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谱图检索结合二级质谱定性分析烟草中挥发性成分

谱图检索结合二级质谱定性分析烟草中挥发性成分

2012年第70卷化 学 学 报V ol. 70, 2012 第5期, 649~658ACTA CHIMICA SINICANo. 5, 649~658* E-mail: minsg@Received May 2, 2011; revised October 10, 2011; accepted November 28, 2011. Project supported by Tobacco Corporation of Yunnan Dali (No. 09YN016). 云南省烟草公司(No. 09YN016)资助项目.·研究论文·谱图检索结合二级质谱定性分析烟草中挥发性成分吴丽君a 段 佳a 李倩倩a 曹金莉b 刘 玮a 闵顺耕*,a(a 中国农业大学理学院应用化学系 北京 100193) (b 云南省烟草公司大理州公司 云南 671000)摘要 采用同时蒸馏萃取法提取烟叶中的挥发性成分, 利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分离测定, 通过谱库检索和匹配度定性结合色谱保留指数方法鉴定烟叶中挥发性成分, 并引入离子阱二级质谱对谱库检索匹配度差距小、含量低, 背景干扰大的物质准确定性. 采用谱图检索结合二级质谱定性共鉴定144个化合物, 其中104个化合物在烟草挥发性成分的文献中已有报道, 报道中有9个化合物是通过二级质谱定性, 其余40个化合物还未见报道. 结果表明, 离子阱二级质谱定性的引入提高了对未知化合物定性的准确性和可靠性, 适合于烟叶这类复杂植物体系的化学组分研究. 关键词 同时蒸馏萃取; 烟叶; 挥发性成分; 离子阱二级质谱Identification of the Volatile Components in Tobacco by Gas Chro-matograph Coupled with Ion Trap Tandem Mass SpectrometryWu, Lijun a Duan, Jia a Li, Qianqian a Cao, Jinli b Liu, Wei a Min, Shungeng*,a(a Department of Applied Chemistry , College of Science , China Agricultural University , Beijing 100193)(b Tobacco Corporation of Yunnan Dali , Yunnan 671000)Abstract The volatile components in tobacco leaves were extracted by simultaneous distillation and ex-traction (SDE), and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The volatile components in tobacco leaves were identified by library searching and spectral matching combined with retention index. Ion trap tandem mass spectrometry was introduced to identify some components which had tiny difference of library matching, low concentration, and complex matrix. 144 components were identified by library searching, spectral matching and ion trap tandem mass spectrometry in this paper. And 104 volatile compo-nents have been reported, 9 of them were identified by ion trap tandem mass spectrometry, the other 40 components have not been reported in the literature. So ion trap tandem mass spectrometry is the precise and reliable method to identify some unknown components, and is suitable for separation and identification of complex system.Keywords simultaneous distillation and extraction; tobacco; volatile components; ion trap tandem mass spectrometry烟叶挥发性成分是衡量其质量的重要指标[1], 是烟叶的重要组成部分, 对烟的吃味具有决定作用[2]. 烟草中的挥发性、半挥发性致香成分提取通常采用溶剂萃取[3]、水蒸汽蒸馏萃取[4]、同时蒸馏萃取[5~7]、超临界流体萃取[8]、固相微萃取[9]、液相微萃取[10]、顶空分析[11], 吹扫-捕集[12]等方法, 其中同时蒸馏萃取和减压蒸馏萃650化学学报V ol. 70, 2012取两种方法应用较为普遍[13].烟叶和烟气中己被鉴定的化学成分有6600种, 其中, 烟叶中有3800种, 烟气中有3900种, 烟气中独有的有2800种. 这些化学成分中约有三分之一与烟叶和烟气的香味有不同程度的关系, 有些香气明显, 有些较弱, 有些是产生致香物质的前体物和中间产物, 有些起和顺烟气, 增加香气效果的作用[14]. 烤烟中重要的香味物质包括: 新植二烯、巨豆三烯酮、二氢猕猴桃内脂、茄酮、乙酸吡咯、糖醇、β-大马酮、异佛尔酮、二氢氧化异佛尔酮、β-紫罗兰酮、香叶基丙酮、β-二氢大马酮、β-苯乙酮、芳樟醇、苯甲醇、6-甲基-5-庚烯-2-酮、苯甲醛、糖醛等[15], 气相色谱-质谱联用仪适用于烟草挥发性成分的分离和鉴定[16].气相色谱-质谱法进行挥发性成分的鉴定主要通过谱图匹配度定性、保留指数定性以及准确质量定性三种方法. 具有高的正匹配度和逆匹配度的谱库检索定性结果可信, 并可利用标准物进一步确证[17]. 但烟叶中挥发性成分复杂、含量差异较大, 尽管优化过提取和分离条件, 仍然会有重叠峰的出现, 因此仅利用谱库检索和匹配度来定性是不可靠的, 需要对谱图进行解卷积扣背景的处理, 再利用谱库搜索, 以提高谱库检索的准确性[18,19]. 烟叶挥发性成分中的同分异构体结构相似、质谱图差别小、准确质量相同, 文献报道利用保留指数进行定性, 具有较好的准确性和重现性[20]. 准确质量测定能够提供元素组成、质量准确值等化合物信息, 缩小谱库检索范围, 增加谱库检索的可靠性[21].二级质谱逐渐应用于混合物结构鉴定[22~24], 此方法具有独特的优势, 可以准确定性谱库检索匹配度差距小, 含量低, 背景干扰大的物质, 且在烟草中挥发性成分的鉴定还鲜有报道. 本文采用同时蒸馏萃取法提取烟叶中的挥发性成分, GC/MS分离, NIST谱库鉴定挥发性成分[25]的结构, 并引入二级质谱对部分难定性的峰进行了定性鉴定, 取得了满意的结果.1 实验部分1.1 试剂与仪器选取云南省红大(B2F, C3F, C2L, X2F)烟叶, 烘干去梗粉碎, 过60目筛作为待测样品.试剂: 二氯甲烷(天津, 99.5%色谱纯)、碳氢化合物校准标样(北京)、无水硫酸钠(北京, 分析纯)、氯化钠(北京, 分析纯).仪器: 同时蒸馏萃取装置(郑州)、天平(梅特勒AB204-S), Varian 431GC-200MS, NIST2008谱图库. 1.2 实验过程1.2.1 提取方法称取20 g粉碎烟样, 置于1000 mL烧瓶中, 加350 mL饱和氯化钠水溶液, 混合均匀, 取萃取液二氯甲烷40 mL置于100 mL烧瓶中, 分别连接在同时蒸馏萃取装置上. 