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文檔簡(jiǎn)介
MassSpectrometry1儀器分析—質(zhì)譜11主要參考書:
FredW.McLaffert,FrantisekTurecek.InterpretationOfMassSpectra,4Ed,(PDF)
E.DHoffmam,J.Charette,V.Stroobant,MassSpectrometry,Prenciples
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,1996.
分析化學(xué)手冊(cè)(第二版)第九分冊(cè)質(zhì)譜分析.pdf陳耀祖,涂亞平.有機(jī)質(zhì)譜原理及應(yīng)用(PDF)科學(xué)出版社2001PietroTraldi,FrancoMagno,IrmaLavagnini,RobertaSeraglia
QuantitativeApplicationsofMassSpectrometry
2006B.N.帕拉馬尼克
(作者),A.K.甘古利
(作者),M.L.格羅斯
(作者),蔣宏建
(譯者),俞克佳
(譯者)電噴霧質(zhì)譜應(yīng)用技術(shù)(PDF)20052儀器分析—質(zhì)譜11質(zhì)譜儀的發(fā)展史1898年W.Wien
發(fā)現(xiàn)帶正電荷的離子束在磁場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
1911年,J.J.
Thomson:
世界第一臺(tái)質(zhì)譜裝置
年A.J.Dempster
采用電子轟擊技術(shù)使分子離子化。年F.W.Aston制得了第一臺(tái)速度聚焦質(zhì)譜儀。提出每種同位素的質(zhì)子和中子在結(jié)合成原子核時(shí),具有特定的質(zhì)量虧損(并非整數(shù)值)。1942年商品MS出現(xiàn)。
40年代:
用于同位素測(cè)定和無機(jī)元素分析
50年代:
開始有機(jī)物分析(分析石油)
60年代:
研究GC-MS聯(lián)用技術(shù)
70年代:
計(jì)算機(jī)引入
80年代:
新的質(zhì)譜技術(shù)出現(xiàn):快原子轟擊電離子源,基質(zhì)輔助激光解吸電離源,電噴霧電離源,大氣壓化學(xué)電離源;LC-MS聯(lián)用儀,感應(yīng)耦合等離子體質(zhì)譜儀,富立葉變換質(zhì)譜儀等
目前質(zhì)譜分析法已廣泛地應(yīng)用于化學(xué)、化工、材料、環(huán)境、地質(zhì)、能源、藥物、刑偵、生命科學(xué)、運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域。3儀器分析—質(zhì)譜11MassSpectrometryFundamentals
Whataremassmeasurementsgoodfor?Toidentify,verify,andquantitatemetabolites,proteins,
oligonucleotides,drugcandidates,peptides,synthetic
organicchemicals,polymers!
BiomoleculecharacterizationProteins,peptides,oligonucleotides,sugars,polymers!Pharmaceuticalandmedical
Bioavailability,drugmetabolism,pharmacokineticscharacterizationofpotentialdrugs,drugdegradationanalysis,screeningofdrugcandidates,identifyingdrugtargets,diseasemarkeridentification,diagnostic!Environmentalanalysis
Pesticidesonfoods,soilandgroundwatercontaminationForensicanalysis/clinical!4儀器分析—質(zhì)譜11MassSpectrometryTHEMAINUSEOFMSINORGCHEMIS:DETERMINETHEMOLECULARMASSOFORGANICCOMPOUNDSDETERMINETHEMOLECULARFORMULAOFORGANICCOMPOUNDS5儀器分析—質(zhì)譜11質(zhì)譜分析的基本原理:使所研究的混合物或單體形成離子,,然后使形成的離子按質(zhì)荷比(mass-chargeratio)m/z
