【精品】仪器分析质谱法课件
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质谱分析法.ppt
X
e
(快)
X
e
(热)
X
e
(快)
X
e
(热)
优点：无需进行加热气化，属于软电离方式；特别适合分析高极性、大 相对分子量、难挥发和热稳定性差的样品；既能得到强的分子离子或准 分子离子峰，也能得到较多的碎片离子峰。 缺点：重现性较差，检测灵敏度低
稳定化合物电离 缺点：不适合化合物结构鉴定；
阳极
+ +
++
+ +
++ +
++ + +
d<1mm 阴极
快原子轰击离子源（fast atom bombardment ionization source;FAB） 由电场使Xe原子电离并加速，产生快速离子，通过快原子枪产生电
荷交换得快速原子，快原子束轰击涂在金属板上的样品，使样品离子化。
缺点：重现性较差；不适合于难挥发、热不稳定的化合物
场致电离源（FI）
是采用强电场把冷电极附近的样品分子的电子拉出去，形成离子。电 场的两电极距离很近（d<1mm），施加电压为几千伏甚至上万伏稳定直流 电压。
场电离：将气体通过电场电离； 场解析：将固体样品涂在发射体表面使之电离
优点：分子离子峰强； 碎片离子峰少； 适用于较大分子量和热不
应用：质谱法测定的对象包括同位素、无机物、有机化合物、生物大 分子以及聚合物。广泛应用于化学、生物化学、生物医学、医药学、 生命科学以及工、农、林业、地质、石油、环保、公安国防等领域。
二、质谱仪及其工作原理
进样系统
离子源
质量分析器
检测器
仪器分析质谱法PPT课件
第21页/共100页
四. 质量分析器 mass analyzer 将离子源中形成的离子按质荷比的差异进
行分离的装置。 分类： • 磁分析器 • 四极杆分析器
第22页/共100页
1. 磁分析器
1)分类： • 单聚焦分析器：已淘汰 质量色散和方向聚焦。 • 双聚焦分析器： 质量色散和方向聚焦及能量聚焦。
50
第50页/共100页
51
第51页/共100页
三. 同位素离子： isotopic ion 含有同位素的离子。
表中丰度比%，是以丰度最大的轻质同位素为 100%计算而得。 作用: 确定分子中是否含S, Cl, Br及原子数目
52
第52页/共100页
例：分子中含一个氯原子
M : (M+2) = 100 : 32.0 3:1 分子中含一个溴原子
第15页/共100页
CI的特点： • 属软电离方式，准分子离子峰（ M 1） 强度大 • 易获得有关化合物官能团的信息
缺点： • 重现性较差 • 不适用于难挥发、热不稳定样品的分析
第16页/共100页
常用的反应气： 甲烷、异丁烷、氨、氢、氦等。
第17页/共100页
3. 快原子轰击离子源 FAB fast atom bombardment
第40页/共100页
第41页/共100页
2. 灵敏度 ： sensitivity 仪器记录所产生的峰信号强度与所用样 品量之间的度量 有机质谱：一定分辨率时，产生一定信 噪比的分子离子峰所需要的样品的量 常用硬脂酸甲酯或六氯苯
第42页/共100页
3. 质量范围（mass range）： 质谱仪能够测量的离子质量范围。通
第5页/共100页
第一节 质谱仪及基本原理
四. 质量分析器 mass analyzer 将离子源中形成的离子按质荷比的差异进
行分离的装置。 分类： • 磁分析器 • 四极杆分析器
第22页/共100页
1. 磁分析器
1)分类： • 单聚焦分析器：已淘汰 质量色散和方向聚焦。 • 双聚焦分析器： 质量色散和方向聚焦及能量聚焦。
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第50页/共100页
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第51页/共100页
三. 同位素离子： isotopic ion 含有同位素的离子。