1000 mL烧瓶用可调电炉加热至沸腾, 100 mL 烧瓶用60 ℃水浴加热, 调整仪器装置高度, 使水和二氯甲烷液面平衡, 同时蒸馏萃取 2 h, 萃取液收集于三角瓶中. 之后换上装有200 mL蒸馏水的烧瓶和10 mL 二氯甲烷的烧瓶同时蒸馏提取15 min后收集, 将两次收集液合并. 然后定容至50 mL, 吸取1 μL进气相色谱-离子阱质谱测定.1.2.2 分离条件GC条件: 色谱柱: DB-5MS (30 m×0.25 mm×0.25 μm)熔融石英毛细管柱; 载气: He, 1.0 mL/min; 进样口温度: 280 ℃; 起始柱温为60 ℃, 保持2 min, 以4 ℃/ min的速率升至135 ℃, 再以2 ℃/min的速率升至175 ℃, 最后以5 ℃/min的速率升至250 ℃, 保持2 min; 分流进样, 分流比: 10∶1; 进样量: 1 μL.MS条件: 溶剂延迟5 min; 传输线温度: 250 ℃; 离子阱温度: 220 ℃; 腔体温度: 40 ℃; 扫描质量数范围: 50~350 (amu).2 结果与讨论2.1 NIST谱库检索和匹配度定性结果烟末挥发性成分的GC/MS总离子流图(图1)所示, 扫描时间60 min, 识别400多个色谱峰, 得到的质谱图通过NIST库检索对未知化合物定性. 在总离子流图(图1)中化合物1 (17.762min)的峰相对含量较高, 对其质谱图进行检索(图2A), 正匹配度和逆匹配度都在900以上的化合物为烟碱(图2B), 俗称尼古丁, 依据谱库检索和匹配度定性确定此峰对应的化合物为烟碱, 裂解情况如图2C. 由于烟草中挥发性成分十分复杂, 数量较多, 且相对含量差别也较大, 要完全将所有化合物都准确定性还存在一定困难. 本文通过谱库检索, 结合物质的结构和性质, 以及参考化合物色谱保留指数, 定性正匹配度和逆匹配度都在800以上的化合物144个, 其中95个化合物在烟草挥发性成分的文献中已有报道, 另外40个化合物在烟叶挥发性成分的文献中尚未见报道, 结果见表1, 还需进一步确证. 另外有9个化合物结构需二级质谱进一步确认.No. 5吴丽君等:谱图检索结合二级质谱定性分析烟草中挥发性成分651图1 烟叶中挥发性成分总离子流图Figure 1The total ion chromatogram of the volatile components in cut tobacco图2A 化合物1的质谱图Figure 2A The mass spectrum of component 1图2B 尼古丁标准质谱图Figure 2BThe standard mass spectrum of nicotineNNm /z 133m /z 162m /z 162m /z 162/z 84m /z 162m /z 78+++图2C 尼古丁的主要裂解Figure 2C Fragmentation mechanisms of nicotine2.2 二级质谱定性结果烟叶中的挥发性成分复杂, 有些峰在谱库检索中出现多种结构的匹配度差距很小的现象, 导致定性有多种可能性, 如图3A, 此质谱图(7.138 min)检索出现很多匹配度相近的化合物, 在正匹配度和逆匹配度800~860之间共有30个化合物, 无法确定准确的结构. 采用二级质谱对质荷比(m /z ) 105的离子加大轰击电压, 得二级质谱图3B, 有m /z 105, 77的离子碎片, 说明有苯环, 且m /z 105的离子很稳定, 再根据谱库检索以及其他信息初步确定该化合物是苯甲酰甲酸, 裂解情况如图3C. 类似的还有5.507 min 的峰, 通过二级质谱鉴定该化合物652化学学报V ol. 70, 2012表1烟叶中挥发性成分Table 1 Volatile components in tobacco leaves保留时间 CAS号英文名分子式(结构式*)5.037a 106-42-3p-xylene C8H105.240a 930-60-94-Cyclopenten-1,3-dione C5H4O25.407 b 25414-22-62-Methoxyfurane C5H6O25.488a 629-20-91,3,5,7-Cyclooctatetraene C8H85.507c 108-38-3m-XyleneC8H10()5.579a 1120-72-52-Methyl-cyclopentanon C6H10O 5.701b 15877-57-33-Methyl-1-pentanal C6H12O 5.817a 1192-62-7Ethanone,1-(2-furanyl)- C6H6O2 6.146 b 3760-54-11-Formylpyrrolidine C5H9NO 6.328 b 104-93-84-Methylanisole C8H10O 6.478a 3208-16-02-Ethylfuran C6H8O 6.724a 3857-25-8(5-Methyl-2-furylL)methanol C6H8O2 6.775a 110-86-1Azabenzene C5H5N 6.796a 928-68-72-Heptanone,6-methyl- C8H16O 6.879b 103-65-1N-Propylbenzene C9H12 7.038a 620-02-02-Furancarboxaldehyde,5-methyl- C6H6O2 7.054b 526-73-81,2,3-Trimethylbenzene C9H127.138c 611-73-4BenzoylformicacidC8H6O3 (OOH O)7.350a 22122-36-73-Methyl-2(5H)-Fuaranone C5H6O2 7.365a 108-95-2Phenol C6H6O7.572 c 110-93-06-Methyl-5-hepten-2-oneC8H14O (O)7.676a 22607-16-51,5-Heptadiene-3,4-diol,2,5-dimethyl- C9H16O2 7.733a 3777-69--32-Pentylfuran C9H14O 7.908a 98-86-2Acetophenone C8H8O 8.144a 500-22-13-Pyridinecarboxaldehyde C6H5NO 8.200 b 24524-58-1Bicyclo[3.1.0]hexane,6-isopropylidene C9H14 8.252a 1003-29-82-Pyridinecarboxaldehyde C5H5NO 8.332a 4313-03-52,4-Heptadienal,(E,E)- C7H10O 8.459a 100-44-7Benzylchloride C7H7Cl 8.619b 62458-20-24,5-Bismethylene-1,3-dioxolan-2-one C5H4O3 8.705a 104-76-72-Ethylhexanol C8H18O 8.784b 766-90-5Cis-beta-methylstyrene C9H10 8.869b 32936-74-63-cyclobutene-1,2-dione C4H2O2 8.953a 100-51-6Benzylalcohol C7H8O 9.166a2051-49-2 Hexanoic acid, anhydride C12H22O3 9.263a 122-78-1Benzeneacetaldehyde C8H8O 9.458a 2082-59-9Anhydride C10H18O3 9.547a42739-26-4 Sorbic Acid Vinyl Ester C8H10O2 9.672a 1072-83-9Ethanone,1-(1H-pyrrol-2-yl)- C6H7NO 9.910a 63169-61-92-Methylpentanoicanhydride C12H22O3 9.991a 104-87-0p-Tolualdehyde C8H8ONo. 5吴丽君等:谱图检索结合二级质谱定性分析烟草中挥发性成分653续表保留时间 CAS 号 英文名 