导图社区 质谱分析
在一定H,U下,不同m/z的离子其R不同;当R为仪器设置不变时,改变加速电压或磁场强度,则不同m/z的离子依次通过狭缝到达检测器,形成质谱。
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英语词性
生物必修一
质谱分析
概述
MS原理:一般采用高能粒子束使已气化的分子离子化或将固态或液态试样直接转变成气态离子,将分解出的阳离子加速导入质量分析器中,然后按质荷比的大小顺序进行收集和记录下来,即得到质谱图。根据质谱图中峰的位置,可以进行定性和结构分析;根据峰的强度,可以进行定量分析
特点
它是至今唯一可以确定物质分子质量的方法
灵敏度高,样品用量少
基本公式
Hzv=mv½
1/2mv²=ZU
m/z=H²R²/2U
质谱仪部件
真空系统
为了降低背景以及减少离子间或离子与分子间碰撞,离子源、质量分析器及检测器必须处于高真空状态。
进样系统
目的:高效重复地将样品引入到离子源中,并且不能造成真空度的降低
类型
间歇式进样系统
气体、液体和中等蒸汽压的固体样品
直接探针进样
高沸点液体及固体
优点是引入样品量少,样品蒸汽压可以很低;可以分析复杂有机物;应用更广泛
色谱进样系统
离子源或电离室
电子轰击源(EI)
EI是应用最为广泛的离子源,主要用于挥发性样品的电离
电离效率高,灵敏度高
离子碎片多,结构信息丰富
结构简单,控温方便
样品必须易于气化,不适合极性大、热不稳定化合物
分子离子峰强度较弱或不出现
化学电力源(CI)
有些化合物稳定性差,用EI方式不易得到分子离子,这时采用CI软电离
CI源工作过程要引入一种反应气体,气体经过电子轰击,产生离子,再与试样相互碰撞,产生准分子离子。反应气体可以是甲烷,异丁烷,氨等
优点
准分子离子峰强度高,便于推算分子量
色质联用仪器,载气不必除去
反映异构体的差别较EI谱要好些
缺点
碎片离子峰少,强度低;不适用于难挥发样品
场致电离源(FI)
强电场将分子中拉出一个电子;分子离子峰强;碎片离子峰少;不适合化合物结构鉴定;电离快速;适合于和气相色谱联机
局限性
要求样品分子处于气态,灵敏度不高,应用逐渐减少
快原子轰击(FAB)
一般用作磁式质谱的离子源;电离过程不需要加热汽化,适合于大分子量,难气化,热稳定性差的样品
混合物中共存物质干扰,常常会抑制分析物的离子化,造成灵敏度下降甚至根本没有信号产生
质量分离器或质量分析器*
将离子源产生的离子按m/z的大小分离聚焦
种类
单聚焦分离器
在一定H,U下,不同m/z的离子其R不同;当R为仪器设置不变时,改变加速电压或磁场强度,则不同m/z的离子依次通过狭缝到达检测器,形成质谱
仅用一个扇形进行质量分析,分辨率不高;方向聚焦
双聚焦分离器
进入离子源的离子初始能量不为零,且能量各不相同,加速后离子能量也不相同,运动半径差异,难以完全聚焦,故加一静电场Ee,实现能量分散:对于动能不同的离子,通过调节电场能,达到聚焦的目的
分辨率高;方向聚焦,能量聚焦
四级质量分析器(Q)
结构简单,价廉,体积小,易操作,无磁滞现象,扫描速度快。质量范围窄,分辨率不高
时间飞行质量分析器(TOF)
利用相同能量的带电离子,由于质量差异速度不同,实现不同质量离子以不同时间通过相同的漂移距离到达接收器
适用于生物大分子,灵敏度高,扫描速度快,质量范围宽,结构简单造价低廉。
离子阱分析器(TRAP)
结构简单易于操作价格低廉,灵敏度高,适于小型联用仪器
离子检测器和记录系统
质谱仪主要性能指标
质量测定范围
所能分析样品的相对原子质量或相对分子质量,用u进行度量
分辨本领
对两个相等强度的相邻峰,当两峰间峰谷不大于其峰高10%时,则认为两峰已经分开。R=m₁/m₂-m₁(m₂>m₁)
在实际工作中,任选一单峰,测其峰高5%处的峰宽W,可当作上式中的m₂-m₁,R=m/W
灵敏度
应用
相对分子质量的测定
分子式的确定
结构式的确定