有機(jī)質(zhì)譜儀簡(jiǎn)介

1、測(cè)試中心人員和分工1有機(jī)質(zhì)譜儀簡(jiǎn)介2目 錄一、 質(zhì)譜儀構(gòu)造二、 電離方式三、 常用質(zhì)量分析器特點(diǎn)四、 質(zhì)譜送樣要求五、 有機(jī)質(zhì)譜應(yīng)用3一、 儀器構(gòu)造1. 質(zhì)譜儀定義： 不帶電荷的有機(jī)化合物分子電離后 形成帶電離子，這些離子按質(zhì)荷比（m/z 或m/e）由小到大的順序排列而成的圖譜，稱有機(jī)質(zhì)譜 獲得有機(jī)質(zhì)譜的儀器稱為有機(jī)質(zhì)譜儀42.儀器構(gòu)造離子源質(zhì)量分析器檢測(cè)器控制終端EI 四極桿(Quadruple) 光電倍增管FD 離子阱(Ion Trap) 電子倍增器FAB 磁場(chǎng)(Magnet)ESI 飛行時(shí)間（TOF）APCI 離子回旋共振（FT-ICR）APPI 串聯(lián)質(zhì)量分析器MALDI 不同離子源與不

2、同質(zhì)量分析器組合,構(gòu)成檢測(cè)功能、檢測(cè)質(zhì)量數(shù)范圍、適于分析化合物不相同的質(zhì)譜儀5分析測(cè)試中心擁有的質(zhì)譜儀VG AutoSpec 3000 6二、 電離方式(或離子源) 離子源不同,電離機(jī)理不同,適于分析的化合物也不相同 反之,做質(zhì)譜分析前,應(yīng)粗略判斷待測(cè)有機(jī)化合物類型,以便有效地選擇離子源71. EI離子源(電子轟擊)EI: Electron Impact 離子的形成： 樣品（溶液或固體，放入樣品杯） 在電離盒中受熱 氣化分子 受20-70eV電子流撞擊 失去一個(gè)外層電子 正電荷分子離子 裂解 碎片離子文獻(xiàn)：1）Aston, F. W.(1919), Phil. Mag., 38, 707. 2

3、) Dempster, A. J.(1918), Phys. Rev., 11, 316. 3) Nier, A. O.(1947), Rev. Sci. Instrum., 18, 398.圖譜特征： 分子離子、碎片離子82. FAB離子源(快原子轟擊)FAB: Fast atom bombardment 離子形成過(guò)程： 樣品（溶液）+ 基質(zhì)（甘油Gly, MW92或間-硝基芐醇MNBA, MW153 ） 涂抹于惰性金屬靶表面 液膜 受離子流（Cs+）撞擊 發(fā)生離子-分子反應(yīng)（電荷交換、 質(zhì)子轉(zhuǎn)移） 離子濺射 施加引出電壓（ + 、 - ） 帶電荷離子文獻(xiàn)： 1）Cotter, R. J.(

4、1980), Anal. Chem., 52, 1767. 2) Udseth, H. R.(1981), Anal. Chem., 53, 29.圖譜特征：準(zhǔn)分子離子 M+1 + 或 M-1 - 、碎片離子、倍峰離子、 加合離子93. ESI離子源(電噴霧電離)ESI: Electrospray ionization 離子形成過(guò)程： 樣品溶液 1）擠壓泵注射; 2）流動(dòng)注射; 3）LC 噴霧針（加3-4KV高電壓，針口處置1根放電電極） 霧狀帶電液滴 去溶劑，液滴變小、表面電荷密度增大、同電荷相斥 帶電離子（從液滴釋放出來(lái)）文獻(xiàn)：1) Mann, M.(1990), Org. Mass Sp

5、ectrom., 25, 575. 2) *Fenn, J. B.(1990), Mass Spectrom. Rev., 9, 37.圖譜特征：準(zhǔn)分子離子M+1+ 或M-1- 、加合離子nM+Na + 、 多電荷離子 104. APCI離子源(大氣壓化學(xué)電離)APCI : Atmospheric Pressure Chemical Ionization 離子形成過(guò)程： 樣品溶液+誘導(dǎo)溶劑(水、氨水、銨鹽、氧等) 注射 受熱霧化器（加1-2KV高電壓，其中置1根放電電極） 誘導(dǎo)溶劑被電離 樣品分子與誘導(dǎo)溶劑離子碰撞 引發(fā)質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng) 質(zhì)子化離子文獻(xiàn)：Huertas,M.L. and Fonta

6、n,J. (1975) Evolution Times of Tropospheric Positive Ions,Atmospheric Environ. 9,1018.圖譜特征：準(zhǔn)分子離子M+1 + 或M-1- 、加合離子115. APPI離子源( 大氣壓光化學(xué)電離)APPI: Atmospheric pressure photoionization 離子形成過(guò)程： 樣品溶液+光誘導(dǎo)溶劑(甲苯) 注射 受熱霧化器 溶劑分子被氪光管發(fā)射的光子電離 樣品分子與光誘導(dǎo)溶劑離子碰撞 引發(fā)質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng) 質(zhì)子化離子文獻(xiàn)：Revelskii,I. A. (1991),Chem. Physichem. M