表中丰度比%，是以丰度最大的轻质同位素为 100%计算而得。 作用: 确定分子中是否含S, Cl, Br及原子数目
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第52页/共100页
例：分子中含一个氯原子
M : (M+2) = 100 : 32.0 3:1 分子中含一个溴原子
第15页/共100页
CI的特点： • 属软电离方式，准分子离子峰（ M 1） 强度大 • 易获得有关化合物官能团的信息
缺点： • 重现性较差 • 不适用于难挥发、热不稳定样品的分析
第16页/共100页
常用的反应气： 甲烷、异丁烷、氨、氢、氦等。
第17页/共100页
3. 快原子轰击离子源 FAB fast atom bombardment
第40页/共100页
第41页/共100页
2. 灵敏度 ： sensitivity 仪器记录所产生的峰信号强度与所用样 品量之间的度量 有机质谱：一定分辨率时，产生一定信 噪比的分子离子峰所需要的样品的量 常用硬脂酸甲酯或六氯苯
第42页/共100页
3. 质量范围（mass range）： 质谱仪能够测量的离子质量范围。通
第5页/共100页
第一节 质谱仪及基本原理
15第十五章质谱法剖析PPT课件
2020年9月28日
23
第十五章 质谱法
仪器分析
在离子源内，用电加热锑或钨丝到2000oC,产生高速的电子束
2020年9月28日
24
第十五章 质谱法
仪器分析
电子轰击法是通用的电离法，是使用 高能电子束从试样分子中撞出一个电子而 产生正离子，即
M＋e → M+＋2e
2020年9月28日
25
第十五章 质谱法
第十五章 质谱法
仪器分析
质谱法(Mass Spectrometry, MS)
2020年9月28日
1
第十五章 质谱法
仪器分析
2020年9月28日
2
第十五章 质谱法
仪器分析
质谱法(MS)：应用多种离子化技术，将 物质分子转化为气态离子并按质荷比 (m/z)大小进行分离并记录其信息，从而 进行物质和结构分析的方法。
2020年主9月2要8日 用于气体和易挥发试样
17
第十五章 质谱法
2. 直接探针进样系统
仪器分析
主要用于热敏性固体、难挥发性固体和液体试样
2020年9月28日
18
第十五章 质谱法
仪器分析
在直接进样杆尖端装上少许样品(1～10ng)， 经减压后送入离子源，快速加热使之气化并 被离子源离子化。
通常将试样放入小杯中，通过真空闭锁装 置将其引入离子源，对样品杯进行冷却或加 热处理。
2020年9月28日
14
第十五章 质谱法
（二）样品导入系统
仪器分析
亦称进样系统，可高效重复地将样品引入 离子源且不造成真空度的降低。
常用的进样系统：间接式进样系统
直接探针进样系统
色谱联用进样系统
质谱分析PPT精选文档
35
（3）这系列的碎片离子的相对强度随着质荷 比的减少而增加的。 （4）还有一系列的碎片离子，来自碳正离子 的裂分。m/z：27、41、55、……。 2、支链烷烃
支链烷烃在分支处断裂，形成最稳定的碳 正离子，并优先失去较大的烷基。
36
37
38
3、环烷烃
m/z 56
m/z 83
39
二、烯烃
40
53
54
八、胺
1、分子离子峰 脂肪族胺的分子离子峰很弱， 环胺、芳胺的分子离子峰很强。
2、断裂方式
55
56
九、酰胺
1、分子离子峰 酰胺类分子离子峰通常可测到。
2、断裂方式（具有羰基裂解的特点）
57
十、硝基化合物
58
59
60
61
十一、腈
62
63
十二、醚
1、分子离子峰 脂肪族醚的分子离子峰不稳定， 芳香族醚的分子离子峰较强。
二、分子式的确定 1、同位素峰与分子式 （l）同位素峰簇。有机化合物中常见的元素不只 含有一种同位素，因此在分子离子峰或碎 片离子 峰附近一般都以同位素峰簇的形式存在。
常见元素的同位素丰度如下表所示，根据此丰 度表可计算出化合物中分子离子峰旁的(M+1)、 (m+2)的同位素峰的丰度比。
77
