪的基本结构、工作流程及性能指标3.在较深入掌握单、双聚焦质量分析器的基础上,比较其它质量分析器的基本原理及特点4.一般了建质谱联用技术5.掌握简单图谱的解析,进行较简单化合物分子量、分子式及结构式的分析四.学时安排3学时质谱法是通过将样品转化为运动的气态离子并按质荷比(m/z)大小进行分离记录的分析方法。
所获得结果即为质谱图(亦称质谱)。
根据质谱图提供的信息可以进行多种有机物及无机物的定性和定量分析、复杂化合物的结构分析、样品中各种同位素比的测定及固体表面的结构和组成分析等。
质谱仪早期主要用于原子量的测定和定量测定某些复杂碳氢混合物中的各组分等。
1960年以后,才开始用于复杂化合物的鉴定和结构分析。
实验证明,质谱法是研究有机化合物结构的有力工具。
第一节质谱仪一、质谱仪的工作原理质谱仪是利用电磁学原理,使带电的样品离子按质荷比进行分离的装置。
离子电离后经加速进入磁场中,其动能与加速电压及电荷z有关,即z e U = 1/2 mν2其中z为电荷数,e为元电荷(e=1.60×10-19C),U为加速电压,m为离子的质量,ν为离子被加速后的运动速度。
具有速度ν的带电粒子进入质谱分析器的电磁场中,根据所选择的分离方式,最终实现各种离子按m/z进行分离。
根据质量分析器的工作原理,可以将质谱仪分为动态仪器和静态仪器两大类。
在静态仪器中用稳定的电磁场,按空间位置将m/z不同的离子分开,如单聚焦和双聚焦质谱仪。