進(jìn)行分離。
也就是說:質(zhì)譜分析法是按照離子的質(zhì)核比(m/z)大小對(duì)離子進(jìn)行分離和測(cè)定從而對(duì)樣品進(jìn)行定性和定量分析的一種方法。
6儀器分析—質(zhì)譜11質(zhì)譜法的主要作用是:(1)準(zhǔn)確測(cè)定物質(zhì)的分子量(2)根據(jù)碎片特征進(jìn)行化合物的結(jié)構(gòu)分析
分析時(shí),首先將分子離子化,然后利用離子在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的性質(zhì),把離子按質(zhì)核比大小排列成譜——質(zhì)譜。
7儀器分析—質(zhì)譜11HOWDOWEACHIEVETHIS?PERSUADETHEMOLECULETOENTERTHEVAPORPHASE(CANBEDIFFICULT)PRODUCEIONSFROMTHEMOLECULESTHATENTERTHEGASPHASESEPARATETHEIONSACCORDINGTOTHEIRMASS-TO-CHARGERATIOS(m/z))MEASUREANDRECORDTHESEIONS8儀器分析—質(zhì)譜11有機(jī)質(zhì)譜中的各種離子1分子離子(molecular
ion),樣品分子失去一個(gè)電子而電離所產(chǎn)生的離子,記為
M+。2準(zhǔn)分子離子(quasi-molecular
ion),準(zhǔn)分子離子常由軟電離產(chǎn)生,一般為
M+H
+、M-H
-3碎片離子(fragment
ion)泛指由分子離子破裂而產(chǎn)生的一切離子。狹義的碎片離子指由簡(jiǎn)單斷裂產(chǎn)生的離子。4重排離子(rearrangement
ion)經(jīng)重排反應(yīng)產(chǎn)生的離子,其結(jié)構(gòu)不是原分子結(jié)構(gòu)單元。5母離子(parent
ion)與子離子(daughter
ion)任何一離子進(jìn)一步產(chǎn)生某離子,前者稱為母離子,后者稱為子離子。6亞穩(wěn)離子(metastable
ion)是從離子源出口到檢測(cè)器之間產(chǎn)生的離子。
7奇電子與偶電子離子(odd-
and
even-electron
ion)具有未配對(duì)電子的離子稱為奇電子離子,不具有未配對(duì)電子的離子稱為偶電子離子。
8多電荷離子(multiply-charged
ion)失掉兩個(gè)以上電子的離子稱為多電荷離子。
9同位素離子(isotopic
ion)當(dāng)元素具有非單一的同位素組成時(shí),產(chǎn)生同位素離子9儀器分析—質(zhì)譜11MassSpectrometryFundamentals
WhatandHow-Measuremass(m)tocharge(z)ratio(m/z)ofionsamassof200Dawith2chargesgivesthesamem/zratioasamassof100Dawith1chargeandcannotbedistinguished.-Formationofionsinthegasphase(manyways)positiveion:byaddingaproton:(M+H)+orbyremovinganelectron:(M)+negativeion:byremovingaproton:(M-H)-orbyaddinganelectron:(M)--Chargedionscanbemanipulatedandanalyzedbyelectricand/ormagneticfields(massanalyzers),detectedbydetectorstogeneratemassspectra.10儀器分析—質(zhì)譜11◆質(zhì)譜不屬波譜范圍◆質(zhì)譜圖與電磁波的波長(zhǎng)和分子內(nèi)某種物理量的改變無關(guān)◆質(zhì)譜是分子離子及碎片離子的質(zhì)量與其相對(duì)強(qiáng)度的譜,譜圖與分子結(jié)構(gòu)有關(guān)◆質(zhì)譜法進(jìn)樣量少,靈敏度高,分析速度快◆質(zhì)譜是唯一可以給出分子量,確定分子式的方法,而分子式的確定對(duì)化合物的結(jié)構(gòu)鑒定是至關(guān)重要的。
