质谱基础知识
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• m/z = H2R2/2U是磁分析器质谱方程，是设 计质谱仪的主要依据。
R为一定值（因仪器条件限制），如再固定加速电位U， 则m/z仅与外加磁场强度H有关。扇形磁场的作用： 使相同质荷比，入射方向精不品课同件 的离子会聚
单聚焦磁偏转质量分析器
在讨论单聚焦分析器质量分离原理时，曾假定离子的初始能量为 零，离子的动能只决定加速电压。实际上，由离子源产生的离子， 其初始能量并不为零，而且其能量各不相同，经加速后的离子其能 量也就不同。因此即使是质量相同的离子，由于能量（或速度）的 不同。在磁场中的运动半径也不同，因而不能完全会聚在一起，这 就大大降低了仪器的分辨率，使相邻两种质量的离子m1和m2很难 分离。
2）化学电离源(Chemical Ionization,CI) 3）基质辅助激光解析电离(matrixassisted
laser desorption-ionization,MALDI) 4）快原子轰击(Fast atom bombardment,
FAB）
精品课件
化学电离源
1）用 EI source 轰击反应气，得到反应气离子 2）反应气离子与样品分子作用，使样品分子电离 3）较EI能量低，碎片峰较EI少，更容易获得分子离
精品课件
双聚焦磁偏转质量分析器
这种静电分析器和磁分析器配合使用，同
时实现方向和能量聚焦的分析器，称为双
聚焦分析器。
精品课件
四极杆质量分析器
由两组对角筒形构成,分别施加直流电压和射频交 流电压,在一定的直流电压和交流电压比(u/v)以 及场半径r固定的条件下，对于某一种射频频率， 只有一种质荷比的离子可以顺利通过电场到达质 量分析器，这些离子成为共振离子，其它离子在 运动过程中撞击在圆筒电极上而被过滤掉。
MS_LCMS
精品课件
MS(mass spectrometry)
基本原理： 质谱分析是将样品转化为运动的带电气
态离子碎片，于磁场中按质荷比(m/z)大小
分离并记录的分析方法。
称量离子质量的工具。 其整个过程类似于：
精品课件
基本原理
• 质谱：称量离子质量的工具
12 units 0 units
精品课件
子峰
以甲烷为反应气示例： 在电子轰击下，甲烷首先被电离： CH4 + e→ C2H5+, CH5+, C3H7+, CH3+ 反应气离子与样品分子反应： CH5+ ＋M→[M+1]+＋CH4 C2H5+ ＋M→[M-1]+＋C2H6
精品课件
大气压电离源
大气压电离源 Atmospheric Pressure ionization, API 1. 电喷雾电离源 ElectrosprayIonization, ESI 2. 大气压化学电离源 Atmosphere Pressure Chemical Ionization, APCI 3. 大气压光致电离源 Atmosphere Pressure Photo Ionization, APPI
精品课件
双聚焦磁偏转质量分析器
Re=2U/E=mu2/Ez
如果电场强度E一定，离子轨道半径仅取决于离子的动 能，而与离子质量无关，所以扇型电场是一个能量分 析器，不起质量分离的作用；对于质量相同的离子， 它是一个速度分离器。在双聚焦质谱仪中,同时采用电 场和磁场组成的质量分析器，因而不仅可以实现方向 聚焦,即将质荷比相同而入射方向不同的离子聚焦，而 且可以实现速度聚焦，即将质荷比相同，而速度(能量) 不同的离子聚焦。所以双聚焦质谱仪比单聚焦质谱仪 (只能实现方向聚焦)具有更高的分辨率。
基本原理
• 质谱：称量离子质量的工具
12 units 12 units
精品课件
基本原理
• 质谱：称量离子质量的工具
12 units 12 units
精品课件
8 9 10 11 12 13 14 15
基本原理
• 质谱：称量离子质量的工具
12 units 14 units
精品课件
8 9 10 11 12 13 14 15
精品课件
离子源
硬电离源：很多离子碎片峰，提供丰富的结构信息
。主要为电子轰击源。
软电离源：无碎片峰或者少量碎片峰，主要为分子
离子峰，通常是M+1或M-1或加合峰，如[M+23]， [M+溶剂]
精品课件
硬电离源
电子轰击源(Electro-Impact source, EI)
精品课件
软电离源
1）大气压电离源(Atmospheric Pressure ionization)
精品课件
电喷雾电离源
精品课件
电喷雾电离源
