质谱仪(质谱法)实例分析与应用PPT课件
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质谱ppt课件
m 2 Bz (2)
由此式得： R
其中：R为弧形半径 B为磁场强度
RB z
m
代入(1)式得：
m B R 2 2 （质谱基本方程） 最新版整理ppt
11
z 2V
注意：
①若加速电压V和磁场强度B一定，不同m/z的离子，R不同 的的离子在质量分析器中被分开，一般重离子弧形半径R大， 轻离子R小
①R，V一定，改变B，为磁场扫描法， 当B又小到大变化时，先收集到（分离 出）的是轻离子
最新版整理ppt
3
§5-1 质谱法的基本知识
一、 定义：
使待测的样品分子气化，用具有一定能量的 电子束（或具有一定能量的快速原子）轰击气态分 子，使气态分子失去一个电子而成为带正电的分子 离子。分子离子还可能进一步断裂成各种碎片离子， 所有的正离子在电场和磁场的综合作用下按质荷比 （m/z）大小依次收集和记录就得到质谱图。
最常见的是麦氏重排可以发生麦氏重排的化合物， 有醛、酮、酸、酯等含C=Z的化合物（Z为O、S、N、 C等），及烯烃类和苯类化合物等。
R4 CH
H
Z
R4 C H
ZH
CH
C
R3
CH
R1
R2
CH R3
C
HC
R1
R2
化合物必须具有的结构特征最新是版整分理p子pt 中不仅有一个双
30
键而且需要在r-位上有H原子
不同种类的同位素，其同位素峰强度的求法各不相同，如下 分别介绍：
（1）对于含C、H、O、N、S的化合物，其分子式表示成 CwHxNyOzSq，M+1同位素峰相对于分子离子峰M的强度：
M 1 1 0 1 . 0 w 0 8 0 . 0 x 2 0 . 3 y 7 0 . 0 z 4 0 . 7 q 8 M
质谱分析系列PPT课件(第1节基本原理与质谱仪)精选全文
EI源：可变的离子化能量 (10~240eV)
电子能量
电子能量
分子离子增加
碎片离子增加
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 ）。
00:21:06
② 化学电离源（Chemical Ionization，CI）:
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。
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；
43
29 15
57
71 85 99 113 142
m/z
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；
（2）渠道式电子倍增器阵列
00:21:06
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
同位素质谱仪；无机质谱仪；有机质谱仪；
00:21:06
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
质谱分析法.ppt
X
e
(快)
X
e
(热)
X
e
(快)
X
e
(热)
优点：无需进行加热气化，属于软电离方式；特别适合分析高极性、大 相对分子量、难挥发和热稳定性差的样品；既能得到强的分子离子或准 分子离子峰，也能得到较多的碎片离子峰。 缺点：重现性较差，检测灵敏度低
稳定化合物电离 缺点：不适合化合物结构鉴定；
阳极
+ +
++
+ +
++ +
++ + +
d<1mm 阴极
快原子轰击离子源（fast atom bombardment ionization source;FAB） 由电场使Xe原子电离并加速，产生快速离子，通过快原子枪产生电
荷交换得快速原子，快原子束轰击涂在金属板上的样品，使样品离子化。
缺点：重现性较差；不适合于难挥发、热不稳定的化合物
场致电离源（FI）
是采用强电场把冷电极附近的样品分子的电子拉出去，形成离子。电 场的两电极距离很近（d<1mm），施加电压为几千伏甚至上万伏稳定直流 电压。
场电离：将气体通过电场电离； 场解析：将固体样品涂在发射体表面使之电离
优点：分子离子峰强； 碎片离子峰少； 适用于较大分子量和热不
应用：质谱法测定的对象包括同位素、无机物、有机化合物、生物大 分子以及聚合物。广泛应用于化学、生物化学、生物医学、医药学、 生命科学以及工、农、林业、地质、石油、环保、公安国防等领域。
