第1節(jié) 基本原理與質(zhì)譜儀.ppt

14:03:56,第四章質(zhì)譜分析,一、概述generalization二、質(zhì)譜儀與質(zhì)譜分析massspectrometerandmassspectrometry,第一節(jié)基本原理與質(zhì)譜儀,massspectrometry，MS,basicprincipleandMassspectrometer,14:03:56,一、概述generalization,分子質(zhì)量精確測定與化合物結構分析的重要工具；第一臺質(zhì)譜儀：1912年；早期應用：原子質(zhì)量、同位素相對豐度等；,40年代：高分辨率質(zhì)譜儀出現(xiàn)，有機化合物結構分析；60年代末：色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀出現(xiàn)，有機混合物分離分析；促進天然有機化合物結構分析的發(fā)展；同位素質(zhì)譜儀；無機質(zhì)譜儀；有機質(zhì)譜儀；,14:03:56,二、質(zhì)譜儀與質(zhì)譜分析原理massspectrometerandmassspectrometry,進樣系統(tǒng),離子源,質(zhì)量分析器,檢測器,1.氣體擴散2.直接進樣3.氣相色譜,1.電子轟擊2.化學電離3.場致電離4.激光,1.單聚焦2.雙聚焦3.飛行時間4.四極桿,質(zhì)譜儀需要在高真空下工作：離子源（10-310-5Pa）質(zhì)量分析器（10-6Pa）(1)大量氧會燒壞離子源的燈絲；(2)用作加速離子的幾千伏高壓會引起放電；(3)引起額外的離子分子反應，改變裂解模型，譜圖復雜化。,14:03:56,原理與結構,電離室原理與結構,儀器原理圖,14:03:56,1.離子源,ElectronIonization(EI)源,14:03:56,EI源的特點：,電離效率高,靈敏度高；應用最廣，標準質(zhì)譜圖基本都是采用EI源得到的；穩(wěn)定，操作方便，電子流強度可精密控制；結構簡單，控溫方便；,EI源：可變的離子化能量(10240eV),對于易電離的物質(zhì)降低電子能量，而對于難電離的物質(zhì)則加大電子能量（常用70eV）。,電子能量,電子能量,分子離子增加,碎片離子增加,14:03:56,離子室內(nèi)的反應氣（甲烷等；10100Pa，樣品的103105倍），電子（100240eV）轟擊，產(chǎn)生離子，再與試樣分離碰撞，產(chǎn)生準分子離子。,化學電離源（ChemicalIonization，CI）:,最強峰為準分子離子；譜圖簡單；不適用難揮發(fā)試樣；,14:03:56,場致電離源（FI）,電壓：7-10kV；d1mm；強電場將分子中拉出一個電子；分子離子峰強；碎片離子峰少；不適合化合物結構鑒定；,14:03:56,2.質(zhì)量分析器原理,在磁場存在下，帶電離子按曲線軌跡飛行；離心力=向心力；m2/R=H0eV曲率半徑：R=（m）/eH0質(zhì)譜方程式：m/e=(H02R2)/2V離子在磁場中的軌道半徑R取決于：m/e、H0、V改變加速電壓V,可以使不同m/e的離子進入檢測器。質(zhì)譜分辨率=M/M（分辨率與選定分子質(zhì)量有關）,加速后離子的動能:(1/2)m2=eV=(2V)/(m/e)1/2,14:03:56,單聚焦磁場分析器,方向聚焦；相同質(zhì)荷比，入射方向不同的離子會聚；分辨率不高,14:03:56,雙聚焦分析器,方向聚焦：相同質(zhì)荷比，入射方向不同的離子會聚；能量聚焦：相同質(zhì)荷比，速度(能量)不同的離子會聚；,質(zhì)量相同，能量不同的離子通過電場和磁場時，均產(chǎn)生能量色散；兩種作用大小相等，方向相反時互補實現(xiàn)雙聚焦；,14:03:56,其他類型質(zhì)量分析器,雙聚焦質(zhì)譜儀體積大；色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀器的發(fā)展及儀器小型化（臺式）需要；體積小的質(zhì)量分析器：,四極桿質(zhì)量分析器飛行時間質(zhì)量分析器離子阱質(zhì)量分析器,體積小，操作簡單；分辨率中等；,原理在第五節(jié)色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀器介紹；,14:03:56,3.檢測器,（1）電子倍增管1518級；可測出10-17A微弱電流；（2）渠道式電子倍增器陣列,14:03:56,內(nèi)容選擇：,第一節(jié)基本原理與質(zhì)譜儀basicprincipleandmassspectrometer第二節(jié)離子峰的主要類型mainkindsofionpeaks第三節(jié)有機分子裂解類型