分子式(结构式*) 10.020 a 95-71-6 1,4-Benzenediol, 2-methyl- C 7H 8O 2 10.117 a 3212-68-8 2,4-Dimethyl-1-penten-3-one C 7 H 12O10.404c 102-27-2 N -Ethyl-3-methylanilineC 9H 13N (NH)10.697 a 78-70-6 1,6-Octadien-3-ol, 3,7-dimethyl- C 10H 18O 10.805 b6004-38-2 4,7-Methano-1H -indene, octahydro- C 10H 16 11.035 a 350-03-8Ethanone, 1-(3-pyridinyl)- C 7H 7NO 11.145 a 60-12-8 Phenylethyl Alcohol C 8H 10O 11.294 b38484-59-2 Furan, tetrahydro-2,5-dimethyl-, trans-C 6H 12O 11.335 b 1192-58-1 N-Methylpyrrole-2-carboxaldehyde C 6H 7NO 11.873 a 57283-79-1 (R ,S )-5-Ethyl-6-methyl-3E-hepten-2-one C 10H 18O 12.054 a 1125-21-9 2,6,6-Trimethyl-2-cyclohexene-1,4-dione C 9H 12O 2 12.102 b 75156-66-09-Methylene-tricyclo[4.2.1.1(2,5)]decane C 11H 16 12.226 a 17587-33-6 2,6-Nonadienal, (E ,E )- C 9H 14O12.304 a 577-16-2 2'-Methylacetophenone C 9H 10O 12.519 a100-51-6 Benzyl alcoholC 7H 8O 12.571 a 13679-56-6 2-Butanone, 4-(5-methyl-2-furanyl)- C 9H 12O 2 12.814 a 877-65-6 Benzenemethanol, 4-(1,1-dimethylethyl)- C 11H 16O 12.893 c 5323-87-5 3-Ethoxy-2-cyclohexen-1-one C 8H 12O 2 (O O)13.034 a 1604-34-8 6,10-Dimethyl-2-undecanone C 13H 26O 13.238 a 619-55-6 p -Tolylamide C 8H 9NO 13.422 a 106-48-9 4-ChlorophenolC 6H 5ClO13.472 a 29812-79-1 Hydroxylamine, O -decyl- C 10H 23NO 13.487 a 98-55-5 3-Cyclohexene-1-methanol, π,π-4-trimethyl- C 10H 18O 13.637 a 116-26-7 1,3-Cyclohexadiene-1-carboxaldehyde, 2,6,6-trimethyl- C 10H 14O 13.747 a 460-01-52,6-Dimethyl-1,3,5,7-octatetraene, E ,E - C 10H 14 14.001 b 529-20-4 2-MethylbenzaldehydeC 8H 8O 14.429 a 20189-42-8 3-Ethyl-4-methyl-pyrrole-2,5-dioneC 7H 9NO 2 14.900 a 106-25-2 (2Z)-3,7-Dimethyl-2,6-octadien-1-ol (Nerol) C 10H 18O 15.680 a 104-55-2 3-Phenylpropenal (Cinnamaldehyde)C 9H 8O 15.743 a65901-90-8 3-Methyl-4-methylamino-1,2,4-triazole-5-thiol C 4H 8N 4S 16.213 a 120-72-9Indole C 8H 7N16.337 c 490-03-9 2-Hydroxy-6-(isopropyl)-3-methylcyclohex-2-en-1-oneC 10H 16O 2 (OHO)16.671 a 7786-61-0 4-Hydroxy-3-methoxystyrene C 9H 10O 2 16.741 b 6421-88-1 2-(4-Aminophenoxy)ethanolC 8H 11NO 2 16.913 a 475-03-6 Naphthalene, 1,2,3,4-tetrahydro-1,1,6-trimethyl- C 13H 1817.762 a 54-11-5 Pyridine,3-(1-methyl-2-pyrrolidinyl)-,(S)-(Nicotine)C 10H 14N 2 18.015 a 31499-72-64-(2,2,6-Trimethyl-5-cyclohexen-1-yl)-2-butanone(Dihydo-alpha-ionone)C 13H 22O 18.358 b 259-79-0 BiphenyleneC 12H 8 18.756 a 23726-93-4(E )-1-(2,6,6-trimethyl-1,3-cyclohexadien-1-yl)-2-buten-1-one(beta-damascenone)C 13H 18O 19.197 a30364-38-6 1,1,6-Trimethyl-1,2-dihydro-naphthaleneC 13H 16654化 学 学 报 V ol. 70, 2012续表保留时间 CAS 号 英文名 分子式(结构式*) 19.285 b 563-16-6 3,3-Dimethylhexane C 8H 18 19.332 b 5732-00-3 2-(1,3-Butadienyl)mesityleneC 13H 16 19.511 a 38818-55-2 4,7,9-Megastigmatrien-3-one (Megastigmatrienone) C 13H 18O 19.525 a 626-43-7 3,5-DichloroanilineC 6H 5Cl 2N 19.747 a 63435-25-6Benzene, 2-(2-butenyl)-1,3,5-trimethyl- C 13H 18 20.354 a532-12-7 Pyridine, 3-(3,4-dihydro-2H-pyrrol-5-yl)-C 9H 10N 2 20.507 a 14901-07-6 3-Buten-2-one, 4-(2,6,6-trimethyl-1-cyclohexen-1-yl)- C 13H 20O 20.986 a 3796-70-1 (5E )-6,10-Dimethyl-5,9-undecadien-2-one (Geranylacetone) C 13H 22O 21.196 b 42775-77-9 Naphthalene, 1,2,3,4-tetrahydro-6-propyl-C 13H 18 21.524 b 585-74-0 3'-MethylacetophenoneC 9H 10O 21.862 b 77503-87-82,4,4-Trimethyl-3-[(1E )-3-oxo-1-butenyl]-2,5-cyclohexadien-1-One(2,3-dehydro-4-oxo-πionone)C 13H 16O 2 22.290 a487-19-4 1-Methyl-2-(3-pyridyl)pyrrole (B-nicotyrine)C 10H 10N 222.361 a 23267-57-4 4-(2,2,6-Trimethyl-7-oxabicyclo[4.1.0]hept-1-yl)-3-buten-2-one C 13H 20O 2 22.493 a 56052-61-0 