本科生質譜實驗課件

有機化合物準確分子量的測定2023/8/6有機化合物準確分子量的測定2023/7/30質譜發(fā)展史1898Wien發(fā)現(xiàn)帶正電荷的離子束在磁場中發(fā)生偏轉。1910Thompson使用簡單的電場-磁場組合裝置,獲得了拋物線族的質譜,證明了20Ne,22Ne兩種同位素的存在。1918

Dempster采用電子轟擊技術使分子離子化。

1919Aston制得了第一臺速度聚焦質譜儀。提出每種同位素的質子和中子在結合成原子核時,具有特定的質量虧損(并非整數(shù)值)。

50年代后

商品MS出現(xiàn),用于石油精煉和橡膠工業(yè)。質譜發(fā)展史1898Wien發(fā)現(xiàn)帶正概述質譜分析法：將試樣轉化為運動的樣品離子，利用不同離子在電場或磁場運動行為的差異，按其質荷比大小進行分離、檢測記錄的一種儀器分析方法。質譜圖：化合物分子通過一定方式裂解后生成的陽離子經(jīng)電場和磁場的綜合作用，按照樣品分子電離所產(chǎn)生碎片離子的質荷比及其強度作圖，并按質荷比（m/z）大小有序排列的譜。用途：測定相對分子量M；確定分子式；定量分析；推測結構；氣－質聯(lián)用、液－質聯(lián)用等。概述質譜分析法：將試樣轉化為運動的樣品離子，利用不同離子質譜儀質譜儀的基本組成高真空系統(tǒng)離子源（10-310-5Pa）；質量分析器（10-6Pa）質譜儀質譜儀的基本組成高真空系統(tǒng)離子源（10-310-5

質譜儀的工作流程

①通過合適的進樣裝置將樣品引入并進行氣化

②氣化后的樣品引入到離子源進行電離

③電離后的離子經(jīng)過適當?shù)募铀俸筮M入質量分析器

④離子在磁場或電場的作用下，按不同的M/Z進行分離

⑤對不同M/Z的離子流進行檢測、放大、記錄(數(shù)據(jù)處理)

⑥得到質譜圖進行分析質譜儀的工作流程

①通過合適的進樣裝置將樣品引入并進行高真空的原因(1)大量氧會燒壞離子源的燈絲；(2)用作加速離子的幾千伏高壓會引起放電；(3)引起額外的離子－分子反應，改變裂解模式，譜圖復雜化。高真空的原因(1)大量氧會燒壞離子源的燈絲；

質譜儀的主要部件及工作原理1、真空系統(tǒng)質譜儀的主要部件及工作原理1、真空系統(tǒng)2、進樣系統(tǒng)進樣系統(tǒng)類型原理適用對象加熱進樣將試樣先氣化然后進入高真空的離子源氣體、沸點低（小于500℃）且易揮發(fā)的液體、中等蒸汽壓固體試樣直接進樣通過切換閥建立一個臨時真空進樣通道，進樣桿將試樣引入離子源高沸點的液體及固體試樣（可獲得熱不穩(wěn)定化合物質譜圖）色譜進樣將色譜分離后的流出組分通過適當接口引入質譜系統(tǒng)有機試樣2、進樣系統(tǒng)氣體、沸點低（小于500℃）且易揮發(fā)的液93、離子源功能：將進樣系統(tǒng)引入的氣態(tài)樣品分子轉化成離子。

分子失去電子，生成帶正電荷的分子離子，分子離子可進一步裂解，生成質量更小的碎片離子。分類：1.軟電離(如ESI)：給樣品較小能量的電離方法，適用于易破碎或易電離的樣品。分子離子峰強度大，碎片離子峰少且強度低，質譜圖比較簡單，M易得。2.硬電離(如EI)：給樣品較大能量的電離方法。能使分析物處于高能量激發(fā)態(tài)，弛豫過程有鍵的斷裂，產(chǎn)生碎片得到官能團信息。93、離子源功能：將進樣系統(tǒng)引入的氣態(tài)樣品分子轉化成離子。離子阱質量分析器

離子阱質量分析器（IonTrapAnalyzer）是一種通過電場或磁場將氣相離子控制并儲存一段時間的裝置。

特點:結構小巧，質量輕，靈敏度高同時易于實現(xiàn)多級質譜功能。變化的射頻電壓陷入阱中的離子軌道會發(fā)生變化，從底端離開環(huán)電極腔而進入檢測器小孔離子阱質量分析器離子阱質量分析器（IonT114.2四極桿質量分析器

四極質譜結構簡單，價廉，體積小，易操作，無磁滯現(xiàn)象，掃描速度快，適合于GC-MS,LC-MS。分辯率不高。+ElectronBeamABCSampleinIonBeam當離子由電極間軸線方向進入電場后，會在極性相反的電極間產(chǎn)生振蕩。只有質荷比在一定范圍的離子，才可以圍繞電極間軸線作有限振幅的穩(wěn)定震蕩運動，并到達接收器。只要有規(guī)律地改變所加電壓或頻率，就可使不同質荷比的離子依次到達檢測器，實現(xiàn)分離的目的。直流電壓射頻交流電壓114.2四極桿質量分析器四極質譜結構簡單，價廉，4.4飛行時間質譜計TOFMS的核心部分是一個無場的離子漂移管。加速后的離子具有相同的動能

m/z小的離子，漂移運動的速度快，最先通過漂移管，到達檢測器。

m/z大的離子，漂移運動的速度慢，最后通過漂移管，到達檢測器。

檢測通過漂移管的時間(t)及其相應的信號強度，可得到質譜圖，t為或s數(shù)量級。適合于生物大分子，靈敏度高，掃描速度快，結構簡單，分辨率隨m/z的增大而降低。4.4飛行時間質譜計TOFMS的核心部分是一個無場的離子實驗儀器與試劑儀器：美國AB公司（AppliedBiosystems）API2000質譜儀試劑：羅丹明B(RhodamineB,AladdinChemistry)分子式：C28H31ClN2O3分子量：479.01；色譜純甲醇(MerckKGaA,Germany)羅丹明B實驗儀器與試劑羅丹明B實驗步驟1.打開儀器電源，開電腦進入操作系統(tǒng)、打開軟件。2.設定參數(shù)。3.配置樣品溶液。4.用微量進樣器吸取1.0μL。5.進樣，手動調(diào)諧，在正離子或負離子模式下對樣品進行分析，將錐孔電壓由低向高以50V為梯度進行調(diào)整。6.每次調(diào)整完之后等待10min左右，觀察圖譜，直到獲得接近高斯分布的峰型為止。7.采集圖譜。8.用甲醇清洗微型取樣器，再重復步驟3至步驟7。9.保存數(shù)據(jù)。10.實驗結束，停止儀器，關閉軟件，關閉電腦實驗步驟1.打開儀器電源，開電腦進入操作系統(tǒng)、打開軟件。六、常見問題及解決方案（1）使用ESI質譜對待測物進行檢測只能得到待測物的碎片峰而無法觀察到分子離子峰時應該如何調(diào)節(jié)電離電壓和霧化溫度等參數(shù)？答案：從ESI源工作原理考慮，適當降低電力電壓和霧化溫度