二、质谱仪及其工作原理
进样系统
离子源
质量分析器
检测器
质谱的图谱分析ppt(共55张PPT)
a:某元素轻同位素的丰度；
b:某元素重同位素的丰度； c:同位素个数。
23
例：某化合物质谱分子离子区域的离子质荷比和强度如下 ：
m/z
132(M+·) 133 134
试推导分子式
解：因[M+2]：[M+]为0.7：100，所以分子中不含 Cl、Br、S、Si等A+2类元素。C原子数的最大值 =[M+1]/[M]÷1.1%=9.9/100÷1.1%=9
m/z 14 (4.0) 16 (0.8) 20 (0.8)
m/z 28 (100) 29 (0.76) 32 (23)
m/z 33 (0.02) 34 (0.99)
40 (2.0)
44 (0.10)
括弧中的数字即峰的相对强度，表示100％者是基 峰 O，2， O，2N在就2在空占空气N2气中的中占23含1％/量5。，最N高2占而且4/5也，最N稳2的定峰。高（为321）0是0％
（1）绝对强度 是将所有离子峰的离子流强度相加作
为总离子流，用各离子峰的离子强度除以 总离子流，得出各离子流占总离子流的百 分数 （2）相对强度
以质谱峰中最强峰作为100％，称为基 峰（该离子的丰度最大、最稳定），然后 用各种峰的离子流强度除以基峰的离子流 强度，所得的百分数就是相对强度。
4
表示方法： (以上图为例)
一般情况下，分子的稳定性与分子离子的稳定性 有平行关系，分子离子的稳定性通常随不饱和度 和环的数目的增加而增大。
杂原子外层未成键电子被电离的容易程度，按周期表纵 列自上而下，横行自右而左的方向增大。
13
分子电离所需的能量越低，分子离子也越 高。
n-C4H9OH n-C4H9SH n- C4H9NH CH3-CH3 CH2=CH2 苯
b:某元素重同位素的丰度； c:同位素个数。
23
例：某化合物质谱分子离子区域的离子质荷比和强度如下 ：
m/z
132(M+·) 133 134
试推导分子式
解：因[M+2]：[M+]为0.7：100，所以分子中不含 Cl、Br、S、Si等A+2类元素。C原子数的最大值 =[M+1]/[M]÷1.1%=9.9/100÷1.1%=9
m/z 14 (4.0) 16 (0.8) 20 (0.8)
m/z 28 (100) 29 (0.76) 32 (23)
m/z 33 (0.02) 34 (0.99)
40 (2.0)
44 (0.10)
括弧中的数字即峰的相对强度，表示100％者是基 峰 O，2， O，2N在就2在空占空气N2气中的中占23含1％/量5。，最N高2占而且4/5也，最N稳2的定峰。高（为321）0是0％
（1）绝对强度 是将所有离子峰的离子流强度相加作
为总离子流，用各离子峰的离子强度除以 总离子流，得出各离子流占总离子流的百 分数 （2）相对强度
以质谱峰中最强峰作为100％，称为基 峰（该离子的丰度最大、最稳定），然后 用各种峰的离子流强度除以基峰的离子流 强度，所得的百分数就是相对强度。
4
表示方法： (以上图为例)
一般情况下，分子的稳定性与分子离子的稳定性 有平行关系，分子离子的稳定性通常随不饱和度 和环的数目的增加而增大。
杂原子外层未成键电子被电离的容易程度，按周期表纵 列自上而下，横行自右而左的方向增大。
13
分子电离所需的能量越低，分子离子也越 高。
n-C4H9OH n-C4H9SH n- C4H9NH CH3-CH3 CH2=CH2 苯
第九章质谱分析法(共156张PPT)
MW: 165
[M-58]
[M-17]
3 快原子轰击(fast atom bombardment FAB)
原理：快原子(Ar或Xe）轰击样品产生离子 特点：
1. 适用于极性强，难汽化，分子量大的化合物分析
2. 得准分子离子，如（M+H)+ （M+Na)+ 碎片离子很少
3. FAB一般用作磁式质谱的离子源
结构:
四根棒状电极，形成四极场 1，3棒： (Vdc +Vrf) 2，4棒：- (Vdc+ Vrf ) 原理：在一定的Vdc Vrf 下 ， 只有一定质量的离子可通过四极场， 到达检测器，其他质量的离子碰到四极杆被吸收，在另外的 Vdc Vrf 下可接收到另外质量的离子。在一定的Vdc/Vrf)下，连续改 变Vrf或Vdc可实现质量扫描. 特点：扫描速度快，灵敏度高.