4-(2,6,6-Trimethyl-2-cyclohexen-1-ylidene)-2-butanone C 13H 20O22.626c 4363-93-34-Quinolinecarboxaldehyde C 10H 7NO (NO)22.644 b 82391-05-74,4,5,8-Tetramethylchroman-2-ol C 13H 20O 2 23.116 b 19687-22-0 2,4,6-Tris(1,1-dimethylethyl)-4-methylcyclohexa-2,5-dien-1-one C 19H 32O23.238 a 69855-48-7 1-Methyl-4-(methylsulfonyl)bicyclo[2.2.2]octane C 10H 18O 2S 23.846 a57878-30-5 5-Hydroxy-3-methyl-1-indanone C 10H 10O 2 24.315 a17092-92-1 (2,6,6-Trimethyl-2-hydroxycyclohexylidene)acetic acid lactoneC 11H 16O 224.405c 581-50-0 2,3'-DipyridylC 10H 8N 2 (NN )24.767 a 5835-18-7 1,3,7,7-Tetramethyl-9-oxo-2-oxabicyclo[4.4.0]decane C 13H 22O 224.918 bN #: 2844041-Hydroxy-1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-8-carboxaldehydeC 11H 12O 2 (CHO OH)26.196 a 38818-55-24,7,9-Megastigmatrien-3-one (Megastigmatrienone) C 13H 18O 26.561 a 102488-09-5(2E)-1-(3-Hydroxy-2,6,6-trimethyl-1-cyclohexen-1-yl)-2- buten-1-one (3-hydroxy-πdamascone)C 13H 20O 226.826c 55591-08-7 1-Naphthalenol, 1,2,3,4-tetrahydro-2,5,8-trimethyl-C 13H 18O (OH)27.023 b 29812-79-1Hydroxylamine, O-decyl- C 10H 23NO27.522 a 3031-15-0 1,2,3,4-Tetramethylnaphthalene C 14H 1627.600 a 102488-09-5(2E )-1-(3-Hydroxy-2,6,6-trimethyl-1-cyclohexen-1-yl)-2-buten-1-one (3-hydroxy-πdamascone)C 13H 20O 2 27.841 a 8013-90-9 4-(2,6,6-Trimethyl-2(1)-cyclohexen-1-yl)-3-buten-2-one (Ionone) C 13H 20O 28.163 a 38818-55-2 4,7,9-Megastigmatrien-3-one (megastigmatrienone) C 13H 18O 28.262 b 93-07-23,4-Dimethoxybenzoic acid C 9H 10O 4 28.872 b 148-97-0 N -Nitroso-N -phenylhydroxylamine C 6H 6N 2O 229.124 b 22868-60-6 Furan-2-carboxaldehyde, 5-(1-piperidyl)- C 10H 13NO 2 29.407 a3031-15-0 1,2,3,4-TetramethylnaphthaleneC 14H 16 30.184 b 5732-00-3 2-(1,3-Butadienyl)mesityleneC 11H 10No. 5吴丽君等:谱图检索结合二级质谱定性分析烟草中挥发性成分655续表保留时间 CAS 号 英文名 分子式(结构式*) 30.806 a 3031-15-0 1,2,3,4-Tetramethylnaphthalene C 14H 16 32.202 b 2765-11-9 PentadecanalC 15H 30O 33.995 b 84944-48-9 3,3,4,5,7-Pentamethylindan-1,2-dione C 14H 16O 234.054 a 1620-98-0 3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxybenzaldehyde C 15H 22O 2 34.226 a 20490-42-01,4-Naphthalenedione, 2,3,6-trimethyl- C 13H 12O 2 35.203 a 85-01-8Phenanthrene C 14H 10 35.343 b 1196-72-1 2-UreidophenolC 7H 8N 2O 2 35.560 b 32623-17-9 4-Pentenoicacid,4-(4-methylphenyl)-,ethyl esterC 14H 18O 2 35.706 b 4676-39-5 3,4-Methylenedioxyphenyl acetoneC 10H 10O 3 36.103 a 54878-25-0(2R ,6R )-6,10-dimethyl-2-prop-1-en-2-yl-spiro[4.5]dec-9-en-8-one(Solavetivone)C 15H 22O37.453 b N #:140056 Cadala-1(10),3,8-trieneC 15H 22()37.647 a 504-96-1 7,11,15-trimethyl-3-methylidene-hexadec-1-ene (Neophytadiene) C 20H 38 38.493 a 84-69-5 Diisobutyl phthalate C 16H 22O 4 39.899 b 629-92-5Nonadecane C 19H 40 40.701 a 112-39-0 Methyl hexadecanoateC 17H 34O 241.541 a 84-74-2 Dibutyl phthalate C 16H 22O 442.397 a 26549-04-2[4aS,(+)]-1,2,3,4,4a,4b α,5,6,7,8,10,10a α-Dodecahydro-4a β,7β-dimethyl-1-methylene-7α-vinylphenanthreneC 19H 28 42.795 a 7220-78-2 12-Isopropyl-1,5,9-trimethyl-4,8,13-cyclotetradecatriene-1,3-diol C 20H 34O 2 43.920 a 1898-13-1 (1S ,2E ,7E ,11E )-2,4(18),7,11-Cembratraene (Cembrene) C 20H 3244.297 a 465-39-414,15-beta-epoxy-3-beta-hydroxy-5-beta-bufa-20,22-dienolide(Resibufogenin)C 20H 34O 4 44.377 a 57988-82-6 Bicyclo[3.1.1]hept-2-ene, 2,2'-(1,2-ethanediyl)bis[6,6-dimethyl]- C 20H 30 44.552 a 7220-78-212-Isopropyl-1,5,9-trimethyl-4,8,13-cyclotetradecatriene-1,3-diol C 20H 34O 2 44.634 a 26549-04-2[4aS,(+)]-1,2,3,4,4a,4b α,5,6,7,8,10,10a α-Dodecahydro-4a β,7β-dimethyl-1-methylene-7α-vinylphenanthreneC 19H 28 45.209 a301-00-8Methyl linolenate C 19H 32O 2 51.285 b 119-47-1 2,2'-Methylenebis(6-tert -butyl-4-methylphenol) C 23H 32O 252.760 b 56862-62-5 10-Methylnonadecane C 20H 42 53.318 b27554-26-3 1,2-Benzenedicarboxylic acid diisooctyl ester (Diisooctyl phthalate)C 24H 38O 4a为正匹配度和逆匹配度都在800以上且已有文献报道, b 为正匹配度和逆匹配度都在800以上, c 为通过二级质谱鉴定的化合物且已有文献报道. CAS 登录号, 是某种化合物唯一的数字识别号码, 没有CAS 号的化合物用N #(NIST 号). *部分结构指列出了由二级质谱定性所得结果以及没有CAS 号的物质.