同位素峰的相对强度与元素的组成以及同位素的天然丰 度有关。利用此原理从质谱图中找出分子离子峰及它的同位 素峰的相对强度即可推断分子式。
离子峰，但不是所有的有机化合物都呈现分子离子峰。 （1）分子离子峰一般应是质谱中最高质量端最大丰度的峰。 一般情况下，分子离子峰是有机质借图中最高质量端最大 丰度的峰，但具有最大质量数的峰不一定就是分子离子峰。 醛类、酮类、缩醛、仲醇、含氮杂环等化合物易失掉一个 氢，出现(M-l)+峰、而胺类、醚类、酯类、多元酸、含硫化 合物，在电子轰击条件下容易质子化出现(M+l)+峰、
（3）这系列的碎片离子的相对强度随着质荷 比的减少而增加的。 （4）还有一系列的碎片离子，来自碳正离子 的裂分。m/z：27、41、55、……。 2、支链烷烃
支链烷烃在分支处断裂，形成最稳定的碳 正离子，并优先失去较大的烷基。
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3、环烷烃
m/z 56
m/z 83
39
二、烯烃
40
53
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八、胺
1、分子离子峰 脂肪族胺的分子离子峰很弱， 环胺、芳胺的分子离子峰很强。
2、断裂方式
55
56
九、酰胺
1、分子离子峰 酰胺类分子离子峰通常可测到。
2、断裂方式（具有羰基裂解的特点）
57
十、硝基化合物
58
59
60
61
十一、腈
62
63
十二、醚
1、分子离子峰 脂肪族醚的分子离子峰不稳定， 芳香族醚的分子离子峰较强。
二、分子式的确定 1、同位素峰与分子式 （l）同位素峰簇。有机化合物中常见的元素不只 含有一种同位素，因此在分子离子峰或碎 片离子 峰附近一般都以同位素峰簇的形式存在。
常见元素的同位素丰度如下表所示，根据此丰 度表可计算出化合物中分子离子峰旁的(M+1)、 (m+2)的同位素峰的丰度比。
77
同位素峰的相对强度与元素的组成以及同位素的天然丰 度有关。利用此原理从质谱图中找出分子离子峰及它的同位 素峰的相对强度即可推断分子式。
离子峰，但不是所有的有机化合物都呈现分子离子峰。 （1）分子离子峰一般应是质谱中最高质量端最大丰度的峰。 一般情况下，分子离子峰是有机质借图中最高质量端最大 丰度的峰，但具有最大质量数的峰不一定就是分子离子峰。 醛类、酮类、缩醛、仲醇、含氮杂环等化合物易失掉一个 氢，出现(M-l)+峰、而胺类、醚类、酯类、多元酸、含硫化 合物，在电子轰击条件下容易质子化出现(M+l)+峰、
现代仪器分析第八章质谱法PPT课件
NCI scanning mode
-
45
Principle of Programed temperature vaporize (PTV)
PTV
split
50-250C
Solvent will be
100C
vaporized and
exhausted. Sample will be
MS
concentrated.
Temperature and Split ratio Program
-
49
Very-Large-Volume Injection using PTV
2ppb each Pesticides in n-hexane 1000 uL Injection
• Analytical Conditions GC17A Ver.2 DB1 30mX0.25mm 50C(4)-160C-280C 20C/min 5C/min
-
光电倍增管，阵列检测器2
通常的离子化方法
GC/MS
电子轰击离子化
EI
化学电离离子化
CI
– 正化学电离离子化
PCI
– 负化学电离离子化
NCI
LC/MS
大气压力离子化 • 电喷雾离子化 • 大气压化学电离离子化
API ESI APCI
-
3
100,000
离子化方式
分子量
1000 EI/CI
非极性
ESI
O+
α
CH3
H3C
+ O+ CH2
CH3
i
+ H3C CH2+
H3C
O
-
质谱分析法课堂PPT
分能量(多小于6ev)
形成离子及部分碎
片.