检测器（detecter）
真空系统（Vacuum system）
9.2.1 有机质谱仪的构成
GC LC 直接进样探头
进样系统
四极质量分析器 Quadrupole 四极离子阱 IT 扇形场质谱量分析器 Sector 飞行时间质谱仪 TOF-MS 离子回旋共振质谱仪 ICR-MS
离子源
质量分析器
离子检测器
某化合物的组成式为C8H8O2，其质谱图如图，确定化合物结构式。
m* 亚稳离子
它们的存在从质谱图中很容易判别。
酯可以发生α-裂解丢失 或OR自由基产生m/z59＋n×14和29＋n×14的离子.
根据精密质量就可以将这些物质区别开来
1960年代：研究GC-MS联用技术
分子离子一般指由天然丰度最高的同位素组合的离子，相应的有相同元素的其他同位素组成的离子称为同位素离子，在质谱中称为同位素峰.
[M-58]
[M-17]
3 快原子轰击(fast atom bombardment FAB)
原理：快原子(Ar或Xe）轰击样品产生离子 特点：
1. 适用于极性强，难汽化，分子量大的化合物分析
2. 得准分子离子，如（M+H)+ （M+Na)+ 碎片离子很少
3. FAB一般用作磁式质谱的离子源
结构:
四根棒状电极，形成四极场 1，3棒： (Vdc +Vrf) 2，4棒：- (Vdc+ Vrf ) 原理：在一定的Vdc Vrf 下 ， 只有一定质量的离子可通过四极场， 到达检测器，其他质量的离子碰到四极杆被吸收，在另外的 Vdc Vrf 下可接收到另外质量的离子。在一定的Vdc/Vrf)下，连续改 变Vrf或Vdc可实现质量扫描. 特点：扫描速度快，灵敏度高.
检测器（detecter）
真空系统（Vacuum system）
9.2.1 有机质谱仪的构成
GC LC 直接进样探头
进样系统
四极质量分析器 Quadrupole 四极离子阱 IT 扇形场质谱量分析器 Sector 飞行时间质谱仪 TOF-MS 离子回旋共振质谱仪 ICR-MS
离子源
质量分析器
离子检测器
某化合物的组成式为C8H8O2，其质谱图如图，确定化合物结构式。
m* 亚稳离子
它们的存在从质谱图中很容易判别。
酯可以发生α-裂解丢失 或OR自由基产生m/z59＋n×14和29＋n×14的离子.
根据精密质量就可以将这些物质区别开来
1960年代：研究GC-MS联用技术
分子离子一般指由天然丰度最高的同位素组合的离子，相应的有相同元素的其他同位素组成的离子称为同位素离子，在质谱中称为同位素峰.
质谱原理及使用PPT课件
形磁分析器。离子束经加速后飞入磁 极间的弯曲区，由于磁场作用，飞行 轨道发生弯曲，见图21．7。
此时离子受到磁场施加的向心力 Bzeυ作用，且离子的离心力mυ2·r-1也 同时存在，r为离子圆周运动的半径。 只有在上述两力平衡时，离子才能飞 出弯曲区，即
Bzeυ=mυ2/r
其中B为磁感应强度，ze为电荷， υ为运动速度，m为质量，r为曲率半 径。调整后，可得
质谱分析器的电磁场中，根据所选择 的分离方式，最终实现各种离子按m ／z进行分离。
（二）质谱仪的主要性能指标
1．质量测定范围 质谱仪的质量测定范围表示质谱仪 所能够进行分析样品的相对原子质量（ 或相对分子质量）范围，通常采用原子 质量单位（unified atomic mass unit， 符号u）进行度量。原子质量单位是由 12C来定义的，即一个处于基态的12C中 性原子的质量的1/12，即
（4）火花源
对于金属合金或离子型残渣之类的 非挥发性无机试样，必须使用不同于上 述离子化源的火花源。火花源类似于发 射光谱中的激发源。向一对电极施加约 30 kV脉冲射频电压，电极在高压火花 作用下产生局部高热，使试样仅靠蒸发 作用产生原子或简单的离子，经适当加 速后进行质量分析。火花源具有一些优 点：
