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深水 发表于 2007-4-5 00:04

质谱分析原理

[size=14px] 应用：
A4w k/gc(Q{X 质谱是应用最为广泛的方法，它可以为我们提供以下信息：8c[Nz V
a)        样品元素组成；

CP Se M3G!GB b)        无机、有机及生物分析的结构---结构不同，分子或原子碎片不同(荷质比不同)
lR
\v#C2nuz TMF-Iy c)        复杂混合物的定性定量分析------与色谱方法联用(GC-MS)；
oV8of7u d)        固体表面结构和组成分析-----激光烧蚀等离子体---质谱联用；
~;i)y(Rb7z6YE9J _ e)        样品中原子的同位素比。
PZNQ%D]t 历史：
8q5mO"Z7P 1813年，Thomson使用MS报道了Ne是由22Ne和24N两种同位素组成；随后，同位素分析开始发展。在30年代末，由于石油工业的发展，需要测定油的成份。通常用蒸馏(fractional distillation)的方法先分离这些烃类混合物，然后再分别测定其折光率(refractive index)的方法来分析它们。这通常要花数天时间。40年代初开始将MS用于石油工业中烃的分析，并大缩短了分析时间。50年代初，质谱仪器开始商品化，并被广泛用于各类有机物的结构分析。同时质谱方法与NMR、IR等方法结合成为分子结构分析的最有效的手段。80年代，非挥发性或热不稳定分子的分析进一步促进了MS的发展；90年代，由于生物分析的需要，一些新的离子化方法得到快速发展；目前一些仪器联用技术如GC-MS，HPLC-MS，GC-MS-MS，ICP-MS等正大行其道。 :c#MK4\@7y%a5tlw9Z

4|-}}In0z y3x~ 第一节 质谱分析原理及质谱仪
;@?6Y+KWt1c 一、基本原理概述
7rr$e;`m J$N
I;t)bq 质谱分析是将样品转化为运动的带电气态离子，于磁场中按质荷比(m/z)大小分离并记录的分析方法。:kP}"_ \,b"H
其过程为可简单描述为：f#GW
J,K#LI
qG
离子源轰击样品 带电荷的碎片离子 电场加速(zeU) 获得动能( ) 磁场分离( ) 检测器记录
8EVf)[Y k
Y}
lN;k%y.a 其中，z为电荷数，e为电子电荷，U为加速电压，m为碎片质量，v为电子运动速度。 ;^ B(N2tX"J$x(nO
二、质谱仪性能指标
1nM)g-CR|)~ 1、质量测量范围+y7K&@2P}lb$E$f*] I
质量测定范围以原子质量单位量度，1个原子质量单位：1PF$WF/T
1u=1.6605410-27kg/12C原子
6F%?
KG2y 如12C=12u, CH4=16.xxxx u]+e*_LiZ7^8T
c ]
在非精确测量中，常直接以原子或分子量大小来表示。(o4d3|8Zz` k i
2) 分辨本领)aU6o:x Dgx*| x$o k
指质谱仪分辨相邻质量数离子的能力。定义为：两个相等强度的相邻峰(质量分别为m1和m2)，当两峰间的峰谷不大于峰高的10%时，则可认为两已分开，其分辨率R为： !f`q(s O:x
可见在质量数小时，分辨率亦较小。&JUKM L)Z n"T[
实际工作中很难找到上述两相等的峰，常以下式表示：
&o#|2jYX8K(w W0.05表示峰高5%处的峰宽。
M!L(o$O9G 三、仪器组成
`~[P?l-\~ 按质量分析器(或者磁场种类)可分为静态仪器和动态仪器，即稳定磁场（单聚焦及双聚焦质谱仪）和变化磁场（飞行时间和四极杆质谱仪）。Z#^FbZH4J6H
MS仪器一般由进样系统、电离源、质量分析器、真空系统和检测系统构成。 ;f@)O.sh t
1、真空系统 .sg!kJ Z'I

%@l$MBjm 质谱仪中所有部分均要处高度真空的条件下(10-4-10-6Torr或mmHg), 其作用是减少离子碰撞损失。真空度过低，将会引起：
'~0}yX J!{;~4@ a)        大量氧会烧坏离子源灯丝；Zp{
J5R/O
b)        引起其它分子离子反应，使质谱图复杂化；+IN#h5@y,s7z5QD+F
c)        干扰离子源正常调节；
` pG4?(zt$M1i/K d)        用作加速离子的几千伏高压会引起放电。 9_~.O]$L4c-g
2、进样系统]Nx Vmp,I
        对进样系统的要求：重复性、不引起真空度降低。@|S R4J ?#xl
        进样方式：
q2C&?HE*vE5r a)        间歇式进样：适于气体、沸点低且易挥发的液体、中等蒸汽压固体。如图所示
y3Cn"Gl0TrQk [5Q 注入样品(10-100g)---贮样器(0.5L-3L)---抽真空(10-2 Torr)并加热---样品蒸分子(压力陡度)---漏隙---高真空离子源。
`7gAlO|7}
r b)        直接探针进样：高沸点液体及固体#JVJ%o9~/~
探针杆通常是一根规格为25cm6mm i.d.,末端有一装样品的黄金杯(坩埚)，将探针杆通过真空闭锁系统引入样品，如图所示。
I'kJ!n4`
t c)        色谱进样系统：将在GC-MS联用中介绍[/size]

wpchina 发表于 2007-7-27 13:08

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