特點(diǎn)11儀器分析—質(zhì)譜11MassSpectrometryMolecularweightcanbeobtainedfromaverysmallsample.Itdoesnotinvolvetheabsorptionoremissionoflight.Abeamofhigh-energyelectronsbreaksthemoleculeapart.Themassesofthefragmentsandtheirrelativeabundancerevealinformationaboutthestructureofthemolecule.12儀器分析—質(zhì)譜11質(zhì)譜分析原理質(zhì)譜儀器構(gòu)造質(zhì)譜定性分析及圖譜解析質(zhì)譜定量分析蛋白質(zhì)、肽分析要求理解質(zhì)譜法原理及質(zhì)譜儀主要部件功能;掌握質(zhì)譜定性分析、定量分析及圖譜解析方法。13儀器分析—質(zhì)譜11MassSpectrometryFundamentalsKeytopics:MassspectrometerIonization,Massanalyzers,MassspectrometersMassspectrumIsotopeandmass,IsotopeabundanceQualityparametersofmassspectrometerResolution,Massaccuracy,SensitivityChargestateofproteinandpeptidesMALDI-TOFMS,ESIMS14儀器分析—質(zhì)譜1115儀器分析—質(zhì)譜1116儀器分析—質(zhì)譜11離子源和質(zhì)量分析器的壓力在10–4~10–5Pa和10–5~10–6Pa。大量氧會(huì)燒壞離子源的燈絲;用作加速離子的幾千伏高壓會(huì)引起放電;引起額外的離子-分子反應(yīng),改變裂解模型,譜圖復(fù)雜化。
質(zhì)譜儀構(gòu)造
1.真空系統(tǒng)17儀器分析—質(zhì)譜1118儀器分析—質(zhì)譜11所有的質(zhì)譜都是用來檢測(cè)離子的,而這些質(zhì)譜的檢測(cè)原理不外乎是利用離子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)特性來使具有不同質(zhì)荷比的離子加以區(qū)分并檢測(cè)。離子要在電場(chǎng)、磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)中飛行一定的時(shí)間和空間,如果在這些時(shí)間和空間中存在大量的氣體勢(shì)必會(huì)使離子很快淬滅而達(dá)不到檢測(cè)器。所以為了減少離子與背景氣體的碰撞淬滅要抽真空使背景氣體分子數(shù)量大大減少,以維持足夠的離子平均自由程。
質(zhì)譜在四大有機(jī)譜里,是最靈敏的,而且又很容易與分離手段聯(lián)用,所以,就可以做到邊分離邊檢測(cè),適用于混合物,而且靈敏度很高。
那靈敏度高是怎么實(shí)現(xiàn)的呢?——就是要有很好的真空?。?!
所以,真空是質(zhì)譜的“心臟”和“靈魂”,沒有了真空,質(zhì)譜肯定歇菜羅!
測(cè)試儀器中,你要檢測(cè)一個(gè)物質(zhì),一定要用方法讓它用“電學(xué)”或“光學(xué)”儀器測(cè)到,歸根結(jié)底是用電路檢測(cè)到信號(hào),再用放大器等把信號(hào)引出檢測(cè)。所以,從樣品開始,你要先讓它變成電學(xué)可以測(cè)到的信號(hào),所以——你必須電離你的樣品!質(zhì)譜是高靈敏度的,意味著只有很少的離子進(jìn)入了下面的分析器。
電離完你的樣品,你要測(cè)量它,就進(jìn)入了質(zhì)譜分析器部分,把它變成和m/z有關(guān)的部分,在從分析器到達(dá)檢測(cè)器的長(zhǎng)長(zhǎng)的路程上,如果遇到很多雜質(zhì)離子,你的樣品離子一定會(huì)被擋回來,或者被撞散,沒有真空,你的離子大部分到不了檢測(cè)器。要消除這種阻力,就要把雜質(zhì)離子盡可能排掉。所以,最好的辦法就是清路障,抽真空。