4
——EI的优缺点
优点 1.高的灵敏度 2.有达10万个化合物的
数据库可快速检索 3.可根据碎片方式鉴定未
知物 4.从碎片离子判定结构
缺点 1.质量范围小 2.有可能汽化前发生
解离 3.碎片过多有时看不
到分子离子
5
B: FBI快速原子/离子轰击离子源 Fast Atom/Ion Bombardment
由基质传给样品使样品一起气化并离子化。
9
10
11
常用基质
1、α氰基－4羟基－肉桂酸
CCA
多肽
2、3,5－二甲氧基－4－羟基肉桂酸 SA
蛋白
3、龙胆酸（2,5－二羟基苯甲酸 DHB 聚合物
4、吡啶甲酸
PA
5、3－羟基吡啶甲酸
3HPA
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
MALDI源由氮激光器产生短周期脉冲激光，产生的多为单电荷 离子，效率很高，即使只有极少的样品也可分析
30
C、飞行时间质量分析器 Time-of-Flight Analyzer
离子的E=U·Z=½ mv²
飞行时间t=
L v
t=const· m z
31
反射飞行时间质量分析器(RETOF-MS)
Uref
TOF对真空度的要求非常高10⁻⁷Torr MALDI源一般同时联接Time-of-Flight Analyzer和RETOF
25
26
2、质量分析器的种类
A、四极杆质量分析器Quadrupole Analyzer A、B极性相反，加上一个直流电压DC，叠加一个射频电场
RF，扫描时固定RF频率， DC： RF保持比率不变，数值递增， 使m/z小到大的离子依次通过，取得一张完整的质谱图。
仪器分析-质谱法
仪器分析——质谱法质谱法是将被测物质离子化，按离子的质荷比分离，测量各种离子谱峰的强度而实现分析目的的一种分析方法。
质量是物质的固有特征之一，不同的物质有不同的质量谱——质谱，利用这一性质，可以进行定性分析（包括分子质量和相关结构信息）；谱峰强度也与它代表的化合物含量有关，可以用于定量分析。
质谱仪一般由四部分组成：进样系统——按电离方式的需要，将样品送入离子源的适当部位；离子源——用来使样品分子电离生成离子，并使生成的离子会聚成有一定能量和几何形状的离子束；质量分析器——利用电磁场（包括磁场、磁场和电场的组合、高频电场、和高频脉冲电场等）的作用将来自离子源的离子束中不同质荷比的离子按空间位置，时间先后或运动轨道稳定与否等形式进行分离；检测器——用来接受、检测和记录被分离后的离子信号。
一般情况下，进样系统将待测物在不破坏系统真空的情况下导入离子源（10-6～10-8mmHg），离子化后由质量分析器分离再检测；计算机系统对仪器进行控制、采集和处理数据，并可将质谱图与数据库中的谱图进行比较。
一、进样系统和接口技术将样品导入质谱仪可分为直接进样和通过接口两种方式实现。
1.直接进样在室温和常压下，气态或液态样品可通过一个可调喷口装置以中性流的形式导入离子源。
吸附在固体上或溶解在液体中的挥发性物质可通过顶空分析器进行富集，利用吸附柱捕集，再采用程序升温的方式使之解吸，经毛细管导入质谱仪。
对于固体样品，常用进样杆直接导入。
将样品置于进样杆顶部的小坩埚中，通过在离子源附近的真空环境中加热的方式导入样品，或者可通过在离子化室中将样品从一可迅速加热的金属丝上解吸或者使用激光辅助解吸的方式进行。
这种方法可与电子轰击电离、化学电离以及场电离结合，适用于热稳定性差或者难挥发物的分析。
目前质谱进样系统发展较快的是多种液相色谱/质谱联用的接口技术，用以将色谱流出物导入质谱，经离子化后供质谱分析。
主要技术包括各种喷雾技术（电喷雾，热喷雾和离子喷雾）；传送装置（粒子束）和粒子诱导解吸（快原子轰击）等。
仪器分析—质谱ppt课件
92massfilteringscanning滤质器分析器和扫描与tof的分析器不同四级杆分析器是在特定的电压频率下具有特定mz的离子才可到达检测器在实时分析时电压是不断变化的这就是对离子束进行扫企业文化就是传统氛围构成的公司文化它意味着公司的价值观诸如进取守势或是灵活这些价值观构成公司员工活力意见和行为的规范
MALDI-TOF MS, ESI MS
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16
1.真空系统
质谱仪构造
• 离子源和质量分析器的压力在 • 10–4 ~ 10–5 Pa和10–5 ~ 10–6 Pa。
– 大量氧会烧坏离子源的灯丝； – 用作加速离子的几千伏高压会引起放电；
– 引起额外的离子－分子反应，改变裂解 模型，谱图复杂化。
characterization of potential drugs, drug degradation analysis, screening of drug candidates, identifying drug targets, disease marker identification, diagnostic !