7、ethods Anal.,243-248.圖譜特征：準(zhǔn)分子離子M+1 + 、加合離子 126. MALDI離子源(基質(zhì)輔助式激光解析電離 )MALDI: Matrix assisted laser desorption ionization 離子形成過(guò)程： 樣品溶液 滴加 點(diǎn)加基質(zhì)的靶點(diǎn)(基質(zhì)常用芥子酸CAC) （1個(gè)樣品盤(pán)通常設(shè)100個(gè)靶點(diǎn)） 激光照射靶點(diǎn) 離子濺射 施加引出電壓（ + 、 - ） 帶電荷離子文獻(xiàn)：1）Karas,M. (1989),Int. J. Mass Spectrom. Ion Processes, 92,231. 2) Karas,M. (1988),Anal. C

8、hem.,60,2299.圖譜特征：準(zhǔn)分子離子M+1+或M-1- 、加合離子M+Na13常用離子源選擇依據(jù)電離方式 適合測(cè)定的有機(jī)化合物類型離子出現(xiàn)型式 EI易揮發(fā)、熱穩(wěn)定化合物 （萜類、生物堿、黃酮、香豆素）M+,較多碎片離子 FAB所有類型化合物(MW3,000Da) FAB+，弱極性和中等極性化合物 FAB -，配糖體、羧酸、多酚M+1+,M-1-,較少碎片離子 ESI中等極性和強(qiáng)極性化合物 (MW100,000Da) ESI+ 、-選擇等同于FAB+ 、-M+1+,M-1-, M+Na+ APCI 中等極性化合物(MW10,000Da) APCI + 、-選擇等同于FAB+ 、-M+1

9、+,M-1-,加合離子 APPI 弱極性化合物(MW3,000Da) (長(zhǎng)鏈共軛烯烴)M+1+,加合離子 MALDI 熱不穩(wěn)定、大分子化合物(MW1,000,000Da)（蛋白質(zhì)、核酸、多糖） M+1+,M-1-, M+Na+14三、 常用質(zhì)量分析器特點(diǎn) 質(zhì)量分析器 可測(cè)質(zhì)量數(shù)范圍(Da)/分辨率 應(yīng)用 四極桿 0 1,100/1,000測(cè)分子量;與EI聯(lián)用,可發(fā)現(xiàn)裂解位點(diǎn)、可檢索(帶NIST譜庫(kù)) 離子阱 0 2,000/1,000測(cè)分子量;發(fā)現(xiàn)裂解位點(diǎn)(做多級(jí)質(zhì)譜) 磁場(chǎng) 0 10,000/60,000測(cè)分子量;測(cè)分子式;與EI、FAB聯(lián)用,發(fā)現(xiàn)裂解位點(diǎn) 飛行時(shí)間 0 20,000/100

10、,000測(cè)分子量;測(cè)分子式 離子回旋共振 0 1,000,000/300,000測(cè)分子量;測(cè)分子式;發(fā)現(xiàn)裂解位點(diǎn)(做多級(jí)質(zhì)譜) 串聯(lián)質(zhì)量分析器取決于使用的單個(gè)質(zhì)量分析器發(fā)現(xiàn)裂解位點(diǎn)(做碰撞誘導(dǎo)裂解CID)15串聯(lián)質(zhì)譜原理1. 啟動(dòng)CID (碰撞誘導(dǎo)裂解)設(shè)施: 碰撞氣(常用氮?dú)饣蚝? 質(zhì)量分析器1(Q1)碰撞室質(zhì)量分析器2(Q2)2. 設(shè)定聯(lián)動(dòng)掃描(子離子掃描/母離子掃描/中性質(zhì)量丟失) Q1中選定離子ACIDQ2中檢測(cè)碎片離子B+C 子離子掃描：跟蹤某選定離子的裂解結(jié)果 母離子掃描：追尋某選定離子的來(lái)源 中性質(zhì)量丟失:尋找丟失某確定質(zhì)量數(shù)(如43)的離子16四、 質(zhì)譜送樣要求 嚴(yán)禁使用氘代溶劑溶解的樣品溶液 樣品量：0.011mg 填寫(xiě)使樣品易溶的溶劑，但事先不要溶解樣品 選擇合適的電離方式和需要的測(cè)試項(xiàng)目 選擇精確質(zhì)量測(cè)定時(shí)，務(wù)必提供化合物所含元素、原子個(gè)數(shù)或原子個(gè)數(shù)范圍17五、 有機(jī)質(zhì)譜應(yīng)用1.獲得有機(jī)化合物分子量1819202.獲得有機(jī)化合物分子式有效誤差10ppm或10mDa有效誤差10ppm或10mD