檢測(cè)器部分仍舊是要在真空里的,道理同前。
最后,獲得好的真空就是要用很好的密封裝置,然后用泵(機(jī)械泵+分子蝸輪泵)把裝置內(nèi)的氣體抽走。生產(chǎn)工藝是關(guān)鍵,目前國(guó)內(nèi)還真的達(dá)不到。真空本身是一門學(xué)問。
19儀器分析—質(zhì)譜11在不破壞真空度的情況下,使樣品進(jìn)入離子源。氣體可通過儲(chǔ)氣器進(jìn)入離子源。易揮發(fā)的液體,在進(jìn)樣系統(tǒng)內(nèi)汽化后進(jìn)入離子源。難揮發(fā)的液體或固體樣品,通過探針直接插入離子源。2.進(jìn)樣系統(tǒng)20儀器分析—質(zhì)譜11SampleIntroduction:
DirectInsertionProbe(DIP)DirectinsertionprobeConceptuallyveryeasy,practicallyverytricky21儀器分析—質(zhì)譜11SampleIntroduction:
GasChromatography-MS(GC-MS)GCoutputtomassspectrometerSamplealreadyingasphase22儀器分析—質(zhì)譜11SampleIntroduction:
LiquidChromatography-MS(LC-MS)DirectinfusionofsampleinsolutionSyringepump:slowsteadyinfusionOutputfromHPLCSeparationandidentificationofcomponentsVastmajorityofsolutionissolventMustremovesolventto“see”analyteHistorically:extrapumpingandheatingApplicabletoelectrosprayionisationESI:seelater23儀器分析—質(zhì)譜11分子失去電子,生成帶正電荷的分子離子分子離子可進(jìn)一步裂解,生成質(zhì)量更小的碎片離子M+eM+.+2eM-.
小于1%M+.A+.++B+CD++.
中性分子或碎片R.50-70eV3.離子源24儀器分析—質(zhì)譜11◆質(zhì)量分析器是質(zhì)譜儀的核心◆不同類型的質(zhì)量分析器構(gòu)成不同類型的質(zhì)譜儀◆不同類型的質(zhì)譜儀其功能,應(yīng)用范圍,原理,
實(shí)驗(yàn)方法均有所不同。
4.質(zhì)量分析器
25儀器分析—質(zhì)譜115.檢測(cè)記錄系統(tǒng)
質(zhì)量分析器分離并加以聚焦的離子束,按m/z的大小依次通過狹縫,到達(dá)收集器。經(jīng)接收放大后被記錄。電腦26儀器分析—質(zhì)譜11IONIZINGMETHODSELECTRONIMPACT-HIGHENERGYELECTRONSABOUT70EV!!
CHEMICALIONIZATIONLOWENERGY27儀器分析—質(zhì)譜111.電子轟擊電離ElectronImpactIonization,EI2.化學(xué)離子化ChemicalIonization,CI3.場(chǎng)電離,場(chǎng)解吸FieldIonizationFD,FieldDesorptionFD4.快原子轟擊FastAtomBombardment,FAB5.電噴霧電離ElectrosprayIonization,ESI6.基質(zhì)輔助激光解析電離Matrix-AssistedLaserDesorptionIonization,MALDI7.大氣壓化學(xué)電離AtmosphericPressureChemicalIonization,APCI離子化的方法28儀器分析—質(zhì)譜11電子轟擊電離又稱為電子轟擊,或電子電離。是應(yīng)用最普遍,發(fā)展最成熟的電離方法。轟擊電壓50-70eV,有機(jī)分子的電離電位一般為7-15eV。可提供豐富的結(jié)構(gòu)信息。有些化合物的分子離子不出現(xiàn)或很弱1.電子轟擊電離EI29儀器分析—質(zhì)譜11ElectronIonization(EI)30儀器分析—質(zhì)譜1131儀器分析—質(zhì)譜11AMassSpectrometer32儀器分析—質(zhì)譜1133儀器分析—質(zhì)譜1134儀器分析—質(zhì)譜1135儀器分析—質(zhì)譜1136儀器分析—質(zhì)譜11