为间二甲苯.图4A 的质谱图(7.572 min), 由于背景干扰影响谱库检索的灵敏度, 无法确定检索结果. 加大电压轰击m /z 108的离子, 得二级质谱图4B, 有m /z 93的离子碎片. 再根据谱库检索对照, 初步确认该化合物为具有新鲜清香香气的甲基庚烯酮, 裂解情况如图4C. 类似的还有10.404, 22.626, 26.826 min 的峰, 通过二级质谱分别鉴定化合物为N -乙基-3-甲基苯胺, 4-甲醛喹啉, 1,2,3,4-四氢-2,5,8-三甲基-1-萘酚.图5A 的质谱图(16.337 min), 由于背景扣除后只有高质量数离子m /z 168, m /z 126的信息, 离子碎片信息少, 利用谱库检索会有很多高匹配度的相似化合物结构, 直接定性较为困难, 甚至会导致定性错误; 加大轰击电压测定m /z 168和m /z 126的离子的二级质谱, 得二级质谱图5B, 得知m /z 126离子很稳定, 有m /z 109、m /z 80的离子碎片, 同时从一级质谱中(图5A)得到低质量数碎片离子m /z 55, m /z 69, m /z 80及其丰度逐渐减小与地奥酚标准质谱图较为一致, 谱库检索认为该化合物为地奥酚, 裂解情况如图5C, 且已有文献报道[19]. 类似的还有12.893, 24.405 min 的峰, 通过二级质谱分别鉴定化656化 学 学 报 V ol. 70, 2012图3A 化合物2的质谱图Figure 3A The mass spectrum of component 2图3B 化合物2的二级质谱图Figure 3B MS/MS spectrum of component 2COOHOO-em /z 77m /z 105++图3C 苯甲酰甲酸的主要裂解Figure 3C Fragmentation mechanisms of benzoylformic acid图4A 化合物3的质谱图Figure 4A The mass spectrum of component 3图4B 化合物3的二级质谱图Figure 4B MS/MS spectrum of component 3OOOHm /z 126m /z 108m /z 93+++图4C 甲基庚烯酮的主要裂解Figure 4C Fragmentation mechanisms of 6-methyl-5-hepten-2-one图5A 化合物4的质谱图Figure 5A The mass spectrum of component 4合物为3-乙氧基-2-环己烯-1-酮, α,β'-联吡啶.根据二级质谱检索定性共有9个化合物, 且都有文献报道, 见表1中上标c 为二级质谱检索定性的物质. 因此对于含量低、背景干扰大、谱库检索正匹配度和逆匹配度都在800以下的难以获得可靠检索结果的峰进行定性的物质, 结合二级质谱进行定性可以获得满意的结果, 提高了谱库检索结果的可靠性.No. 5吴丽君等:谱图检索结合二级质谱定性分析烟草中挥发性成分657图5B 化合物4的二级质谱图Figure 5B MS/MS spectrum of component 4O OHm /z 168m /z 126m /z 109++图5C 地奥酚的主要裂解Figure 5C Fragmentation mechanisms of 2-hydroxy-6-(iso- propyl)-3-methylcyclohex-2-en-1-one4 结论本文利用同时蒸馏萃取法处理烟叶样品, 提取烟叶挥发性成分, 然后采用GC/MS 分离并测定挥发性成分, 在总离子流图中能识别400多个色谱峰, 但烟草中挥发性成分非常复杂, 含量相差较大, 导致部分谱图背景干扰很大, 采用常规谱库检索和匹配度的高低不易准确定性. 本文针对难定性的成分引入二级质谱进行定性, 二级质谱的引入对于准确定性谱库检索匹配度差距小, 含量低, 背景干扰大的物质提供重要依据. 根据物质的结构和性质, 结合NIST2008谱库检索和色谱保留指数以及二级质谱定性, 本文共鉴定144个化合物, 其中104个化合物在烟草挥发性成分的文献中已有报道, 报道中有9个化合物是结合二级质谱信息定性, 还有40个化合物还未见报道, 需做进一步确证.综上, 利用离子阱二级质谱, 对难定性的化合物加大电压轰击使其产生更多离子碎片信息, 再利用谱库检索和匹配度以及其他相关信息定性, 提高了对未知化合物定性的准确性和可靠性.References1 Jing, Y.-Q.; Gong, C.-R.; Zhang, Y.-H. 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Sinica 2007,65(14), 1377 (in Chinese).(苏越, 廖远熹, 郭寅龙, 化学学报, 2007, 65(14), 1377.) 17 Li, Y.; Pang, T.; Guo, Z.-M.; Li, Y.-L.; Wang, X.-L.; Deng,658化学学报V ol. 70, 2012J.-H.; Zhong, K.-J.; Lu, X.; Xu, G.-W. Talanta2010, 81, 650.18 Huang, L.-F.; Zhong, K.-J.; Sun, X.-J.; Wu, M.-J.; Huang,K.-L.; Liang, Y.-Z.; Guo, F.-Q.; Li, Y.-W. Anal. Chim. Acta 2006, 575, 236.19 Peng, F.-M.; Sheng, L.-Q.; Liu, B.-Z.; Tong, H.-W.; Liu,S.-M. J. Chromatogr. A2004, 1040, 1.20 Liang, S.; Li, Y.-W.; Zhao, C.-X.; Liang, Y.-Z. J. Instru-ment. Anal.2008, 27, 84 (in Chinese).(梁晟, 李雅文, 赵晨曦, 梁逸曾, 分析测试学报, 2008, 27, 84.)21 Wang, C.-Z.; Su, Y.; Guo, Y.-L. Chin. J. Org. Chem.2009,29, 948 (in Chinese).(王呈仲, 苏越, 郭寅龙, 有机化学, 2009, 29, 948.)22 Liu, S.-H.; Lu, S.-S.; Su, Y.; Guo, Y.-L. Chromatographia2011, 74, 497.23 Wang, C.-Z.; Su, Y.; Wang, H.-Y.; Guo, Y.-L. J. Am. Soc.Mass Spectrom. 2011, 22, 1839.24 Wang, H.-Y.; Guo, Y.-L. Anal. Lett. 2004, 37(10), 2151.25 Xu, Y.-J.; Bai, C.-M.; Zhong, K.-J.; Huang, J.-G.; Tang,W.-Y.; Lu, X.; Xu, G.-W. Chin. J. Anal. Chem.2006, 34, 382 (in Chinese).(许燕娟, 白长敏, 钟科军, 黄建国, 唐婉莹, 路鑫, 许国旺, 分析化学, 2006, 34, 382.)(A1105024 Zhao, X.)。