4．质量分析器
质谱仪的质量分析器位于离子源和检 测器之间，依据不同方式将样品离子按质 荷比m／z分开。质量分析器的主要类型 有：磁分析器、飞行时间分析器、四极滤 质器、离子捕获分析器和离子回旋共振分 析器等。随着微电子技术的发展，也可以 采用这些分析器的变型。
（l）磁分析器 最常用的分析器类型之一就是扇
1 u1 1(2 6.012.0 22 1 012 0 0 g 1 4 3 1C 2 C 0 2原 /m 0/1 m 子 o C 2 1 lo C 2） l
此时离子受到磁场施加的向心力 Bzeυ作用，且离子的离心力mυ2·r-1也 同时存在，r为离子圆周运动的半径。 只有在上述两力平衡时，离子才能飞 出弯曲区，即
Bzeυ=mυ2/r
其中B为磁感应强度，ze为电荷， υ为运动速度，m为质量，r为曲率半 径。调整后，可得
质谱分析器的电磁场中，根据所选择 的分离方式，最终实现各种离子按m ／z进行分离。
（二）质谱仪的主要性能指标
1．质量测定范围 质谱仪的质量测定范围表示质谱仪 所能够进行分析样品的相对原子质量（ 或相对分子质量）范围，通常采用原子 质量单位（unified atomic mass unit， 符号u）进行度量。原子质量单位是由 12C来定义的，即一个处于基态的12C中 性原子的质量的1/12，即
（4）火花源
对于金属合金或离子型残渣之类的 非挥发性无机试样，必须使用不同于上 述离子化源的火花源。火花源类似于发 射光谱中的激发源。向一对电极施加约 30 kV脉冲射频电压，电极在高压火花 作用下产生局部高热，使试样仅靠蒸发 作用产生原子或简单的离子，经适当加 速后进行质量分析。火花源具有一些优 点：
4．质量分析器
质谱仪的质量分析器位于离子源和检 测器之间，依据不同方式将样品离子按质 荷比m／z分开。质量分析器的主要类型 有：磁分析器、飞行时间分析器、四极滤 质器、离子捕获分析器和离子回旋共振分 析器等。随着微电子技术的发展，也可以 采用这些分析器的变型。
（l）磁分析器 最常用的分析器类型之一就是扇
1 u1 1(2 6.012.0 22 1 012 0 0 g 1 4 3 1C 2 C 0 2原 /m 0/1 m 子 o C 2 1 lo C 2） l
质谱法(MS)PPT课件
2022/3/23
2022/3/23
2022/3/23
(一)真空系统
质谱仪的离子产生及经过系统必须处于高 真空状态（离子源真空度应达l．3×10-4～ l．3×10-5Pa，质量分析器中应达l．3×10-6Pa）。 若真空度过低，则会造成离子源灯丝损坏、本底 增高、到反应过多，从而使图谱复杂化、干扰离 子源的调节、加速极放电等问题。一般质谱仪都 采用机械泵预抽真空后，再用高效率扩散泵连续 地运行以保持真空。现代质谱仪采用分子泵可获 得更高的真空度。
磁场方向 电荷运动方向
洛仑兹力方向
2022/3/23§3 质谱仪Fra bibliotek2022/3/23
一、质谱仪的基本结构
质谱仪是通过对样品电离后产生的 具有不同m／z的离子来进行分离分析的。 质谱仪须有进样系统、电离系统、质量 分析器和检测系统。为了获得离子的良 好分析，必须避免离子损失，因此凡有 样品分子及离子存在和通过的地方，必 须处于真空状态。
离子源是质谱仪的心脏，可以将离子源看作是比 较高级的反应器，其中样品发生一系列的特征降解反 应，分解作用在很短时间（～1μs）内发生，所以可 以快速获得质谱。
许多方法可以将气态分子变成离子，它们已被应 用到质谱法研究中，表1列出了各种离子源的基本特 征。
2022/3/23
2022/3/23
（一）电子轰击