简单断裂产生的离子。 4 重排离子（rearrangement ion）经重排反应产生的离子，其结构不是原分子结构单元。 5 母离子（parent ion）与子离子（daughter ion）任何一离子进一步产生某离子，前者称
为母离子，后者称为子离子。 6 亚稳离子（metastable ion）是从离子源出口到检测器之间产生的离子。 7 奇电子与偶电子离子（odd- and even-electron ion）具有未配对电子的离子称为奇电子
organic chemicals, polymers!
MALDI-TOF MS, ESI MS
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1.真空系统
质谱仪构造
• 离子源和质量分析器的压力在 • 10–4 ~ 10–5 Pa和10–5 ~ 10–6 Pa。
– 大量氧会烧坏离子源的灯丝； – 用作加速离子的几千伏高压会引起放电；
– 引起额外的离子－分子反应，改变裂解 模型，谱图复杂化。
characterization of potential drugs, drug degradation analysis, screening of drug candidates, identifying drug targets, disease marker identification, diagnostic !
简单断裂产生的离子。 4 重排离子（rearrangement ion）经重排反应产生的离子，其结构不是原分子结构单元。 5 母离子（parent ion）与子离子（daughter ion）任何一离子进一步产生某离子，前者称
为母离子，后者称为子离子。 6 亚稳离子（metastable ion）是从离子源出口到检测器之间产生的离子。 7 奇电子与偶电子离子（odd- and even-electron ion）具有未配对电子的离子称为奇电子
organic chemicals, polymers!
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• 场致离子源：适用于难挥发和热不稳定的 大分子化合物
• 电喷雾电离源：分析极性强大分子（如蛋 白质、肽、糖）
• 大气压化学电离源：分析中等极性化合物 • 激光解吸源：生物大分子（肽、蛋白质、
核酸） • 火花源: 无机物
四. 质量分析器 mass analyzer
将离子源中形成的离子按质荷比的差异进 行分离的装置。
1.棒图： 横坐标：表示质荷比（m/z）。 纵坐标：表示离子丰度（ion abundance), 即离子数目的多少。 常用相对丰度。
相对丰度（relative abundance): 相对强度
以质谱中最强峰的高度定为100% （此峰称为基峰，base peak）。其它峰 高与它相比所得的分数即为其它离子的 相对丰度。
m v2 Hzv R
质谱方程式:
m H 2R2 z 2V
或:
R
2V H2
m z
由上式可知：
m H 2R2 zபைடு நூலகம்2V
<1> 当V和H固定时，m/z R。说明磁场
对不同m/z的离子有质量色散作用，
即不同质量离子将依照质量大小在
磁场中依次排列起来。
m H 2R2 z 2V
<2> 当V和R固定时， m/z H2。
RM 2.79949 M 2.800 621.79949
2500
• R< 1000 低分辨质谱 • R>10000 高分辩质谱
2. 灵敏度 ： sensitivity 仪器记录所产生的峰信号强度与所用样 品量之间的度量
有机质谱：一定分辨率时，产生一定信 噪比的分子离子峰所需要的样品的量
常用硬脂酸甲酯或六氯苯
