质谱的原理和图谱的分析

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1、1、定义化合物分子在真空条件下受电子流的“轰击”或强电场等其他方法的作用，电离成离子，同时发生某些化学键有规律的断裂，生成具有不同质量的带正电荷的离子，这些离子按质荷比（m/z）的大小被收集并记录的图谱。质谱一、质谱的基本知识计算机数据处理系统真空系统加速区进样系统离子源质量分析器检测器2、质谱计框图单聚焦质量分析器双聚焦质谱计:静电分析器+磁分析器静电分析器由两个同心圆板组成，两圆板之间保持一定的电位差(E)。加速后的离子通过静电场和磁场后,达到能量聚焦、方向聚焦和质量色散的目的，使仪器的分辨率大大提高。故在两峰

2、质量数较小时，要求仪器分辨率越大。静电分析器加在磁分析器之前。加速后的离子在静电分析器中,受到外斥内吸的电场力(zE)的作用,迫使离子作弧形运动。静电分析器只允许具有特定能量的离子通过,达到能量聚焦,提高仪器分辨率。V:加速电压.E:电位差.v:速度.m:质量.结合，导出3、基本原理质谱仪示意图离子在质谱仪中被电场加速。加速后其动能和位能相等,即：m:离子质量；v:离子速度；z:离子电荷；V:加速电压被加速的离子进入磁分析器时，磁场再对离子进行作用，让每一个离子按一定的弯曲轨道继续前进。其行进轨道的曲率半径决定于各

3、离子的质量和所带电荷的比值m/z。离子动能产生的离心力(mv2/R)与由磁场产生的向心力(Hzv)相等：R:曲率半径H:磁场强度质谱的基本方程4、离子化的方法（1）电子轰击（electronimpact,EI）轰击电压50-70eV有机分子的电离电位一般为7-15eVM+e→M+·(分子离子)+2e过剩的能量使分子离子进一步裂解有些化合物的分子离子不出现或很弱（2）化学电离（chemicalionization,CI）高能电子束与小分子反应气(如甲烷、丙烷等）作用，使其电离生成初级离子，初级离子再与样品分子反应得到

4、准分子离子。以CH4为例:CH4+e→CH4+.+2eCH4+.+CH4→CH5++CH3++CH5.+CH3.R+.+R→RH++(R-H).+RH.+(R-H)+RH++M→R+MH+(R-H)++M→R+(M-H)+准分子离子相对强度较大，碎片离子峰数目较少。（3）场致离（FI）和场解吸（FD）场致离（fieldionization,FI）气态样品分子在在强电场（107-108V/cm）的作用下发生电离。要求样品分子处于气态,灵敏度不高,应用逐渐减少.场解吸（fielddesorption,FD）样品不需汽化

5、,将样品吸附在作为场离子发射体的金属丝上,送入离子源,然后通以微弱电流,使样品分子从发射体上解吸下来,并扩散至高场强的场发射区,进行离子化.适用于难汽化、热不稳定的样品.如:糖类.FI、FD分子离子峰较强，碎片离子峰较少。(4)快原子轰击(fastatombombardment,FAB)用高能量的快速Ar原子束轰击样品分子(用液体基质负载样品并涂敷在靶上，常用基质有甘油、间硝基苄醇、二乙醇胺等),使之离子化。FAB灵敏度高，适用于对热不稳定、极性强的分子，如肽、蛋白质、金属有机物等。样品分子常以质子化的[M+H]+

6、离子出现基质分子会产生干扰峰。（5）电喷雾电离（ESI）样品溶液在电场的作用下形成带高度电荷的雾状小液滴，在向质量分析器移动的过程中，液滴因溶剂不断挥发而缩小，导致表面电荷密度不断增大，当电荷之间的排斥力足以克服液滴的表面张力时，液滴发生裂分，如此反复进行，最后得到带单电荷或多电荷的离子。使热敏感或不挥发的化合物由固相直接得到离子。待测物质的溶液与基质的溶液混合后蒸发，使分析物与基质成为晶体或半晶体，用一定波长的脉冲式激光进行照射时，基质分子能有效的吸收激光的能量，使基质分子和样品分子进入气相并得到电离。MALDI

7、适用于生物大分子，如肽类，核酸类化合物。可得到分子离子峰，无明显碎片峰。此电离方式特别适合于飞行时间质谱计。（6）基质辅助激光解析电离(MALDI)Matrix-AssistedLaserDesorptionIonization脉冲式激光质谱图由横坐标、纵坐标和棒线组成。横坐标标明离子质荷比（m/z）的数值，纵坐标标明各峰的相对强度，棒线代表质荷比的离子。图谱中最强的一个峰称为基峰，将它的强度定为100。丁酮的质谱图5、质谱图的组成6、质谱术语基峰：离子强度最大的峰，规定其相对强度（RI）或相对丰度（RA）为100

8、。精确质量：精确质量的计算基于天然丰度最大的同位素的精确原子量。如：1H1.00782512C12.00000014N14.00307416O15.994915CO、N2、C2H4的精确质量依次为：27.9949、28.0062、28.03137、质谱中的各种离子（1）分子离子：分子被电子束轰击失去一个电子形成的离子。分子离子用M+•表示，是一个游离基离子。