質(zhì)譜的原理和圖譜的分析(已修改)
2025-05-14 04:41 本頁面
【正文】 定義 化合物分子在真空條件下受電子流的“轟擊”或強(qiáng)電場(chǎng)等其他方法的作用，電離成離子，同時(shí)發(fā)生某些化學(xué)鍵有規(guī)律的斷裂，生成具有不同質(zhì)量的帶正電荷的離子，這些離子按質(zhì)荷比（ m/z）的 大小 被收集并記錄的 圖譜。 質(zhì)譜 一、質(zhì)譜的基本知識(shí) 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù) 處理系統(tǒng) 真空系統(tǒng) 加速區(qū) 進(jìn)樣系統(tǒng) 離子源 質(zhì)量分析器 檢測(cè)器 質(zhì)譜計(jì)框圖 單聚焦質(zhì)量分析器 雙聚焦質(zhì)譜計(jì) :靜電分析器 + 磁分析器 靜電分析器由兩個(gè)同心圓板組成，兩圓板之間保持一定的電位差 (E)。 加速后的離子通過靜電場(chǎng)和磁場(chǎng)后 ,達(dá)到能量聚焦、方向聚焦和質(zhì)量色散的目的，使儀器的分辨率大大提高。 mmmmmR???? 1121故在兩峰質(zhì)量數(shù)較小時(shí)，要求儀器分辨率越大。 靜電分析器加在磁分析器之前。加速后的離子在靜電分析器中 , 受到外斥內(nèi)吸的電場(chǎng)力 (zE)的作用 , 迫使離子作弧形運(yùn)動(dòng)。 2RmvzE ? 靜電分析器只允許具有特定能量的離子通過 ,達(dá)到能量聚焦 ,提高儀器分辨率。 V:加速電壓 . E: 電位差 .v: 速度 . m: 質(zhì)量 . zVmv ?221結(jié)合 EVR 2?， 導(dǎo)出 基本原理 質(zhì)譜儀示意圖 離子在質(zhì)譜儀中被電場(chǎng)加速。加速后其動(dòng)能和位能相等 , 即： 212 m v zV? m: 離子質(zhì)量； v: 離子速度； z: 離子電荷； V: 加速電壓 被加速的離子進(jìn)入磁分析器時(shí)，磁場(chǎng)再對(duì)離子進(jìn)行作用，讓每一個(gè)離子按一定的彎曲軌道繼續(xù)前進(jìn)。 其行進(jìn)軌道的曲率半徑?jīng)Q定于各離子的質(zhì)量和所帶電荷的比值 m/z。 離子動(dòng)能產(chǎn)生的離心力 (mv2/R)與由磁場(chǎng)產(chǎn)生的向心力(Hzv)相等： 2mvH zvR ?R: 曲率半徑 H: 磁場(chǎng)強(qiáng)度 RH zv m?22/ 2HRmz V?質(zhì)譜的基本方程 212 m v zV?離子化的方法 （ 1）電子轟擊（ electron impact, EI） ? 轟擊電壓 5070eV ? 有機(jī)分子的電離電位一般為 715eV M + e → M + (分子離子 ) + 2e ? 過剩的能量使分子離子進(jìn)一步裂解 ? 有些化合物的分子離子不出現(xiàn)或很弱 （ 2） 化學(xué)電離（ chemical ionization, CI） 高能電子束與小分子反應(yīng)氣 (如甲烷、丙烷等）作用，使其電離生成初級(jí)離子，初級(jí)離子再與樣品分子反應(yīng)得到準(zhǔn)分子離子。 以 CH4為例 : CH4 + e → CH 4+. + 2e CH4+. + CH4 → CH 5+ + CH3+ + CH5 . + CH3. R+. + R → RH + + (RH) . + RH . + (RH)+ RH+ + M → R + MH + (RH)+ + M → R +( M H)+ 準(zhǔn)分子離子相對(duì)強(qiáng)度較大，碎片離子峰數(shù)目較少。 （ 3） 場(chǎng)致離（ FI）和場(chǎng)解吸 （ FD ） 場(chǎng)致離（ field ionization, FI） ?氣態(tài)樣品分子在在強(qiáng)電場(chǎng)（ 107108V/cm）的作用下發(fā)生電離。 ?要求樣品分子處于氣態(tài) , 靈敏度不高 , 應(yīng)用逐漸減少 . 場(chǎng)解吸 （ field desorption, FD ） ? 樣品不需汽化 , 將樣品吸附在作為場(chǎng)離子發(fā)射體的金屬絲上 , 送入離子源 , 然后通以微弱電流 , 使樣品分子從發(fā)射體上解吸下來 , 并擴(kuò)散至高場(chǎng)強(qiáng)的場(chǎng)發(fā)射區(qū) , 進(jìn)行離子化 . ? 適用于難汽化、熱不穩(wěn)定的樣品 . 如 : 糖類 . ? FI、 FD分子離子峰較強(qiáng)，碎片離子峰較少。 (4)快原子轟擊 (fast atom bombardment, FAB) ? 用高能量的快速 Ar原子束轟擊樣品分子 (用液體基質(zhì)負(fù)載樣品并涂敷在靶上，常用基質(zhì)有甘油、間硝基芐醇、二乙醇胺等 ),使之離子化。 ? FAB靈敏度高，適用于對(duì)熱不穩(wěn)定、極性強(qiáng)的分子，如肽、蛋白質(zhì)、金屬有機(jī)物等。 ? 樣品分子常以質(zhì)子化的 [M+H]+離子出現(xiàn) ? 基質(zhì)分子會(huì)產(chǎn)生干擾峰。 （ 5）電噴霧電離（ ESI） 樣品溶液在電場(chǎng)的作用下形成帶高度電荷的霧狀小液滴，在向質(zhì)量分析器移動(dòng)的過程中，液滴因溶劑不斷揮發(fā)而縮小，導(dǎo)致表面電荷密度不斷增大，當(dāng)電荷之間的排斥力足以克服液滴的表面張力時(shí)，液滴發(fā)生裂分，如此反復(fù)進(jìn)行，最后得到帶單電荷或多電荷的離子。 ?使熱敏感或不揮發(fā)的化合物由固相直接得到離子。 ?待測(cè)物質(zhì)的溶液與基質(zhì)的溶液混合后蒸發(fā)，使分析物 與基質(zhì)成為晶體或半晶體，用一定波長的脈沖式激光進(jìn)行照射時(shí)，基質(zhì)分子能有效的吸收激光的能量，使基質(zhì)分子和樣品分子進(jìn)入氣相并得到電離。 MALDI適用于生物大分子，如肽類，核酸類化合物?？傻玫椒肿与x子峰，無明顯碎片峰。此電離方式特別適合于飛行時(shí)間質(zhì)譜計(jì)。 （ 6）基質(zhì)輔助激光解析電離 (MALDI) MatrixAssisted Laser Desorption Ionization 脈沖式激光 質(zhì) 譜圖由橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)和棒線組成。 橫坐標(biāo)標(biāo)明離子質(zhì)荷比（ m/z） 的數(shù)值， 縱坐標(biāo)標(biāo)明各峰的相對(duì)強(qiáng)度，棒線代表質(zhì)荷比的離子。圖譜中最強(qiáng)的一個(gè)峰稱為基峰，將它的強(qiáng)度定為 100。 丁酮的質(zhì)譜圖 質(zhì) 譜圖的組成 質(zhì)譜術(shù)語 基峰： ? 離子強(qiáng)度最大的峰，規(guī)定其相對(duì)強(qiáng)度（ RI）或相對(duì)豐度（ RA）為 100。 精確質(zhì)量： ? 精確質(zhì)量的計(jì)算基于天然豐度最大的同位素的精確原子量。 如： 1H 12C 14N 16O CO、 N C2H4 的精確質(zhì)量依次為： 、 、 質(zhì)譜中的各種離子 （ 1） 分子離子 ： 分子被電子束轟擊失去一個(gè)電子形成的離子。 分子離子用 M+? 表示，是一個(gè)游離基離子。 在質(zhì)譜圖上，與 分子離子相對(duì)應(yīng)的峰為分子離子峰。 分子離子峰的應(yīng)用： 分子離子峰的質(zhì)荷比就是化合物的相對(duì)分子質(zhì)量，所以，用質(zhì)譜法可測(cè)分子量。 （ 2）同位素離子 含有同位素的離子稱為同位素離子 。 與 同位素離子相對(duì)應(yīng)的峰
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