场致解吸是通过浸渍或注射被测样品在场致电离 源的阳极表面形成一层液膜而进行的场致电离。该方 法能用于电离不挥发或热不稳定的化合物。其缺点是 所得到的总离子流比其它电离方法较低。
(5)快原子轰击(FAB)
快原子轰击是用2~10eV氩快原子轰击聚集态样品
对溅射离子作质量分析获得快质谱。其过程是用一个 离子源将输入的氩气电离成离子，然后使氩离子与中 性氩气碰撞，用所发出的谐振电荷迁移过程，获得与 氩离子的能量相近的快原子束
2022/3/23
2022/3/23
(一)真空系统
质谱仪的离子产生及经过系统必须处于高 真空状态（离子源真空度应达l．3×10-4～ l．3×10-5Pa，质量分析器中应达l．3×10-6Pa）。 若真空度过低，则会造成离子源灯丝损坏、本底 增高、到反应过多，从而使图谱复杂化、干扰离 子源的调节、加速极放电等问题。一般质谱仪都 采用机械泵预抽真空后，再用高效率扩散泵连续 地运行以保持真空。现代质谱仪采用分子泵可获 得更高的真空度。
磁场方向 电荷运动方向
洛仑兹力方向
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一、质谱仪的基本结构
质谱仪是通过对样品电离后产生的 具有不同m／z的离子来进行分离分析的。 质谱仪须有进样系统、电离系统、质量 分析器和检测系统。为了获得离子的良 好分析，必须避免离子损失，因此凡有 样品分子及离子存在和通过的地方，必 须处于真空状态。
离子源是质谱仪的心脏，可以将离子源看作是比 较高级的反应器，其中样品发生一系列的特征降解反 应，分解作用在很短时间（～1μs）内发生，所以可 以快速获得质谱。
许多方法可以将气态分子变成离子，它们已被应 用到质谱法研究中，表1列出了各种离子源的基本特 征。
2022/3/23
2022/3/23
（一）电子轰击
场致解吸是通过浸渍或注射被测样品在场致电离 源的阳极表面形成一层液膜而进行的场致电离。该方 法能用于电离不挥发或热不稳定的化合物。其缺点是 所得到的总离子流比其它电离方法较低。
(5)快原子轰击(FAB)
快原子轰击是用2~10eV氩快原子轰击聚集态样品
对溅射离子作质量分析获得快质谱。其过程是用一个 离子源将输入的氩气电离成离子，然后使氩离子与中 性氩气碰撞，用所发出的谐振电荷迁移过程，获得与 氩离子的能量相近的快原子束
质谱仪的简述及应用PPT课件
样孔进入分析器
.
ESI是很软的电离方法，即便是分子量大，稳定性差的化 合物，也不会在电离过程中发生分解。
特点： ❖ 适合于适用于强极性，大分子量的样品（生物大分
子）分析，如蛋白质、肽、糖等。 ❖ 最大特点是容易形成多电荷离子。一个分子量为
10000Da的分子若带有10个电荷，则其质荷比只有 1000Da，进入了一般质谱仪可以分析的范围之内。 因此目前采用电喷雾电离，可以测量分子量在 300000Da以上的蛋白质。 ❖ 主要用于液相色谱-质谱联用仪
.
（1） 电子电离源(electron ionization EI)
动画
图4-6电子电离源原理图
.
EI是质谱中最常用的离子源，电子能量一般为70eV，大 多数有机化合物的电离电位7~15eV，多数分子离子进一 步裂解产生碎片离子。
样品分子形成离子的四种途径： • 样品分子被打掉一个电子形成分子离子（同位素离子）。 • 分子离子进一步发生化学键断裂形成碎片离子。 • 分子离子发生结构重排形成重排离子。 • 通过分子离子反应生成加合离子。 特点： ❖ 碎片离子多，结构信息丰富，有标准化合物质谱库； ❖ 主要用于挥发性样品的电离，不能汽化的样品不能分析； ❖ 稳定性不高的样品得不到分子离子；
第四章 质谱分析法 Mass Spectrometry，MS 第一节 概述
分子
.