流出液在高电场下形成带电喷雾，在电 场力作用下穿过气帘,进入质量分析器.气 帘的作用：雾化；蒸发溶剂；阻止中性溶 剂分子
精品课件
大气压化学电离源（APCI ）
电晕针高压放电，使喷雾气电离，产生初级离子。喷雾气为空气或氮气 初级离子立即与溶剂分子作用，形成溶剂离子(如H3O+, CH3OH2+ ) 溶剂离子与样品分子通过质子转移，形成[M+H]+ (正离子模式)或 [M-H](负离子模式) APPI的原理与此相似，以激光束代替电晕针
精品课件
百度文库
电喷雾电离源
1. 样品溶液通过一根加有数千伏电压（高电场）的 不锈钢毛细管中喷出形成静电喷雾，形成非常细 小的带电雾滴
2. 当带电雾滴通过一个逆向的热氮气帘时，雾滴中 的溶剂逐渐挥发，雾滴体积变小，表面电荷密度 增加，形成强静电场使极性分子离子化，最终离 子从雾滴表面溅射出来
3. 离子源的电压大小取决与溶剂 通常电压是±2500 – ±4500 V （加正电压产生 正离子，加负电压产生负离子） 溶剂表面张力越大，所需电压也越大
基本原理
• 质谱：称量离子质量的工具
Number of counts
12 units
精品课件
8 9 10 11 12 13 14 15
mass
基本原理
•电离装置把样品电离为离子 •质量分析装置把不同质荷比的离子分开 •经检测器检测之后可以得到样品的质谱图
精品课件
基本原理
以下为某一化合物的MS谱图
精品课件
质量分析器
• 单聚焦磁偏转质量分析器(single focusing) • 双聚焦磁偏转质量分析器(double focusing) • 四极杆质量分析器 (Quadrupole mass
analyzer) • 飞行时间质量分析器(time of flight)
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单聚焦磁偏转质量分析器
R为一定值（因仪器条件限制），如再固定加速电位U， 则m/z仅与外加磁场强度H有关。扇形磁场的作用： 使相同质荷比，入射方向精不品课同件 的离子会聚
单聚焦磁偏转质量分析器
在讨论单聚焦分析器质量分离原理时，曾假定离子的初始能量为 零，离子的动能只决定加速电压。实际上，由离子源产生的离子， 其初始能量并不为零，而且其能量各不相同，经加速后的离子其能 量也就不同。因此即使是质量相同的离子，由于能量（或速度）的 不同。在磁场中的运动半径也不同，因而不能完全会聚在一起，这 就大大降低了仪器的分辨率，使相邻两种质量的离子m1和m2很难 分离。
2）化学电离源(Chemical Ionization,CI) 3）基质辅助激光解析电离(matrixassisted
laser desorption-ionization,MALDI) 4）快原子轰击(Fast atom bombardment,
FAB）
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化学电离源
1）用 EI source 轰击反应气，得到反应气离子 2）反应气离子与样品分子作用，使样品分子电离 3）较EI能量低，碎片峰较EI少，更容易获得分子离
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双聚焦磁偏转质量分析器
这种静电分析器和磁分析器配合使用，同
时实现方向和能量聚焦的分析器，称为双
聚焦分析器。
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四极杆质量分析器
由两组对角筒形构成,分别施加直流电压和射频交 流电压,在一定的直流电压和交流电压比(u/v)以 及场半径r固定的条件下，对于某一种射频频率， 只有一种质荷比的离子可以顺利通过电场到达质 量分析器，这些离子成为共振离子，其它离子在 运动过程中撞击在圆筒电极上而被过滤掉。
MS_LCMS
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MS(mass spectrometry)
基本原理： 质谱分析是将样品转化为运动的带电气
态离子碎片，于磁场中按质荷比(m/z)大小
分离并记录的分析方法。
称量离子质量的工具。 其整个过程类似于：
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基本原理
• 质谱：称量离子质量的工具
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子峰