质谱的图谱分析

质谱的图谱分析

100
79
100
127
100
A+1
质量
%
A+2
质量
%
2
0.015
13
1.1
15
0.37
17
0.04
18
0.20
29
5.1
30
3.4
33
0.80
34
4.4
37
32.5
81
98
精选可编辑ppt
元素类型
A A+1 A+1 A+2
A A+2
A A+2 A+2 A+2
A
22
同位素离子的丰度是与组成该离子的元素种类及原子数目 有关的。所以可通过测定同位素离子峰与分子离子峰的相 对强度来推算分子离子的元素组成。
研究低质量端离子峰,寻找不同化合物断裂后生成的特征 离子和特征离子系列。例如,正构烷烃的特征离子系列为 m/z15、29、43、57、71等,烷基苯的特征离子系列为 m/z91、77、65、39等。根据特征离子系列可以推测化合 物类型。
离子质量
元素组成
结构类型
29
CHO

30
CH2NH2
43
CH3CO, C3H7
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。
精选可编辑ppt
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
相对强度 100
9.9 0.7
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

质谱解析

质谱解析

在一定的实验条件下,各种分子都有自己特征的裂解模式和途径,产生各具特征的离子峰,包括其分子离子峰、同位素离子峰及各种碎片离子峰。

根据这些峰的质量及强度信息,可以推断化合物的结构。

如果从单一的质谱信息还不足以确定化合物的结构或需进一步确证的话,可借助于其他的手段,如红外光谱法、核磁共振波谱法、紫外-可见吸收光谱法等。

质谱图的解释,一般要经历以下几个方面的步骤:⑴ 确定分子量;⑵ 确定分子式,除了上面阐述的用质谱法确定化合物分子式外,也常用元素分析法来确定。

分子式确定之后,就可以初步估计化合物的类型;⑶ 计算化合物的不饱和度(也叫不饱和单元)Ω(也有的用U表示):Ω=1+n4+式中n4、n3、n1分别表示化合物分子中四价、三价、一价元素的原子个数(通常n4为C原子的数目,n3为N原子的数目,n1为H和卤素原子的数目)计算出Ω值后,可以进一步判断化合物的类型Ω=0时为饱和(及无环)化合物Ω=1时为带有一个双键或一个饱和环的化合物Ω=2时为带有二个双键或一个三键或一个双键加一个环的化合物(其他以此类推)Ω=4时常是带有苯环的化合物或多个双键或三键。

⑷ 研究高质量端的分子离子峰及其与碎片离子峰的质量差值,推断其断裂方式及可能脱去的碎片自由基或中性分子,这些可以从前面的表8-2、表8-3查找参考。

在这里尤其要注意那些奇电子离子,这些离子一定符合“氮律”,因为它们的出现,如果不是分子离子峰,就意味着发生重排或消去反应,这对推断结构很有帮助。

⑸ 研究低质量端的碎片离子,寻找不同化合物断裂后生成的特征离子或特征系列,如饱和烃往往产生15+14n质量的系列峰;烷基苯往往产生91-13n质量的系列峰。

根据特征系列峰同样可以进一步判断化合物的类型。

⑹根据上述的解释,可以提出化合物的一些结构单元及可能的结合方式,再参考样品的来源、特征、某些物理化学性质,就可以提出一种或几种可能的结构式。

⑺验证:验证有几种方式——由以上解释所得到的可能结构,依照质谱的断裂规律及可能的断裂方式分解,得到可能产生的离子,并与质谱图中的离子峰相对应,考察是否相符合;——与其他的分析手段,如IR、NMR、UV-VIS等的分析数据进行比较、分析、印证;——寻找标准样品,在与待定样品的同样条件下绘制质谱图,进行比较;——查找标准质谱图、表进行比较,常用标准谱图有:①S.R. Heller,G.W.A.Milne EPA/NIH Mass spectral Data base, U.S.Government printing office,Washington,1978②Eight pe ak Index of Mass spectra,The mass spectrometry Data’centrey, The Royal of chemistry,1983③E.Stenhagen,S.Abrahamsson,F.W.McLafferey,Registy of Mass spectral Data,vol.1-4,John wiley,1974谱图解释例举:[例1]某化合物的化学式是C8H16O,其质谱数据如下表,试确定其结构式解:⑴ 不饱和度Ω=1+8+=1,即有一个双键(或一个饱和环);⑵ 不存在烯烃特有的41及41+14n系列峰(烯丙基的α断裂所得),因此双键可能为羰基所提供,而且没有29(HC O+)的醛特征峰,所以可能是一个酮;⑶ 根据碎片离子表,为43、57、71、85的系列是及离子,分别是C3H7+、CH3CO+,C4H9+、C2H5CO+,C5H11+、C3H7CO+及C6H13+、C4H9CO+离子;⑷ 化学式中N原子数为0(偶数),所以m/e为偶数者为奇电子离子,即86、58的离子一定是重排或消去反应所得,且消去反应不可能,所以是发生麦氏重排,羰基的γ位置上有H,而且有两处γ-H。

二次离子质谱技术

二次离子质谱技术

海洋有机地球化学检测方法二次离子质谱技术简述摘要:海洋有机地球化学是通过研究与还原性碳相关的物质来揭示海洋生态系的结构、功能与演化的一门科学。

由于其中的有机组分通常以痕量、复杂的混合物形式存在,且是不同年龄、不同来源、不同反应历史生源物质的集成产物,所以总体分析困难较大。

目前主要是从整体水平和分子水平两方面进行检测分析,本文将简单介绍核磁共振谱分析技术、离子交换层析法、气相色谱法、二次离子质谱技术、X射线衍射分析、比色法这六种分析方法的检测对象和所能获得的数据,并对其中的二次离子质谱技术的检测原理、应用现状、优势与弱点和发展趋势等进行总结与分析。

关键词:有机化学检测分析;二次离子质谱(SIMS);剖析应用1.引言目前,用于揭示天然有机组分特征的分析技术可分为两类:一是整体分析以获得有机物主要组分的整体性质包括元素组成、光谱特征等,比如核磁共振谱分析;二是分子水平分析以获得特定类别有机组分的信息,比如气相色谱法。

二次离子质谱技术是目前灵敏度较高的表面微区分析方法,从20世纪初至今在发扬其优点减小或克服其局限性中不断得到发展,成为一种独具恃色的分析手段,在微电子技术、化学技术、纳米技术以及生命科学等之中得到广泛的应用。

2.几种检测方法的介绍2.1核磁共振波谱分析技术(NMR)核磁共振技术(NMR)广泛用于有机化学、分子生物学等领域,在能源科学中用于研究有机分子的微观结构,且它所检测的样品可以是混合样品,具有不破坏样品的特点。

通过核磁共振波谱仪获得样品的共振谱,来测定分子中某些原子的数目、类型和相对位置[9]。

2.2离子交换层析法(IEC)离子交换层析法(IEC)是以离子交换剂为固定相,依据流动相中的组分离子与交换剂上的平衡离子进行可逆交换时的结合力大小的差别而进行分离的一种层析方法。