A 结构简单，体积小，重量轻，价格便宜。 B 扫描速度快。有利于与色谱仪联用。 C自动化程度高。
缺点： A 分辨率低。
B 质量范围窄。 C 不能提供亚稳离子信息。
其他
• 飞行时间质量分析器 • 离子肼质量分析器 • 傅里叶变换离子回旋共振分析器
三. 离子检测器 ---电子倍增器
质谱数据形式： 棒图---即质谱图 质谱表
离子源的种类：
• 电子轰击源 • 化学电离源 • 快原子轰击离子源
1.电子轰击源 electron impact source; EI
e(高速) M
M+ + 2e(低速) e(高速)
质
量加阳
阴
分速离
离
析 器
区
子
子
中 性 裂 片
复 合
-
分 子
物离
子
真空
抽走
EI的特点： • 重现性好（质谱图库 70eV) • 碎片离子丰富（特征性强） • 灵敏度高
CH4 + e CH4+ ,CH3+ CH4+ + CH4 CH5+ + CH3• CH3+ + CH4 C2H5+ + H2 CH5+ + M (M+H)+ + CH4 C2H5+ + M (M+H)+ + C2H4 CH5+ + M (M-H)+ + H2 + CH4 C2H5+ + M (M-H)+ + C2H6
分类： • 磁分析器 • 四极杆分析器
1. 磁分析器
1)分类： • 单聚焦分析器：已淘汰 质量色散和方向聚焦。 • 双聚焦分析器： 质量色散和方向聚焦及能量聚焦。
单聚焦分析器
双聚焦分析器
2) 磁偏转式质量分析器原理
加速后离子动能:
1 mv2 zV 2
离子受磁场力作用, 做匀速圆周运动.
向心力等于磁场力:
棒图示例：
2. 质谱表 表格形式的质谱数据
六. 质谱仪的主要性能指标 1.分辨率： resolution; R
指仪器能分离相邻两质谱峰 的能力。
两个强度近似相等、质量分 别为M和M+ΔM的相邻峰恰 好分开时。
（当两峰间的峰谷等于峰高 的10%时）
R M M
例： CO = 27.9949，N2 = 28.0061
Xe + e Xe+ + 2e
Xe+(快) + Xe(热) Xe(快) + Xe+(热)
轰击样品
FAB的特点： • 适用于强极性、高分子量、非挥发 性和热不稳定化合物分析 • 给出强度较高的准分子离子峰 MX (X=H, Na, K)
FAB的缺点： • 重现性差 • 检测灵敏度低于EI
其他离子源简介
仪器分析质谱法
质谱分析法：是利用离子化技术,将 物质分子转化为离子，按其质 荷比 (m/z) 的的差异分离测定， 从而进行物质成分和结构分析 的方法。
质谱仪的组成：
样品导 入系统
离子源
真空泵
质量 分析器
检测器
放大器，记录器
质谱仪的6个基本部分:
高真空系统，样品导入系统, 离子源, 质量分析器, 检测器, 记录系统
分子量大和稳定性差样品，常无分子离子峰 不适用难挥发、热不稳定化合物
2. 化学电离源 CI
chemical ionization source;
在离子源中送入反应气体，压强约为 26.7 ~ 267 Pa，轰击电子使反应气首先被 电离成离子，然后反应气离子和样品分 子碰撞发生离子-分子反应，能量交换， 产生样品离子。
一. 高真空系统 旋转泵，扩散泵，分子泵
离子源（10-3 10 -5 Pa ） 质量分析器（10 -6 Pa ）
二. 样品导入系统
1. 直接进样 适用：单组分、挥发性较低的固体或
液体样品 2. 色谱联用导入样品
GC – MS,HPLC - MS
适用：多组分分析
三. 离子源
作用：将样品分子离子化并具有一定能量
CI的特点：
• 属软电离方式，准分子离子峰（ M 1） 强度大
• 易获得有关化合物官能团的信息 缺点：
• 重现性较差
• 不适用于难挥发、热不稳定样品的分析
常用的反应气： 甲烷、异丁烷、氨、氢、氦等。
3. 快原子轰击离子源 FAB fast atom bombardment