以甲烷为反应气示例： 在电子轰击下，甲烷首先被电离： CH4 + e→ C2H5+, CH5+, C3H7+, CH3+ 反应气离子与样品分子反应： CH5+ ＋M→[M+1]+＋CH4 C2H5+ ＋M→[M-1]+＋C2H6
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大气压电离源
大气压电离源 Atmospheric Pressure ionization, API 1. 电喷雾电离源 ElectrosprayIonization, ESI 2. 大气压化学电离源 Atmosphere Pressure Chemical Ionization, APCI 3. 大气压光致电离源 Atmosphere Pressure Photo Ionization, APPI
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双聚焦磁偏转质量分析器
Re=2U/E=mu2/Ez
如果电场强度E一定，离子轨道半径仅取决于离子的动 能，而与离子质量无关，所以扇型电场是一个能量分 析器，不起质量分离的作用；对于质量相同的离子， 它是一个速度分离器。在双聚焦质谱仪中,同时采用电 场和磁场组成的质量分析器，因而不仅可以实现方向 聚焦,即将质荷比相同而入射方向不同的离子聚焦，而 且可以实现速度聚焦，即将质荷比相同，而速度(能量) 不同的离子聚焦。所以双聚焦质谱仪比单聚焦质谱仪 (只能实现方向聚焦)具有更高的分辨率。
基本原理
• 质谱：称量离子质量的工具
12 units 12 units
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离子源
硬电离源：很多离子碎片峰，提供丰富的结构信息
。主要为电子轰击源。
软电离源：无碎片峰或者少量碎片峰，主要为分子
离子峰，通常是M+1或M-1或加合峰，如[M+23]， [M+溶剂]
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电喷雾电离源
流出液在高电场下形成带电喷雾，在电 场力作用下穿过气帘,进入质量分析器.气 帘的作用：雾化；蒸发溶剂；阻止中性溶 剂分子
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大气压化学电离源（APCI ）
电晕针高压放电，使喷雾气电离，产生初级离子。喷雾气为空气或氮气 初级离子立即与溶剂分子作用，形成溶剂离子(如H3O+, CH3OH2+ ) 溶剂离子与样品分子通过质子转移，形成[M+H]+ (正离子模式)或 [M-H](负离子模式) APPI的原理与此相似，以激光束代替电晕针
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电喷雾电离源
1. 样品溶液通过一根加有数千伏电压（高电场）的 不锈钢毛细管中喷出形成静电喷雾，形成非常细 小的带电雾滴
2. 当带电雾滴通过一个逆向的热氮气帘时，雾滴中 的溶剂逐渐挥发，雾滴体积变小，表面电荷密度 增加，形成强静电场使极性分子离子化，最终离 子从雾滴表面溅射出来
3. 离子源的电压大小取决与溶剂 通常电压是±2500 – ±4500 V （加正电压产生 正离子，加负电压产生负离子） 溶剂表面张力越大，所需电压也越大
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• 质谱：称量离子质量的工具
Number of counts
12 units
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mass
基本原理
•电离装置把样品电离为离子 •质量分析装置把不同质荷比的离子分开 •经检测器检测之后可以得到样品的质谱图
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基本原理
以下为某一化合物的MS谱图
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质量分析器
• 单聚焦磁偏转质量分析器(single focusing) • 双聚焦磁偏转质量分析器(double focusing) • 四极杆质量分析器 (Quadrupole mass
analyzer) • 飞行时间质量分析器(time of flight)
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单聚焦磁偏转质量分析器