離子室內(nèi)的反應(yīng)氣(甲烷等;10~100Pa,樣品的103~105倍),電子(100~240eV)轟擊,產(chǎn)生離子,再與試樣分離碰撞,產(chǎn)生準(zhǔn)分子離子。最強(qiáng)峰為準(zhǔn)分子離子;譜圖簡(jiǎn)單;不適用難揮發(fā)試樣;++氣體分子試樣分子+準(zhǔn)分子離子電子(M+1)+;(M+17)+;(M+29)+;2.化學(xué)電離
(ChemicalIonization,CI)37儀器分析—質(zhì)譜113a.場(chǎng)致電離FieldIonization
FieldDesorption(FI,F(xiàn)D)電壓:7-10kV;d<1mm;強(qiáng)電場(chǎng)將分子中拉出一個(gè)電子;分子離子峰強(qiáng);碎片離子峰少;不適合化合物結(jié)構(gòu)鑒定;陽極+++++++++++++陰極d<1mm38儀器分析—質(zhì)譜11
當(dāng)樣品蒸汽接近或接觸帶高正電位的金屬針時(shí),在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下發(fā)生電離。要求樣品分子處于氣態(tài),靈敏度不高,應(yīng)用逐漸減少。3b.場(chǎng)電離FI39儀器分析—質(zhì)譜11
樣品不需汽化,預(yù)先附在處理好的場(chǎng)離子發(fā)射體上,送入離子源,然后通以微弱電流,使樣品分子從發(fā)射體上解吸下來,并擴(kuò)散至高場(chǎng)強(qiáng)的場(chǎng)發(fā)射區(qū),進(jìn)行離子化。
適用于難汽化,熱不穩(wěn)定的樣品.如:糖類,肽類,金屬有機(jī)化合物,聚合物等。3c.場(chǎng)解吸FD
40儀器分析—質(zhì)譜11
惰性氣體Ar或Xe的原子首先被電離并被加速,使之具有高的動(dòng)能,在原子槍(atomgun)內(nèi)進(jìn)行電荷交換反應(yīng):
Ar+(高動(dòng)能的)+Ar(熱運(yùn)動(dòng)的)→Ar(高動(dòng)能的)+Ar+(熱運(yùn)動(dòng)的)高動(dòng)能的Ar或Xe原子束再轟擊樣品分子使其離子化
4.快原子轟擊
FastAtomBombardment(FAB)
41儀器分析—質(zhì)譜11FAB是目前廣泛使用的軟電離技術(shù),適用于難汽化,極性強(qiáng)的大分子。樣品用基質(zhì)調(diào)節(jié)后黏附在靶物上。
常用的基質(zhì)有甘油,硫代甘油,3-硝基芐醇,三乙醇胺等。
注意:FAB質(zhì)譜圖中會(huì)出現(xiàn)基質(zhì)分子產(chǎn)生的相應(yīng)的峰及基質(zhì)分子與樣品分子的結(jié)合峰。
例如:3-硝基芐醇作為基質(zhì)時(shí),會(huì)出現(xiàn)m/z154(MH),136(MH–H2O),289(MMH–H2O)的峰。42儀器分析—質(zhì)譜116Electrosprayionization43儀器分析—質(zhì)譜1144儀器分析—質(zhì)譜1145儀器分析—質(zhì)譜1146儀器分析—質(zhì)譜1147儀器分析—質(zhì)譜1148儀器分析—質(zhì)譜1149儀器分析—質(zhì)譜1150儀器分析—質(zhì)譜1151儀器分析—質(zhì)譜1152儀器分析—質(zhì)譜1153儀器分析—質(zhì)譜1154儀器分析—質(zhì)譜1155儀器分析—質(zhì)譜1156儀器分析—質(zhì)譜1157儀器分析—質(zhì)譜1158儀器分析—質(zhì)譜11基質(zhì)輔助激光解析離子源759儀器分析—質(zhì)譜11
MALDI可使熱敏感或不揮發(fā)的化合物由固相直接得到離子。
待測(cè)物質(zhì)的溶液與基質(zhì)的溶液混合后蒸發(fā),使分析物與基質(zhì)成為晶體或半晶體,用一定波長(zhǎng)的脈沖式激光進(jìn)行照射時(shí),基質(zhì)分子能有效的吸收激光的能量,使基質(zhì)分子和樣品分子進(jìn)入氣相并得到電離。
MALDI適用于生物大分子,如肽類,核酸類化合物??傻玫椒肿与x子峰,無明顯碎片峰。此電離方式特別適合于飛行時(shí)間質(zhì)譜計(jì)?;|(zhì)輔助激光解析電離