4.1.1 质谱仪的发展史
1911年: 世界第一台质谱装置（J.J. Thomson） 40年代: 用于同位素测定和无机元素分析 50年代： 开始有机物分析（分析石油） 60年代： 研究GC-MS联用技术 70年代： 计算机引入 80年代： 新的质谱技术出现：快原子轰击电离子源，基
质辅助激光解吸电离源，电喷雾电离源，大气压化学电离源； LC-MS联用仪，感应耦合等离子体质谱仪，富立叶变换质谱仪等
质谱的原理和图谱的析ppt课件.ppt
• 适用于难汽化、热不稳定的样品. 如: 糖类. • FI、FD分子离子峰较强，碎片离子峰较少。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
(4)快原子轰击(fast atom bombardment, FAB) • 用高能量的快速Ar原子束轰击样品分子(用液体基质 负载样品并涂敷在靶上，常用基质有甘油、间硝基苄 醇、二乙醇胺等),使之离子化。 • FAB灵敏度高，适用于对热不稳定、极性强的分子， 如肽、蛋白质、金属有机物等。 • 样品分子常以质子化的[M+H]+离子出现 • 基质分子会产生干扰峰。
静电分析器加在磁分析器之前。加速后的离子在静
电分析器中, 受到外斥内吸的电场力(zE)的作用, 迫使
离子作弧形运动。
zE mv 2
R
结合 1 mv2 zV， 导出 2
R 2V E
静电分析器只允许具有特定能量的离子通过,达到
能量聚焦,提高仪器分辨率。
V:加速电压. E: 电位差.v: 速度. m: 质量.
分子离子峰的应用： 分子离子峰的质荷比就是化合物的相对分子质量， 所以，用质谱法可测分子量。
பைடு நூலகம்
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
（2）同位素离子 含有同位素的离子称为同位素离子。 与同位素离子相对应的峰称为同位素离子峰。
（9）亚稳离子
从离子源出口到达检测器之前裂解并被记录的离子称 亚稳离子，其动能小于离子源生成的离子，以低强度
于表观质量m*（跨2～3质量单位）处记录下来，其m/z 一般不为整数。 m*=m22/m1 在质谱中，m*可提供前体离子和子离子之间的关系。
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同位素离子的强度之比，可以用二项式展 开式各项之比来表示：
(a+b)n
a-某元素轻同位素的丰度； b-某元素重同位 素的丰度； n-同位素个数。
例如，某化合物分子中含有两个氯，其分子离子的三种 同位素离子强度之比，由上式计算得：
(a+b)n=(3+1)2=9+6+1 即三种同位素离子强度之比为9：6：1。这样，如果知 道了同位素的元素个数，可以推测各同位素离子强度之 比。同样，如果知道了各同位素离子强度之比，可以估 计出元素的个数。
经检测器检测记录不同信号，便得 到图谱。
4
色—质谱联用
色谱仪：实现混合物 的组分分离
质谱仪：各组分分子 量、分子式及结构的 确定
色谱仪包括：气相/液相/固相/色谱仪
5
质谱仪的应用
近年来质谱技术发展很快。随着质谱技术的发 展,质谱技术的应用领域也越来越广。由于质谱分 析具有灵敏度高，样品用量少，分析速度快，分离 和鉴定同时进行等优点，因此，质谱技术广泛的应 用于化学，化工，环境，能源，医药，运动医学， 刑侦科学，生命科学，材料科学等各个领域。
质谱法实例分析与应用
组员：陈梦露 范萍 文秋香 杨雨佳
1
质谱仪原理介绍
——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；
质谱中的离子有分子离子、同位素离子、 碎片离子等，综合分析可获得化合物分子量、化学 结构、裂解规律等信息；与色谱仪及计算机联用， 既可定性分离也可定量分析；金属和非金属固体样 品高纯分析，可检测出亿分之一的杂质。
6
电子电离源(Electron Ionization EI)
在电子轰击下，样品分子可能有四种 不同途径形成离子：
136失去CO，而不136失去C2H4。 14
4、可能的结构
图9.20是某未知物质谱图，试确定其结构
分析过程： 1、质谱图可以确定该化合物的分子量 M=154。M/z 156是m/z 154的同位素峰
2、由m/z154和m/z156之比约为3： 1，可以推测化合物中含有一个Cl原 子。
