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文档之家› 武汉大学分析化学 第23章 分子质谱法PPT课件
武汉大学分析化学 第23章 分子质谱法PPT课件
电子轰击源电离效率高,能量分散小,结构简单,操作方便, 工作稳定可靠,产生高的离子流,因此灵敏度高。
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23.3.3.2.化学电离源
化学电离源(Chemical Ionization Sources, CI )和电子轰击电离 源主要差别在于CI源工作过程中要引进一种反应气体。
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23.3.3.3.场电离源
基质必须满足下列要求:能强烈的吸收激光的辐照,能较好 的溶解样品并形成溶液。
MALDI特别适合于飞行时间质量分析器 (TOF),组成MALDITOF质谱仪。MALDI属于软电离技术,它比较适用于分析生物大 分子,如肽、蛋白质、核酸等,对一些相对分子质量处于几千到几 十万之间的极性的生物聚合物,可以得到精确的分子量信息。 16
23.3.4.质量分析器
质量分析器(Mass analyzer) 的作用是将离子源产生的离子按 质荷比(m/z)顺序分离。 23.3.4.1.磁分析器 1.扇形磁场和扇形电场的离子光学性质
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23.3.3.6. 激光解吸电离源
激光解吸电离源(Laser Desorption Ionization Sources,LD) 是一种结构简单、灵敏度高的新电离源。它利用一定波长的脉冲 式激光照射样品使样品电离,被分析的样品置于涂有基质的样品 靶上,脉冲激光束经平面镜和透镜系统后照射到样品靶上,基质和 样品分子吸收激光能量而气化,激光先将基质分子电离,然后在 气相中基质将质子转移到样品分子上使样品分子电离。激光电离 源需要有合适的基质才能得到较好的离子产率。因此,这种电离 源通常称为基质辅助激光解吸电离(Matrix-Assisted Laser Description /Ionization, 简称MALDI)。
从20世纪60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的
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。
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23.1.2.分子质谱与原子质谱比较
分子电离后形成的离子经电场加速从离子源引出, 加速电场中获得的电离势能z e U转化成动能[Kinetic Energy,KE,SI单位为焦尔(J)]1/2 m2,两者相等,即
具有速度的带电粒子进入质谱分析器的电磁场中, 就存在沿着原来射出方向直线运动的离心力(m2/R)和 磁场偏转的向心力(Bze)作用,两合力使离子呈弧形运 动,二者达到平衡:
仪器装有专用PFK标准样进样系统。
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23.3.3. 离子源 按照样品的离子化过程,离子源(Ion Sources)主
要可分为气相离子源和解析离子源。 按照离子源能量的强弱,离子源可分为硬离子源和
软离子源。 分子质谱仪器的离子源种类繁多,现将主要的离子
源逐一介绍。
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23.3.3.1.电子轰击源
电子轰击源(Electron-Impact Soures ,EI)应Байду номын сангаас最为广泛,主 要用于挥发性样品的电离。
第二十三章 分 子 质 谱 法
(Molecular Mass Spectrometry)
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。
场电离源(Field ionization Sources, FI)是应用强电场诱导样品 电离的一种离子化方式。
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23.3.3.4.场解吸电离源
场电离源分子需气化后电离, 不适用于难挥发、热不稳定的有机 化合物。因而发展出场解吸电离源 (Field desorption Ionization Sources, FD),使用了和场电离源相似的多 针尖发射场。
样品无需气化再电离,特别适 于非挥发性、热不稳定的生物样品 或相对分子质量高达100,000的高 分子物质。样品的电离行为较为简 单,所获得的质谱信号也大大简化, 常常只看到分子离子峰或是质子化 的准分子离子峰。
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23.3.3.5.快原子轰击源
快原子轰击源(Fast Atomic bombardment Sources, FAB)主 要用于极性强、高分子量的样品分析。
复性的条件下,将样品引入离子源。 23.3.2.1. 加热进样
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23.3.2. 进样系统 23.3.2.2. 直接进样
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23.3.2. 进样系统
23.3.2.3.色谱进样
质谱仪通常会与气相色谱、液相色谱等仪器联用, 用于分离和检测复杂化合物的各种组分。将色谱分离后 的流出组分通过适当的接口引入质谱系统,称之为色谱 进样。
23.3.2.4. 标准进样
有机质谱一般以全氟煤油(Perfluorokerosene,PFK)
为仪器质量标准样品。PFK从69至1200分子相对质量以
上,几乎每隔12个质量有一个特征峰,主要特征峰的精
确质量均已测定。由于PFK的记亿效应较强,如用加热
进样或直接进样系统进样,容易造成污染。因此,不少
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23.2. 质谱法的基本原理和方程
整理后得:
离子在磁场作用下运动轨道半径为:
R 144 mU Bz
m/ z K B2
U
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23.3.质谱仪器 分子质谱仪器仪器由进样系统、离子源、质量分析
器、检测器、真空系统及电子、计算机控制和数据处理 系统等组成。
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23.3.2. 进样系统 进样系统的目的是在不破坏真空环境、具有可靠重
分子质谱和原子质谱的原理和仪器总体结构基本相同, 但因研究对象不同,其仪器各部分结构、技术和应用与 原子质谱有很大差别。
1. 获得的信息量大 2. 进样方式多样化 3. 多种离子化技术 4. 质量范围不同 5. 发展历程差异
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23.1.3.分子质谱表示法
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23.2. 质谱法的基本原理和方程
质谱不是光谱,是物质的质量谱。质谱中没有波长 和透光率,而是离子流或离子束的运动,有类似于光学 中的聚焦和色散等离子光学概念。