Matrix-AssistedLaserDesorptionIonization(MALDI)60儀器分析—質(zhì)譜11Astandard384wellMALDIsampleplate61儀器分析—質(zhì)譜1162儀器分析—質(zhì)譜1163儀器分析—質(zhì)譜1164儀器分析—質(zhì)譜11為什么基質(zhì)重要?基質(zhì)對(duì)于稀釋和分散待測(cè)物質(zhì)是非常必要的對(duì)于離子化的待測(cè)物質(zhì)或其他中性分子,它的功能是能量介質(zhì)通過質(zhì)子的離子化,形成一種活性狀態(tài)。65儀器分析—質(zhì)譜1166儀器分析—質(zhì)譜1167儀器分析—質(zhì)譜11離子源技術(shù)比較MALDI多用于極性/帶電荷的肽可耐鹽適用于復(fù)雜基質(zhì)必須離線分析由于基質(zhì)吸附相對(duì)分辨率低基質(zhì)<1000m/z光偶聯(lián)和衰減NobelPrizeinChemistry,2002ESI多用于非極性的肽.對(duì)鹽敏感對(duì)復(fù)雜基質(zhì)耐受性低需要專業(yè)人士操作和維護(hù)可與μLC聯(lián)用NobelPrizeinChemistry,200268儀器分析—質(zhì)譜11Niggardspectra(polymeradditive),obtainedbynegativeAPCI(A),negativeAPCIwithinsourcefragmentation(B),electronimpactionisation(C).69儀器分析—質(zhì)譜1170儀器分析—質(zhì)譜1171儀器分析—質(zhì)譜1172儀器分析—質(zhì)譜1173儀器分析—質(zhì)譜1174儀器分析—質(zhì)譜11Separateionsaccordingtom/zratioFivebasictypesofanalyser: 1) Magneticsector(electrostatic) 2) Quadrupole 3) Iontraps 4) Timeofflight 5) FTICR質(zhì)量分析器
MassAnalysers75儀器分析—質(zhì)譜11質(zhì)譜儀的主要技術(shù)指標(biāo)
質(zhì)量范圍:指質(zhì)譜儀所檢測(cè)的單電荷離子的質(zhì)核比范圍分辨率(R):分辨率是質(zhì)譜計(jì)分開相鄰兩離子質(zhì)量的能力。
分辨率(R
)是兩峰間的峰谷為峰高的10%時(shí)的測(cè)定值,即兩峰各以5%的高度重疊。R=m/m
m為質(zhì)譜計(jì)可分辨的相鄰兩峰的質(zhì)量差m為可分辨的相鄰兩峰的平均質(zhì)量76儀器分析—質(zhì)譜11MassAnalysers:
FactorstoConsiderUppermasslimit:Highestm/zthatcanbedetectedMaybeoffsetbymultiplechargesResolution:Distinctsignalsforsimilarm/zratiosTransmission:Ratioofionsreachingdetector:ionsproducedCost77儀器分析—質(zhì)譜11MassAnalysers:
Resolution(ResolvingPower)Abilitytoresolvetwosignalsofsimilarm/zResolvedifvalleyis<10%Higherresolution:greateraccuracye.g.R=20,000:
Separate m/z100.0000 from m/z100.0050Accuracyneeded:HighResolutionMassSpectrometry(HRMS)DetermineelementalcompositionofanionVitaltoconfirmstructure78儀器分析—質(zhì)譜11MassAnalysers:
CalculationofResolution:RResolution=MassMassdifferenceR=M/DMM=M1?M2(500)DM=M2-M1(1)R=500/1=50079儀器分析—質(zhì)譜11MassAnalysers:
HighResolutionMassSpectrometryHRMSoraccuratemassdeterminationDetermineselementalcompositionConsidertwoions: 1) [C24H19N]+: nominalmass:321 2) [C21H23NS]+: nominalmass:321UsingC=12,H=1,N=14andS=32Canwedifferentiatethesetwoions?Needtocalculatethemonoisotopicaccuratemass80儀器分析—質(zhì)譜11MassAnalysers:
HRMS:AnExampleExactmassofmostabundantisotope(monoisotpoic)C=12.0000,H=1.0078,N=14.0031,S=31.9721 1) [C24H19N]+:accuratemass:321.1513=321/(321.1546-321.1513)=97,273MassspectrometerwithR?100,000candistinguishbetweenthesetwoions2) [C21H23NS]+:accuratemass321.1546R=M/DM81儀器分析—質(zhì)譜11離子分離只有正離子可在磁場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)的量與m/z有關(guān).信號(hào)的強(qiáng)度與離子撞擊檢測(cè)器的數(shù)量成正比。通過改變磁場(chǎng),所有質(zhì)量數(shù)的離子均可被收集和記錄。82儀器分析—質(zhì)譜11質(zhì)量分析器
1a.磁分析器,靜電分析器磁分析器-單聚焦質(zhì)譜計(jì)只有一扇形磁場(chǎng)的質(zhì)量分析器又稱為磁分析器。
加速后離子具有一定的動(dòng)能:(),該動(dòng)能是由離子在加速電場(chǎng)獲得的電勢(shì)能(zV)轉(zhuǎn)化的。83儀器分析—質(zhì)譜11MassSpectrometer
磁分析器=>84儀器分析—質(zhì)譜11TheMassSpectrumMassesaregraphedortabulatedaccordingtotheirrelativeabundance.=>85儀器分析—質(zhì)譜111b.雙聚焦分析器離子源收集器磁場(chǎng)電場(chǎng)S1S2+-方向聚焦:
相同質(zhì)荷比,入射方向不同的離子會(huì)聚;能量聚焦:
相同質(zhì)荷比,速度(能量)不同的離子會(huì)聚;
質(zhì)量相同,能量不同的離子通過電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí),均產(chǎn)生能量色散;兩種作用大小相等,方向相反時(shí)互補(bǔ)實(shí)現(xiàn)雙聚焦;86儀器分析—質(zhì)譜11③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(tái)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(shí)間質(zhì)量分析器離子阱質(zhì)量分析器體積小,操作簡(jiǎn)單;分辨率中等;87儀器分析—質(zhì)譜112.四極質(zhì)量分析器–四極質(zhì)譜計(jì)
四極質(zhì)譜結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)廉,體積小,易操作,無磁滯現(xiàn)象,掃描速度快,適合于GC-MS,LC-MS。分辯率不高。+ElectronBeamABCSampleinIonBeam88儀器分析—質(zhì)譜11MassAnalysers:
QuadrupoleMassAnalysersRelativelycheapandcompactLow(unit)resolutionR?2,000Uppermasslimitofm/z?4,000CanbeoffsetbyuseofESI(multiplecharges)SimpletooperateandcontrolSimpleinterfacingwithinletsystemsGC,DIP,etc.Workhorsesofmassspectrometry89儀器分析—質(zhì)譜11quadrupolemassanalyzer/filter
四級(jí)桿分析器(四級(jí)桿濾質(zhì)器)90儀器分析—質(zhì)譜1191儀器分析—質(zhì)譜11Massfilteringand“scanning”