4、可能含有的官能团 3、m/z154失去15个质量单位（CH3）得 m/z139离子。 m/z139失去28个质量单位（ CO，C2H4）得m/z111离子。 m/z77、m/z 76、m/z 51是苯环的特征离子。m/z 43可能 是-C3H7或-COCH3生成的离子。
2
进样系统
离子源
将欲分析样品电 离，得到带有样 品信息的离子
将离子按质荷比分开， 将相同的M/Z离子聚焦在 一起,组成质谱，
质量分析器
检测器
3
2.仪器与设备
样品进入电离室，经高能电子束轰 击后电离形成分子离子或碎片离子。
带正电的离子受高压电场加速后进 入质量分析器。
在磁场的作用下发生偏转，不同的 加速电压和不同磁场条件下，分离 不同m/e的离子。
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电离后的得到的离子种类——重排离子
对于含有如羰基这样的不饱和官能团的化合物，γ 氢是通过六员环过渡态转移的。凡是具有γ的氢的醛 、酮、酯、酸及烷基苯、长链烯等，都可以发生麦 氏重排。（可以有电子和自由基引起重排）
11
质谱分析的一般规则
12
质谱解析的一般步骤
核对获得的谱图 扣除本底等因素 引起的失真
➢ 样品分子被打掉一个电子 形成分子离子。 ➢ 分子离子进一步发生化学 键断裂形成碎片离子。 ➢ 分子离子发生结构重排形 成重排离子。 ➢ 通过分子离子反应生成加 合离子。
7
电离得到的离子种类——分子离子
在电子轰击下，有机物分子失去一个电子所形成的离子叫 分子离子,为自由基离子。
M+e →M+ + 2e 一般规律是，化合物分子稳定性差，键长，分子离 子峰弱，有些酸醇及支键烃的分子离子峰较弱甚至不出现 ，相反，芳香化合物往往都有较强的分子离子峰。 分子离子峰强弱的大致顺序是：芳环>共轭烯>烯> 酮>不分支烃>醚>酯>胺>酸>醇>高分支烃。
8
电离后得到的离子种类——碎片离子
碎片离子是分子离子碎裂产生的。碎片离子 还可以进一步碎裂形成更小的离子。 碎片离子形成的机理有下面几种情况：
➢ 1.游离基引发的断裂（α断裂） ➢ 2.正电荷引发的断裂（诱导断裂或i断裂 ） ➢ 3.σ断裂 ➢ 4.环烯的断裂--逆狄尔斯-阿德尔反
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电离后得到的离子种类——同位素离子
2、该化合物的不饱和度为5；由 于不饱和度为5，而且质谱中存 在m/z 77，51等峰，可以推断该 化合物中含有苯环。
3、高质量端质谱峰m/z105是m/z 136失去
质量为31的碎片（-CH2OH或-OCH3）产生的 ，m/z 77(苯基)是m/z 105失去质量为28
的碎片（-CO或-C2H4）产生的。因为质谱 中没有m/z 91离子，所以m/z105对应的是
15
综合样品其他知 识，给出明确的 指导方向
尽可能判断出分 子离子
假设一个分子结构,与已知参考谱 图对照,或取类似的化合物,并作 出它的质谱进行对比。
假设和排列可能 的结构归属Leabharlann 13质谱分析的应用实例
由元素分析测得某化合物的组成式为C8H8O2，其质谱图 如图9.19，确定化合物结构式：
分析过程：
1、该化合物的分子量 M=136
(a+b)n
a-某元素轻同位素的丰度； b-某元素重同位 素的丰度； n-同位素个数。
例如，某化合物分子中含有两个氯，其分子离子的三种 同位素离子强度之比，由上式计算得：
(a+b)n=(3+1)2=9+6+1 即三种同位素离子强度之比为9：6：1。这样，如果知 道了同位素的元素个数，可以推测各同位素离子强度之 比。同样，如果知道了各同位素离子强度之比，可以估 计出元素的个数。
经检测器检测记录不同信号，便得 到图谱。
4
色—质谱联用
色谱仪：实现混合物 的组分分离
质谱仪：各组分分子 量、分子式及结构的 确定
色谱仪包括：气相/液相/固相/色谱仪
5
质谱仪的应用
近年来质谱技术发展很快。随着质谱技术的发 展,质谱技术的应用领域也越来越广。由于质谱分 析具有灵敏度高，样品用量少，分析速度快，分离 和鉴定同时进行等优点，因此，质谱技术广泛的应 用于化学，化工，环境，能源，医药，运动医学， 刑侦科学，生命科学，材料科学等各个领域。
质谱法实例分析与应用
组员：陈梦露 范萍 文秋香 杨雨佳
1
质谱仪原理介绍
——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；
