(波普解析)质谱(MS)
电子轰击电离法是最经典常规的方法,是一种‘硬’ 电离方法, 是一种将样品的汽化与离子化分别发生的典 型方法 。
M + e M+. + 2e
1. 电子轰击电离 (Electron Impact Io+nization EI)
M + e M .+ 2e
分子离子
•产生的离子被离子源中的排斥电极推出离子源,然后被加速电 压送出离子源进入质量分析器。 •由于电子动能的一部分转移到分子内部,使分子内部能量过剩, 产生碎片离子。
(波普解析)质谱(MS)
有机化合物波谱分析——质谱
质谱
Mass Spectrum
UV IR NMR MS
质谱的突出优点: ◆灵敏度远远超过其他方法,样品的用量不断的下降。 ◆唯一可以确定分子式的方法,分子式对推测结构至关 重要。为推测结构,若无分子式,一般至少也需知道未 知物的分子量 。
第一节 质谱的基本知识
在CI离子源中,用电子轰击导入的反应气体,使其离子化。 以甲烷反应气为例,部分反应为:
2. 质谱的基本原理
质谱仪器的核心是质量分析器。
2. 质谱的基本原理 了解
单聚焦质量分析器
在离子源中各种离子被加速电压加速,获得动能:
zeV=1/2mv2 (1)
V:加速电压 v:被加速后的速度 m:离子质量 ze:离子所带电荷(e为电子所带电荷,z为正 整数)
2 . 质谱的基本原理 被加速后的离子进入磁场 ,离子运动方向和磁力 线方向垂直。在磁场中,离子受磁场的作用力作 圆周运动。
质量分析器:将离子按不同质荷比(m/z)大小分离,是质谱 计的核心 。
1. 仪器简介
真空系统
了解
进样系统 离子源 质量分析器 检测接收器
控制及数据处理系统
检测接收器:检测各种质核比的离子并将电信号放大的装置。
控制及数据处理系统::处理并给出分析结果, 现代计算机还 可以控制 质谱仪进行各项工作。
真空系统:利用机械泵, 扩散泵或分子泵等, 抽取离子源和 分析器的空气并达到高真空。
(6)亚稳离子(metastable ion)
从离子源出口到达检测器之间产生的离子 。
(7)奇电子离子(odd-electron ion)和偶电子离子 (even-electron ion )
具有未配对电子的离子称为奇电子离子。 不具有未配对电子的离子称为偶电子离子。
5. 有机质谱中的各种离子
(8)多电荷离子(multiply-charged ion)
1. 仪器简介 2. 质谱的基本原理 3. 质谱仪器主要指标 4. 质谱图 5. 有机质谱中的各种离子
1. 仪器简介
了解
真空系统
质谱仪
进样系统 离子源 质量分析器 检测接收器
控制及数据处理系统
进样系统:将分析样品导入离子源的装置;当质谱计与色 谱仪联机时,进样系统则由它们的界面所代替。
离子源:使被测样品分子离子化成为带电离子的装置, 并对离子进行 加速使其进入分析器 。
广义的碎片离子包含由分子离子碎裂而产生的一切离 子。狭义的碎片离子指由简单的断裂产生的离子。
(4)重排离子(rearragement ion)
经重排反应产生的离子,其结构并非原来分子的结构 单元。
5. 有机质谱中的各种离子
(5)母离子(parent ion)与子离子(daughter ion)
任何一离子进一步产生了某离子,前者称为母离子,后者 称为子离子。
2.化学电离法(CI, chemical ionization)
CI法亦是一种样品的汽化与离子化分别发生的电 离法典型。
不适合对热易分解的化合物,但是,因为要利用 离子分子反应来实现离子化,因此是‘软电离’ 法。
可以说是其它‘软电离’法,FAB、MALDI、 APCI等的基础。
2.化学电离法(CI, chemical ionization)
R=M /ΔM
(3)灵敏度(sensitivity) 仪器出峰的强度与所用样品量之间的关系。
4. 质谱图
质谱图由横坐标、纵坐标和棒线组成。 横坐标标明离子质荷比(m/z)。 纵坐标标明离子流的强度,常用相对丰度表示。 棒线代表不同质荷比的离子。 图谱中最强的一个峰称为基峰,将它的强度定为100。
丁 酮 的 质 谱 图
失掉两个以上电子的离子是多电荷离子。
(9)同位素离子(isotopi源自 ion)当元素具有非单一同位素组成时,电离过程产生同位素离 子。
第二节. 质谱的电离过程
1. 电子轰击电离 2. 化学电离法 3. 快原子轰击法 4. 基质辅助激光解吸电离 5. 大气压电离
1. 电子轰击电离 (Elecron Impact Ionization EI)
1. 电子轰击电离 (Electron Impact Ionization, EI)
优点
(1)质谱图重现性好,便于计算机检索及 相互对比。
(2)含有较多的碎片离子信息,这对于推 测未知结构是非常必要的。
缺点
当样品分子稳定性不高时,分子离子峰的强 度低,甚至没有分子离子峰。当样品分子不 能气化或遇热分解时,则更没有分子离子峰。
zevB = mv2/rm (2)
B:磁感应强度 rm :离子在磁分析器中运动的曲率半径
2. 质谱的基本原理
zeV=1/2mv2 (1) zevB = mv2/rm (2)
m/z = rm2 B2e/(2V)
2. 质谱的基本原理
m/z = rm2 B2e/(2V)
检测器装置于固定位置,即rm 为常数。 通过改变磁场强度B或加速电压(一般固定电压)进行扫描,
不同质量的离子依次检测记录. 按离子m/z的大小顺序排列,以线形峰的形式记录,横坐标
为m/z,纵坐标为离子强度(相对丰度)。
3. 质谱仪器主要指标
(1)质量范围(mass range) 质谱仪所检测的离子的质核比范围。 (2)分辨率(resolution) 质谱仪分开相邻两离子质量的能力。如两种相邻离 子正好被分离,则该仪器的分辨率定义为:
5. 有机质谱中的各种离子 重点
(1)分子离子(molecular ion)
由样品分子电离而产生,标为M+. 。
(2)准分子离子(quasi- molecular ion )
[M+H]+ 、[M-H]+ 称为准分子离子。[M+X]+ 称为加 和离子,也可称为准分子离子。
(3)碎片离子(fragment ion)