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1、第十二章 质谱分析一、 概述 generalization二、质谱仪与质谱分析mass spectrometer and mass spectrometry第一节 基本原理与质谱仪mass spectrometry，MSbasic principle and Mass spectrometer*一、概述 generalization分子质量精确测定与化 合物结构分析的重要工具；第一台质谱仪：1912年；早期应用：原子质量、 同位素相对丰度等；40年代：高分辨率质谱仪出现，有机化合物结构分析；60年代末：色谱-质谱联用仪出现，有机混合物分离分析 ；促进天然有机化合物结构分析的发展；同位素质谱仪；
2、无机质谱仪；有机质谱仪； Date二、 质谱仪与质谱分析原理 mass spectrometer and mass spectrometry进样系统离子源质量分析器检测器1.气体扩散 2.直接进样 3.气相色谱1.电子轰击 2.化学电离 3.场致电离 4.激光 1.单聚焦 2.双聚焦 3.飞行时间 4.四极杆 质谱仪需要在高真空下工作：离子源（10-3 10 -5 Pa ）质量分析器（10 -6 Pa ） (1)大量氧会烧坏离子源的灯丝； (2)用作加速离子的几千伏高压会引起放电； (3)引起额外的离子分子反应，改变裂解模型，谱图复杂化。Date原理与结构电离室原理 与结构仪器原理图Date1
3、.离子源Electron Ionization (EI)源+: R1 : R2 : R3 : R4 : e+M+(M-R2)+(M-R3)+Mass Spectrum(M-R1)+DateEI 源的特点：H电离效率高,灵敏度高；H应用最广，标准质谱图基本都是采用EI源得到的；H稳定，操作方便，电子流强度可精密控制；H结构简单，控温方便；EI源：可变的离子化能量 (10240eV)对于易电离的物质降低电子能量，而对于难电离的物质 则加大电子能量（ 常用70eV ）。电子能量电子能量分子离子增加碎片离子增加Date离子室内的反应气（甲烷等；10100Pa，样品的103105倍），电子（100240
4、eV）轰击，产生离子，再与试样分离碰撞，产生准分子离子。 化学电离源（Chemical Ionization，CI）:最强峰为准分子离子；谱图简单；不适用难挥发试样；+气体分子试样分子+准分子离子电子(M+1)+;(M+17) +;(M+29) +;Date场致电离源（FI）电压：7-10 kV；d1 mm；强电场将分子中拉出一个电子；分子离子峰强；碎片离子峰少；不适合化合物结构鉴定； 阳极+ + + + + +阴极d1mmDate2. 质量分析器原理在磁场存在下，带电离子按曲线轨迹飞行；离心力 =向心力；m 2 / R= H0 e V曲率半径： R= （m ）/ e H0 质谱方程式：m/e
5、 = (H02 R2) / 2V离子在磁场中的轨道半径R取决于： m/e 、 H0 、 V改变加速电压V, 可以使不同m/e 的离子进入检测器。质谱分辨率 = M / M （分辨率与选定分子质量有关）加速后离子的动能 : (1/2)m 2= e V = (2V)/(m/e)1/2Date单聚焦磁场分析器收集器离子源BS1S2磁场R方向聚焦；相同质荷比， 入射方向不同 的离子会聚；分辨率不高Date双聚焦分析器离子源收集器磁场电场S1S2+-方向聚焦：相同质荷比，入 射方向不同的离子会 聚；能量聚焦：相同质荷比，速 度(能量)不同的离子 会聚；质量相同，能量不同的离子通过电场和磁场时，均产生 能
6、量色散；两种作用大小相等，方向相反时互补实现双聚焦 ；Date 其他类型质量分析器双聚焦质谱仪体积大；色谱-质谱联用仪器的发展及仪器小型化（台式）需要；体积小的质量分析器：四极杆质量分析器飞行时间质量分析器离子阱质量分析器体积小，操作简单；分辨率中等；原理在第五节色谱-质谱联用仪器介绍；Date3. 检测器（1）电子倍增管1518级；可测出10-17A微弱电流；（2）渠道式电子倍增器阵列Date内容选择： 第一节 基本原理与质谱仪 basic principle and mass spectrometer 第二节 离子峰的主要类型 main kinds of ion peaks 第三节 有机分子裂解类型 cleavage types of organic compounds 第四节 质谱图与结构解析 mass spectrograph and structure determination结束Date
