文档详情

质谱分析系列PPT课件(第1节基本原理与质谱仪).ppt

发布:2017-05-28约2.23千字共14页下载文档
文本预览下载声明
* 第二十章 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,MS basic 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;无机质谱仪;有机质谱仪; * 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。 * 原理与结构 电离室原理与结构 仪器原理图 * 1.离子源 ①Electron Ionization (EI)源 + + + + : R1 : R2 : R3 : R4 : e + M+ (M-R2)+ (M-R3)+ Mass Spectrum (M-R1)+ * EI 源的特点: 电离效率高,灵敏度高; 应用最广,标准质谱图基本都是采用EI源得到的; 稳定,操作方便,电子流强度可精密控制; 结构简单,控温方便; EI源:可变的离子化能量 (10~240eV) 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 * 离子室内的反应气(甲烷等;10~100Pa,样品的103~105倍),电子(100~240eV)轰击,产生离子,再与试样分离碰撞,产生准分子离子。 ② 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) +; * ③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 d1mm * 2. 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 = (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)]1/2 * ①单聚焦磁场分析器 收集器 离子源 B S1 S2 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 * ②双聚焦分析器 离子源 收集器 磁场 电场 S1 S2 + - 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,均产生能量色散;两种作用大小相等,方向相反时互补实现双聚焦; * ③ 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; * 3. 检测器 (1)电子倍增管 15~18级;可测出10-17A微弱
显示全部
相似文档