文档介绍：《波谱分析》总结报告化学与环境学院专业名称应用化学学生姓名郭皓月学生学号 11271101 联系方式 Haoyue1619 @ gmai l .com 质谱基本概念质谱法是在高真空系统中测定样品的分子离子及碎片离子质量, 以确定样品相对分子质量及分子结构的方法。质谱法在鉴定有机物的四大重要工具核磁共振、质谱、红外光谱、紫外光谱中,是灵敏度最高( 可达 10 -15 mol) 。也是惟一可以确定分子式的方法( 测定精度达 10 -4)。质谱学是研究质谱法及样品在质谱测定中的电离方式、裂解规律以及质谱图特征的科学。质谱峰、基峰质谱仪质谱仪由以下几部分组成: 进样系统、离子源、质量分析器、检测器、计算机控制系统和真空系统。离子源是将样品分子电离生成离子的装置。常见离子源的种类包括电子轰击(EI) 源、快原子轰击(FAB) 源、化学电离(CI) 源、电喷雾电离 ESI) 源、基质辅助激光解吸电离(MALDI) 源等。 EI源使用具有一定能量的电子直接轰击样品而使样品分子电离。这种离子源能电离挥发性化合物气体和金属蒸气,是质谱仪中广泛采用的一种离子源, EI 源要求固、液态样品汽化后再进入离子源,因此不适合难挥发和热不稳定的样品。 FAH 电离源则特别适合分析高极性、大相对分子质量、难挥发和热稳定性差的样品,且既能够得到强的分子离子或准分子离子峰, 又能够得到较多的碎片离子峰, 其电离方式是使用具有一定能量的中性原子( 通常是惰性原子) 束轰击负载于液体基质上的样品而使样品分子电离。该电离源的主要缺点是 400 以下质量范围内有基质干扰峰, 对非极性化合物测定不灵敏。 CI 电离源通过试剂气体分子所产生的活性反应离子与样品分子发生离子- 分子反应而使样品分子电离, 其优点是能够得到强的准分子离子峰, 碎片离子较少, 灵敏度比快原子轰击电离源高,但化学电离源也必须首先使样品汽化,然后再电离. 因此不能侧定热不稳定和难挥发的化合物。 ESI 电离使用强静电场电离技术使样品形成高度荷电的雾状小液滴从而使样品分子电离。电喷雾电离是很软的电离方法, 通常只产生完整的分子离子峰而没有碎片离子峰, 这种电离分析小分子通常得到带单电荷的准分子离子,分析生物大分子时,由于能产生多电荷离子,可使仪器检测的质量范围提高几十倍甚至更高。电喷雾电离源易于与液相色谱和毛细管电泳联用,实现对多组分复杂体系的分析。 MALDI 通过激光束照射样品与基质混合溶液挥发溶剂后形成的结晶而使样品分子电离基质辅助激光解吸电离适合测定热不稳定、难挥发、难电离的生物大分子以及研究测定一些合成寡聚物或高聚物, 这种电离也属于软电离方法, 产生完整的分子离子而无明显的碎片离子, 因此可直接分析多组分体系。质量分析器是使离子按不同质荷比大小进行分离的装置是质谱仪的核心。常见的质量分析器种类有扇形磁场、四极分析器、离子阱、飞行时间质量分析器、傅里叶变换离子回旋共振等。 1 质谱仪的结构示意图质谱仪原理: r= 1 /B× (2 mV/z ) 1/2B 磁场强度, r 离子运动半径, V 加速电压, m 离子质量在质谱仪中, r 是固定的,质谱分析通常采用固定加速电压 V ,改变磁场强度 B ,即采用磁场扫描来进行。各种不同质量的离子束在检测系统中所产生的信号强度与该质量的离子数目的大小成正比。以可变磁场作分析器的质谱仪, 常简称为磁质谱仪。由磁场和静电场结合构成的双聚焦质谱仪,具有很高的分辨率,质量准确度可达小于 5ppm ,因此可以用于确定化合物的元素组成及分子式。主要性能指标: 1. 灵敏度灵敏度标志仪器对样品在量的方面的检侧能力。它与仪器的电离效率、检测效率以及被检测的样品等多种因素有关。有机质谱常用某种标准样品产生一定信噪比的分子离子峰所需的最小检测量作为仪器的灵敏度指标。 2. 分辨率分辨率指仪器对质量非常接近的两种离子的分离能力,仪器在质量数 m 附近能分辨的最小相对质量差。如果两个质量非常接近的离子(m 1和m 2) 峰能被仪器分开,则仪器的分辨率 R 定义为 R= m 1(或m 2 )/Δm。 3. 质量范围质量范围指质谱仪所能测量的最大 m/z 值,它决定仪器所能测量的最大相对分子质量。离子类型 1. 分子离子样品分子失去一个电子而形成的离子称为分子离子。分子离子常用符号 M + 表示。在质谱裂解反应式中, 分子离子中自由基或电荷中心的形成与分子中化学键电子的电离能有关。电离能(I) 越低的键电子越容易被电子束逐出。键电子容易电离的顺序是: n 电子>π电子>σ电子。 2 几种键电子电离而产生分子离子的情况带有未成对电子的离子称为“奇电子离子”( OE ) ,以符号“. +”表示,如 CH 3 OH. + ;而外层电子完全成对的离子则称为“偶电子离子”( EE )