Rneed
27.995 28.006 27.995
பைடு நூலகம்
2545
质谱仪的分辨率： Rsp=245/0.52=471
Rsp＜Rneed，
故不能满足要求。
质谱仪的分辨本领由几个因素决定：
1）、离子通道的半径； 2）、加速器与收集器狭缝宽度； 3）、离子源的性质。
质谱仪的分辨本领几乎决定了仪 器的价格。分辨率在500左右的质谱 仪可以满足一般有机分析的要求，此 类仪器的质量分析器一般是四极滤质 器、离子阱等，仪器价格相对较低。
R
m1
m1
m2 m1 m
其中m1、m2为质量数，而且规定 m1＜m2，故在两峰质量数较小时，要求 仪器分辨率越大。
而在实际工作中，有时很难找到相 邻的且峰高相等的两个峰，同时峰谷又 为峰高的10％。在这种情况下，可任选 一单峰，测其峰高5％处的峰宽W0.05即 可当作上式中的Δm，此时分辨率定义 为:
质谱分析器的电磁场中，根据所选择 的分离方式，最终实现各种离子按m ／z进行分离。
（二）质谱仪的主要性能指标
1．质量测定范围 质谱仪的质量测定范围表示质谱仪 所能够进行分析样品的相对原子质量（ 或相对分子质量）范围，通常采用原子 质量单位（unified atomic mass unit， 符号u）进行度量。原子质量单位是由 12C来定义的，即一个处于基态的12C中 性原子的质量的1/12，即
2．进样系统
进样系统的目的是高效重复地将样品 引入到离子源中并且不能造成真空度的降 低。目前常用的进样装置有三种类型：间 歇式进样系统、直接探针进样及色谱进样 系统。一般质谱仪都配有前两种进样系统 以适应不同的样品需要，有关色谱进样系 统将在专门章节介绍。
（l）间歇式进样系统
该系统可用于气体、液体和中等蒸气 压的固体样品进样，典型的设计如下图所 示。
绝对灵敏度是指仪器可以检测到 的最小样品量；相对灵敏度是指仪器 可以同时检测的大组分与小组分含量 之比；分析灵敏度则指输入仪器的样 品量与仪器输出的信号之比。
（三）质谱仪的基本结构
质谱仪是通过对样品电离后产生的 具有不同m／z的离子来进行分离分析的 。质谱仪须有进样系统、电离系统、质 量分析器和检测系统。为了获得离子的 良好分析，必须避免离子损失，因此凡 有样品分子及离子存在和通过的地方， 必须处于真空状态。
（2）直接探针进样对那些在 间歇式进样系统的条件下无法变 成气体的固体、热敏性固体及非 挥发性液体试样，可直接引入到 离子源中，下图所示为一直接引 入系统。
R = m/W0.05
如果该峰是高斯型的，上述两式计 算结果是一样的。
【例21．1】要鉴别N+2（m/z为 28．006）和CO+（m/z为27．995）两个 峰，仪器的分辨率至少是多少? 在某质谱 仪上测得一质谱峰中心位置为245u，峰 高5％处的峰宽为0.52u，可否满足上述要 求？
解: 要分辨N+2和CO+，要求质谱仪 分辨率至少为：
通过可拆卸式的试样管将少量（10 ～ 100μg）固体和液体试样引入试样贮存器 中，由于进样系统的低压强及贮存器的加 热装置，使试样保持气态。实际上试样最 好在操作温度下具有1.3～0.13Pa的蒸气压 。
由于进样系统的压强比离子源的 压强要大，样品离子可以通过分子漏 隙（通常是带有一个小针孔的玻璃或 金属膜）以分子流的形式渗透过高真 空的离子源中。
1u
1 12
(
12.00000 g12C / mol 12C 6.02214 10 23 12C原子 / mol
12C
）
=1.66054×10-24g/12C原子 =1.66054×10-27kg/12C原子
而在非精确测量物质的场合，常 采用原子核中所含质子和中子的总数 即质量数来表示质量的大小，其数值 等于其相对质量数的整数。
测定气体用的质谱仪，一般质量 测定范围在2～100，而有机质谱仪一 般可达几千。现代质谱仪甚至可以研 究相对分子质量达几十万的生化样品 。
2．分辨本领
所谓分辨本领，是指质谱仪分开相 邻质量数离子的能力，一般定义是：对 两个相等强度的相邻峰，当两峰间的峰 谷不大于其峰高10％时，则认为两峰已 经分开，其分辨率
(一) 质谱仪的工作原理
质谱仪是利用电磁学原理，使带电 的样品离子按质荷比进行分离的装置。 离子电离后经加速进入磁场中，其动能 与加速电压及电荷Z有关，即
。
zeU 1 m 2
2
其中z为电荷数，e为元电荷 （e=1.60×10-19C），U为加速电压， m为离子的质量，υ为离子被加速后的 运动速度。具有速度υ的带电粒子进入
若要进行准确的同位素质量及有 机分子质量的准确测定，则需要使用 分辨率大于10000的高分辨率质谱仪， 这类质谱仪一般采用双聚焦磁式质量 分析器。目前这种仪器分辨率可达 100000，当然其价格也将会是低分辨 率仪器的4倍以上。
3．灵敏度
质谱仪的灵敏度有绝对灵敏度、相 对灵敏度和分析灵敏度等几种表示方法。
1．真空系统
质谱仪的离子产生及经过系统必须 处于高真空状态（离子源真空度应达 l．3×10-4～l．3×10-5Pa，质量分析器中 应达l．3×10-6Pa）。若真空度过低，则 会造成离子源灯丝损坏、本底增高、到反 应过多，从而使图谱复杂化、干扰离子源 的调节、加速极放电等问题。一般质谱仪 都采用机械泵预抽真空后，再用高效率扩 散泵连续地运行以保持真空。现代质谱仪 采用分子泵可获得更高的真空度。
第七章 质 谱 法
（Mass Spectrometry MS）
质谱法是通过将样品转化为运动的 气态离子并按质荷比(M／Z)大小进行 分离并记录其信息的分析方法。所得结 果以图谱表达，即所谓的质谱图（亦称 质谱，Mass Spectrum）。
根据质谱图提供的信息可 以进行多种有机物及无机物的 定性和定量分析、复杂化合物 的结构分析、样品中各种同位 素比的测定及固体表面的结构 和组成分析等。
从二十世纪六十年代开始，质谱
法更加普遍地应用到有机化学和生物 化学领域。化学家们认识到由于质谱 法独特的电离过程及分离方式，从中 获得的信息是具有化学本性，直接与 其结构相关的，可以用它来阐明各种 物质的分子结构。正是由于这些因素 ，质谱仪成为多数研究室及分析实验 室的标准仪器之一。
7-l 质谱仪