检测对象主要是各种生化物质,也应用于临床生化检验中,用于分离纯化氨基酸、多肽及蛋白质,也可用于分离核酸、核苷酸及其它带电荷的生物分子。

二次离子质谱分析

二次离子质谱分析
➢ 溅射产额决定接收到的二次离子的多少,它与 入射离子能量、入射角度、原子序数均有一定 的关系,并与靶材晶格取向有关。
h
7
SIMS 二次离子质谱仪
二次离子质谱仪主 要由五部分组成: 主真空室 样品架及送样系统 离子枪 二次离子分析器 离子流计数及数据 处理系统
h
8
SIMS 二次离子质谱仪
❖ 二次离子质谱仪-离子枪
h
19
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引起放电; 3. 引起额外的离子-分子反应,改变裂解 模型,使谱图复杂化。
质谱仪基本结构
h
3
二次离子质谱分析
❖二次离子质谱 一定能量的离子打到固体表面会引起表面原子、
分子或原子团的二次发射,即离子溅射。溅射的 粒子一般以中性为主,其中有一部分带有正、负 电荷,这就是二次离子。利用质量分析器接收分 析二次离子就得到二次离子质谱。
二次离子质谱(SIMS)
Secondary Ion Mass Spectroscopy
h
1
质谱分析基本原理
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。
其过程为可简单描述为:
离子源 轰击样品
带电荷的 碎片离子
电场加速(zeU) 获得动能(1/2mV2)
h 硅样品深度剖析—元素组分分析
15
SIMS 主要功能
❖ 成二次离子像
1.离子显微镜模式 2.离子探针模式
两种模式下SlMS成像功能优劣的简单比较
h
16
SIMS 主要功能
❖ 成二次离子像
h
17
SIMS 主要功能
❖ 有机物分析

二次离子质谱分析

二次离子质谱分析

二次离子质谱分析二次离子质谱分析(Secondary Ion Mass Spectrometry,SIMS)是一种重要的表面分析技术,广泛应用于材料科学、物理、生物和医学等领域。

本文将着重介绍SIMS的原理、仪器构造和应用,并对其未来发展进行展望。

SIMS是一种通过研究材料表面相互作用的二次离子,来了解该材料的元素组成、结构和表面性质的技术。

SIMS的基本原理是将高能的离子束轰击材料表面,使得表面原子发生溅射,形成二次离子。

这些二次离子通过质谱仪进行分析,从而得到材料表面的元素组成和含量信息。

SIMS 可提供对表面元素的定性和定量分析,还可以研究材料的表面性质,如晶体结构、电荷分布和元素的分布情况等。

SIMS的仪器构造主要包括离子源、样品台、质谱仪和探测器。

离子源一般采用离子枪或离子束源,能提供高能量的离子束进行轰击。

样品台用于固定和定位待测样品,并提供精确的样品位置控制。

质谱仪则用于对二次离子进行质量分析,一般采用磁扇形质谱仪或飞行时间质谱仪。

探测器用于接收并测量二次离子流,例如多极器或多道离子计。

SIMS广泛应用于材料科学中的薄膜、电子器件、金属合金、陶瓷等材料的研究。

它可以提供材料表面的成分分布、晶格结构和界面特性等信息,对材料的制备和性能有重要的指导作用。

在微电子领域,SIMS可用于杂质和缺陷的分析、离子注入的监测和控制等。

此外,SIMS还可应用于生物和医学领域,如细胞成分分析、药物代谢研究和生物材料表面改性等。

随着科学技术的不断发展,SIMS技术也在不断创新和进步。

目前的研究重点主要集中在以下几个方面。

首先,提高离子源的稳定性和能量分辨率,以获得更准确、可靠的数据。

其次,改善样品处理技术,提高分析的空间分辨率,使得可以对微小区域进行分析。

此外,发展新的离子探测器和质谱仪,以扩大SIMS的应用范围和提高分析能力。

最后,将SIMS与其他表面分析技术相结合,如原子力显微镜(AFM)和扫描隧道显微镜(STM),以获得更全面的表面信息。

二次离子质谱分析

二次离子质谱分析

二次离子质谱分析二次离子质谱分析(Secondary Ion Mass Spectrometry,SIMS)是一种表面分析技术,通过使用离子束轰击样品表面,然后分析从样品表面解离飞出的离子,从而获取样品表面成分和结构信息。

它因其高灵敏度、高空间分辨率和多元素分析能力而被广泛应用于材料科学、生物医学、半导体工业等领域。

二次离子质谱分析的基本原理是通过将刺激源(通常为离子束)引入样品,使样品表面发生化学和物理变化。

随后,离开样品表面的次级离子(Secondary Ion,SI)会被聚焦进入质谱仪,并分析这些次级离子的质量谱图。

通常SIMS可分为静态SIMS和动态SIMS两种模式,其中静态SIMS主要用于表面成分定性分析,动态SIMS则可用于表面成分定量分析。

静态SIMS利用氩离子束降低样品表面分辨率,以减小损伤。

此时,离子束进入样品表面后,分子内部化学键断裂并释放出次级离子。

这些次级离子根据质量谱仪质量通道的大小而被聚焦到不同位置,产生质量谱图。

通过分析质量谱图,可以确定离子的质荷比以及来自不同化合物的离子种类,从而确定样品的表面成分。

动态SIMS则更多地关注于离子中的质量谱,使用更高的峰值离子束密度和更短的离子脉冲宽度,提高分析灵敏度,适用于更细微的表面成分分析。

动态SIMS对表面质谱的分析较为广泛,对脂肪酸、生物分子和光取向材料等领域具有重要的应用。

二次离子质谱分析的应用非常广泛。

在材料科学领域,SIMS可以分析杂质元素的存在和定量、表面微区元素分析等。

在生物医学领域,SIMS可以用于生物分子的定性和定量分析,如蛋白质组学、代谢组学等。

在半导体工业中,SIMS则可用于芯片质量控制、材料研究等。

虽然SIMS具有高空间分辨率和高分析灵敏度等优点,但也存在一些局限性。

首先,由于离子束轰击会引起样品表面的膨胀和溅射现象,因此在分析过程中可能会发生破坏或变形。

其次,SIMS对非导电材料的分析存在困难,因为非导电材料表面通常需要特殊处理,例如金属涂层,以提供导电性。

二级质谱--检测技术

二级质谱--检测技术

百泰派克生物科技
二级质谱
质谱技术是一种通过检测待测物质的质荷比(m/z)从而实现待测物多种鉴定的分析方法,广泛用于各种有机物以及生物活性大分子的鉴定分析。

二级质谱是在一级质谱的基础上进行的,二级质谱按照一定的方式选择一级质谱中的母离子片段进行进一步解离和检测分析,可以得到目标碎片的更多信息从而实现更多的性质或鉴定分析,如结构和含量分析等。