电场使氦原子电离并加速，产生的快离子经 电荷交换得到快原子，快原子轰击样品
即H由小到大进行磁场扫描
时，则可使不同m/z的离子被 检测。
m H 2R2 z 2V
<3> 当H和R固定时， m/z 1/V。连续的改变 V ( 称为
电压扫描 ) 可以使不同
m/z的离子被检测。
2. 四极杆质量分析器：又称四极滤质器 它是使用一个射频四极电场来鉴别m/z值的。
四极杆质谱仪优点：
3. 质量范围（mass range）： 质谱仪能够测量的离子质量范围。通
常采用原子质量单位（amu）进行度量。
四极杆质谱仪：10 ~ 1000 amu 磁质谱仪：几十到几千 amu 飞行时间质谱仪: 几十万
• 电喷雾电离源：分析极性强大分子（如蛋 白质、肽、糖）
• 大气压化学电离源：分析中等极性化合物 • 激光解吸源：生物大分子（肽、蛋白质、
核酸） • 火花源: 无机物
四. 质量分析器 mass analyzer
将离子源中形成的离子按质荷比的差异进 行分离的装置。
1.棒图： 横坐标：表示质荷比（m/z）。 纵坐标：表示离子丰度（ion abundance), 即离子数目的多少。 常用相对丰度。
相对丰度（relative abundance): 相对强度
以质谱中最强峰的高度定为100% （此峰称为基峰，base peak）。其它峰 高与它相比所得的分数即为其它离子的 相对丰度。
m v2 Hzv R
质谱方程式:
m H 2R2 z 2V
或:
R
2V H2
m z
由上式可知：
m H 2R2 zபைடு நூலகம்2V
<1> 当V和H固定时，m/z R。说明磁场
对不同m/z的离子有质量色散作用，
即不同质量离子将依照质量大小在
磁场中依次排列起来。
m H 2R2 z 2V
<2> 当V和R固定时， m/z H2。
RM 2.79949 M 2.800 621.79949
2500
• R< 1000 低分辨质谱 • R>10000 高分辩质谱
2. 灵敏度 ： sensitivity 仪器记录所产生的峰信号强度与所用样 品量之间的度量
有机质谱：一定分辨率时，产生一定信 噪比的分子离子峰所需要的样品的量
常用硬脂酸甲酯或六氯苯
A 结构简单，体积小，重量轻，价格便宜。 B 扫描速度快。有利于与色谱仪联用。 C自动化程度高。
缺点： A 分辨率低。
B 质量范围窄。 C 不能提供亚稳离子信息。
其他
• 飞行时间质量分析器 • 离子肼质量分析器 • 傅里叶变换离子回旋共振分析器
三. 离子检测器 ---电子倍增器
质谱数据形式： 棒图---即质谱图 质谱表
离子源的种类：
• 电子轰击源 • 化学电离源 • 快原子轰击离子源
1.电子轰击源 electron impact source; EI
e(高速) M
M+ + 2e(低速) e(高速)
质
量加阳
阴
分速离
离
析 器
区
子
子
中 性 裂 片
复 合
-
分 子
物离
子
真空
抽走
EI的特点： • 重现性好（质谱图库 70eV) • 碎片离子丰富（特征性强） • 灵敏度高
CH4 + e CH4+ ,CH3+ CH4+ + CH4 CH5+ + CH3• CH3+ + CH4 C2H5+ + H2 CH5+ + M (M+H)+ + CH4 C2H5+ + M (M+H)+ + C2H4 CH5+ + M (M-H)+ + H2 + CH4 C2H5+ + M (M-H)+ + C2H6
分类： • 磁分析器 • 四极杆分析器
1. 磁分析器
1)分类： • 单聚焦分析器：已淘汰 质量色散和方向聚焦。 • 双聚焦分析器： 质量色散和方向聚焦及能量聚焦。
单聚焦分析器
双聚焦分析器
2) 磁偏转式质量分析器原理
加速后离子动能:
1 mv2 zV 2
离子受磁场力作用, 做匀速圆周运动.