质谱中的离子有分子离子、同位素离子、 碎片离子等，综合分析可获得化合物分子量、化学 结构、裂解规律等信息；与色谱仪及计算机联用， 既可定性分离也可定量分析；金属和非金属固体样 品高纯分析，可检测出亿分之一的杂质。
6
电子电离源(Electron Ionization EI)
在电子轰击下，样品分子可能有四种 不同途径形成离子：
136失去CO，而不136失去C2H4。 14
4、可能的结构
图9.20是某未知物质谱图，试确定其结构
分析过程： 1、质谱图可以确定该化合物的分子量 M=154。M/z 156是m/z 154的同位素峰
2、由m/z154和m/z156之比约为3： 1，可以推测化合物中含有一个Cl原 子。
4、可能含有的官能团 3、m/z154失去15个质量单位（CH3）得 m/z139离子。 m/z139失去28个质量单位（ CO，C2H4）得m/z111离子。 m/z77、m/z 76、m/z 51是苯环的特征离子。m/z 43可能 是-C3H7或-COCH3生成的离子。
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进样系统
离子源
将欲分析样品电 离，得到带有样 品信息的离子
将离子按质荷比分开， 将相同的M/Z离子聚焦在 一起,组成质谱，
质量分析器
检测器
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2.仪器与设备
样品进入电离室，经高能电子束轰 击后电离形成分子离子或碎片离子。
带正电的离子受高压电场加速后进 入质量分析器。
在磁场的作用下发生偏转，不同的 加速电压和不同磁场条件下，分离 不同m/e的离子。
10
电离后的得到的离子种类——重排离子
对于含有如羰基这样的不饱和官能团的化合物，γ 氢是通过六员环过渡态转移的。凡是具有γ的氢的醛 、酮、酯、酸及烷基苯、长链烯等，都可以发生麦 氏重排。（可以有电子和自由基引起重排）
11
质谱分析的一般规则
12
质谱解析的一般步骤
核对获得的谱图 扣除本底等因素 引起的失真
➢ 样品分子被打掉一个电子 形成分子离子。 ➢ 分子离子进一步发生化学 键断裂形成碎片离子。 ➢ 分子离子发生结构重排形 成重排离子。 ➢ 通过分子离子反应生成加 合离子。
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电离得到的离子种类——分子离子
在电子轰击下，有机物分子失去一个电子所形成的离子叫 分子离子,为自由基离子。
M+e →M+ + 2e 一般规律是，化合物分子稳定性差，键长，分子离 子峰弱，有些酸醇及支键烃的分子离子峰较弱甚至不出现 ，相反，芳香化合物往往都有较强的分子离子峰。 分子离子峰强弱的大致顺序是：芳环>共轭烯>烯> 酮>不分支烃>醚>酯>胺>酸>醇>高分支烃。
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电离后得到的离子种类——碎片离子
碎片离子是分子离子碎裂产生的。碎片离子 还可以进一步碎裂形成更小的离子。 碎片离子形成的机理有下面几种情况：
➢ 1.游离基引发的断裂（α断裂） ➢ 2.正电荷引发的断裂（诱导断裂或i断裂 ） ➢ 3.σ断裂 ➢ 4.环烯的断裂--逆狄尔斯-阿德尔反
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电离后得到的离子种类——同位素离子
2、该化合物的不饱和度为5；由 于不饱和度为5，而且质谱中存 在m/z 77，51等峰，可以推断该 化合物中含有苯环。
3、高质量端质谱峰m/z105是m/z 136失去
质量为31的碎片（-CH2OH或-OCH3）产生的 ，m/z 77(苯基)是m/z 105失去质量为28
的碎片（-CO或-C2H4）产生的。因为质谱 中没有m/z 91离子，所以m/z105对应的是
15
综合样品其他知 识，给出明确的 指导方向
尽可能判断出分 子离子
假设一个分子结构,与已知参考谱 图对照,或取类似的化合物,并作 出它的质谱进行对比。
假设和排列可能 的结构归属Leabharlann 13质谱分析的应用实例
由元素分析测得某化合物的组成式为C8H8O2，其质谱图 如图9.19，确定化合物结构式：
分析过程：
1、该化合物的分子量 M=136