濾質(zhì)器(分析器)和掃描與TOF的分析器不同四級(jí)桿分析器是在特定的電壓頻率下,具有特定m/z的離子才可到達(dá)檢測(cè)器在實(shí)時(shí)分析時(shí)電壓是不斷變化的,這就是對(duì)離子束進(jìn)行掃描92儀器分析—質(zhì)譜11Tandemmassspectrometers
串聯(lián)質(zhì)譜兩個(gè)質(zhì)譜順序聯(lián)接離子先通過第一個(gè)質(zhì)譜再通過第二個(gè)質(zhì)譜。增加分辨率兩個(gè)質(zhì)譜間信號(hào)衰減93儀器分析—質(zhì)譜11Triple-sectorQuadrupole(Q/Q)
三重四級(jí)質(zhì)譜94儀器分析—質(zhì)譜11TypesofScansIProduct/daughterionscans子離子掃描LikePSDSector#1:filterforonespecificprecursor/parentSector#2:scanthefragments/products/daughters95儀器分析—質(zhì)譜11TypesofScansIIDynamicexclusion動(dòng)態(tài)排除自動(dòng)子離子掃描首先分析貢獻(xiàn)大的母離子,并收集MS2
的子離子然后排除這些母離子,然后分析低豐度的離子96儀器分析—質(zhì)譜11TypesofScansIIIPrecursor/parentscans母離子掃描Sector#2:settofilter/detectoneproduct/daughtermassSector#1:scantoIDtheparentresponsible97儀器分析—質(zhì)譜11TypesofScansIVNeutralloss中性丟失兩個(gè)質(zhì)譜順序掃描串聯(lián)掃描按照一個(gè)特定的質(zhì)量數(shù)(e.g.,80amu)尋找特定的母/子離子對(duì)
(e.g.,D=80amu:lossofphosphatefrompS/pT)98儀器分析—質(zhì)譜113.離子阱Iontrop99儀器分析—質(zhì)譜11電噴霧——離子阱質(zhì)譜100儀器分析—質(zhì)譜11101儀器分析—質(zhì)譜11102儀器分析—質(zhì)譜11103儀器分析—質(zhì)譜11104儀器分析—質(zhì)譜11IonTrapmassspectrometersI
離子阱離子被捕獲在一個(gè)穩(wěn)定的軌道中,并在磁/靜電瓶中富集場(chǎng)的改變可使特定的m/z離子被甩出到達(dá)檢測(cè)器.靈敏度極高,分辨率一般105儀器分析—質(zhì)譜11IonTrapmassspectrometersII也可改變場(chǎng)的頻率使特定的m/z的離子,撞到電極上淬滅(bequenched).而后使剩下的離子被甩出,到達(dá)檢測(cè)器106儀器分析—質(zhì)譜11IonTrapmassspectrometersIII或者在淬滅了部分離子后,將剩下具有特定m/z離子加速,產(chǎn)生高能量的碰撞和碎裂然后將這些碎片在甩出,到達(dá)檢測(cè)器分析107儀器分析—質(zhì)譜11IonTrapmassspectrometersIV(MS3).這次除了感興趣的子離子淬滅所用的離子然后將子離子進(jìn)一步碎裂,再將碎片甩出到分析器分析看進(jìn)行一次又一次的多重循環(huán)…Thesesequentialfragmentationsarelikephysical"sectors"108儀器分析—質(zhì)譜114.飛行時(shí)間質(zhì)譜109儀器分析—質(zhì)譜11110儀器分析—質(zhì)譜11111儀器分析—質(zhì)譜11112儀器分析—質(zhì)譜11113儀器分析—質(zhì)譜11114儀器分析—質(zhì)譜1175.離子回旋115儀器分析—質(zhì)譜11116儀器分析—質(zhì)譜11Ioncyclotronresonance
離子回旋離子混合物被捕獲在“EM場(chǎng)瓶,”中,一個(gè)外加的磁場(chǎng)使離子沿環(huán)形軌道運(yùn)動(dòng)軌道的半徑與離子的m/z相一致。117儀器分析—質(zhì)譜11Ioncy
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