向心力等于磁场力:
棒图示例：
2. 质谱表 表格形式的质谱数据
六. 质谱仪的主要性能指标 1.分辨率： resolution; R
指仪器能分离相邻两质谱峰 的能力。
两个强度近似相等、质量分 别为M和M+ΔM的相邻峰恰 好分开时。
（当两峰间的峰谷等于峰高 的10%时）
R M M
例： CO = 27.9949，N2 = 28.0061
Xe + e Xe+ + 2e
Xe+(快) + Xe(热) Xe(快) + Xe+(热)
轰击样品
FAB的特点： • 适用于强极性、高分子量、非挥发 性和热不稳定化合物分析 • 给出强度较高的准分子离子峰 MX (X=H, Na, K)
FAB的缺点： • 重现性差 • 检测灵敏度低于EI
其他离子源简介
仪器分析质谱法
质谱分析法：是利用离子化技术,将 物质分子转化为离子，按其质 荷比 (m/z) 的的差异分离测定， 从而进行物质成分和结构分析 的方法。
质谱仪的组成：
样品导 入系统
离子源
真空泵
质量 分析器
检测器
放大器，记录器
质谱仪的6个基本部分:
高真空系统，样品导入系统, 离子源, 质量分析器, 检测器, 记录系统
分子量大和稳定性差样品，常无分子离子峰 不适用难挥发、热不稳定化合物
2. 化学电离源 CI
chemical ionization source;
在离子源中送入反应气体，压强约为 26.7 ~ 267 Pa，轰击电子使反应气首先被 电离成离子，然后反应气离子和样品分 子碰撞发生离子-分子反应，能量交换， 产生样品离子。
一. 高真空系统 旋转泵，扩散泵，分子泵
离子源（10-3 10 -5 Pa ） 质量分析器（10 -6 Pa ）
二. 样品导入系统
1. 直接进样 适用：单组分、挥发性较低的固体或
液体样品 2. 色谱联用导入样品
GC – MS,HPLC - MS
适用：多组分分析
三. 离子源
作用：将样品分子离子化并具有一定能量
CI的特点：
• 属软电离方式，准分子离子峰（ M 1） 强度大
• 易获得有关化合物官能团的信息 缺点：
• 重现性较差
• 不适用于难挥发、热不稳定样品的分析
常用的反应气： 甲烷、异丁烷、氨、氢、氦等。
3. 快原子轰击离子源 FAB fast atom bombardment
电场使氦原子电离并加速，产生的快离子经 电荷交换得到快原子，快原子轰击样品
即H由小到大进行磁场扫描
时，则可使不同m/z的离子被 检测。
m H 2R2 z 2V
<3> 当H和R固定时， m/z 1/V。连续的改变 V ( 称为
电压扫描 ) 可以使不同
m/z的离子被检测。
2. 四极杆质量分析器：又称四极滤质器 它是使用一个射频四极电场来鉴别m/z值的。
四极杆质谱仪优点：
3. 质量范围（mass range）： 质谱仪能够测量的离子质量范围。通
常采用原子质量单位（amu）进行度量。
四极杆质谱仪：10 ~ 1000 amu 磁质谱仪：几十到几千 amu 飞行时间质谱仪: 几十万