二级质谱相比一级质谱来说信噪比更高,在一定程度上避免了假阳性或假阴性的结果,提高了检测的灵敏度和准确度。

如果要对复杂或混合样品物质进行高可信度的结构以及含量等高级鉴定,最好在一级质谱的基础上再进行二级质谱分析。

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Q ExactiveHF质谱平台,结合Nano-LC 纳升色谱,
提供高效精准的二级质谱分析技术包裹,通过分析更多的目标离子碎片信息可实现多种化合物分析,鉴定耗时短、结果可信度高,还可以根据需求提供定制化的简称方案,欢迎免费咨询。

质谱介绍及质谱图的解析

质谱介绍及质谱图的解析

质谱介绍及质谱图的解析质谱法是将被测物质离子化,按离子的质荷比分离,测量各种离子谱峰的强度而实现分析目的的一种分析方法。

质量是物质的固有特征之一,不同的物质有不同的质量谱——质谱,利用这一性质,可以进行定性分析(包括分子质量和相关结构信息);谱峰强度也与它代表的化合物含量有关,可以用于定量分析。

质谱仪一般由四部分组成:进样系统——按电离方式的需要,将样品送入离子源的适当部位;离子源——用来使样品分子电离生成离子,并使生成的离子会聚成有一定能量和几何形状的离子束;质量分析器——利用电磁场(包括磁场、磁场和电场的组合、高频电场、和高频脉冲电场等)的作用将来自离子源的离子束中不同质荷比的离子按空间位置,时间先后或运动轨道稳定与否等形式进行分离;检测器——用来接受、检测和记录被分离后的离子信号。

一般情况下,进样系统将待测物在不破坏系统真空的情况下导入离子源(10-6~10-8mmHg),离子化后由质量分析器分离再检测;计算机系统对仪器进行控制、采集和处理数据,并可将质谱图与数据库中的谱图进行比较。

1进样系统和接口技术将样品导入质谱仪可分为直接进样和通过接口两种方式实现。

1.直接进样在室温和常压下,气态或液态样品可通过一个可调喷口装置以中性流的形式导入离子源。

吸附在固体上或溶解在液体中的挥发性物质可通过顶空分析器进行富集,利用吸附柱捕集,再采用程序升温的方式使之解吸,经毛细管导入质谱仪。

对于固体样品,常用进样杆直接导入。

将样品置于进样杆顶部的小坩埚中,通过在离子源附近的真空环境中加热的方式导入样品,或者可通过在离子化室中将样品从一可迅速加热的金属丝上解吸或者使用激光辅助解吸的方式进行。

这种方法可与电子轰击电离、化学电离以及场电离结合,适用于热稳定性差或者难挥发物的分析。

目前质谱进样系统发展较快的是多种液相色谱/质谱联用的接口技术,用以将色谱流出物导入质谱,经离子化后供质谱分析。

主要技术包括各种喷雾技术(电喷雾,热喷雾和离子喷雾);传送装置(粒子束)和粒子诱导解吸(快原子轰击)等。

最新质谱分析图谱解析PPT课件

最新质谱分析图谱解析PPT课件
9 24 22 8 1
即 M: (M+2): (M+4): (M+6): (M+8)=9: 24: 22: 8: 1
如果两个离子分别含有1个溴和3个氯,虽然(M+2)峰的相对强 度差不多,但是(M+4)峰却有差别。在考虑(M+2)峰的相对强 度时,还必须考虑(M+1)峰对它的贡献。
DBE(或UN)的计算
3.3.2 有机质谱裂解反应机理
裂解反应瞬间进行,机理研究困难 McLaferty 提出“电荷自由基定位理论” 自由基引发(断裂)自由基有强烈的电子配对倾向
正电荷吸引或极化相邻成键电子引起裂解(i 断裂)
σ 断裂(化合物不含杂原子,也没有π键)
均裂-单电子转移
+
R CH2 YR'
异裂-双电子转移
烃类化合物的裂解规律:
烃类化合物的裂解优先生成稳定的正碳离子
+ CH2 >H2C CH
+ ++ +
+
CH2>CR3>CHR2>CH2R>CH3
+ m/z=91, tropylium H2C CH CH2 m/z=41
CH3(CH2)nCH3
m/z 43或57 是基峰
C6H5CH2(CH2)n CH3 m/z 91是基峰
设: 分子离子峰:73 73–58 = 15 合理
(1.9/31) 100 = 1.1x+0.37z, z=1, x=5, y=73–14–60= –1 ? z=1, x=4, y=73–14–48=11 合理
分子式 C4H11N, Ω =0
例3:化合物的质谱图如下,推导其分子式

二次离子质谱分析课件

二次离子质谱分析课件

SIMS 二次离子质谱仪
❖SIMS类型-直接成像质量分析器
直 接 成 像 质 量 分 析 器 (Direct Imaging Mass Analyzer—DIMA) 也 就 是 成 像 质 谱 计 (Imaging Mass Spectrometer—IMS),有时也称为离子显微镜(IM)。它是利 用较大的离子束径打到样品表面上,从被轰击区域发射的二 次离子进行质量分离和能量过滤,在保证空间关系不变的情 况下,在荧光屏上以一定的质量分辨本领分别得到各种成分 离子在一定能量范围内的分布图像。
SIMS 二次离子质谱仪
❖二次离子质谱仪-质谱分析器
➢ 二次离子分析系统早期采用磁质谱分析器,但仪器复杂、 成本高。
➢ 表面分析的静态SIMS中,几乎都采用四极滤质器,它没 有磁场、结构简单、操作方便、成本低。
➢ 飞行时间质谱计分析速度快、流通率高,可以测量高质量 数的离子,而逐渐受到人们的重视。
SIMS 引言
早在本世纪30年代,Arnot等人就研究了二次离 子发射现象。1949年,Herzog和Viekbock首先把 二次离子发射与质谱分析结合起来。六十年代,先 后发展了离子探针和直接成像质量分析器。七十年 代又提出和发展了静态二次离子质谱仪。这些二次 离子质谱仪的性能不断改进,使之成为一种重要的、 有特色的表面分析手段。
SIMS 分析方法
❖深度剖面分析
B注入硅中的SIMS深度剖面分析
SIMS 分析方法
❖面分布分析
利 用 SIM 或 IMS 可 以 获 取材料表面面分布的信息, 随着计算机技术的广泛应用 及电子技术的不断发展, SIMS 的 空 间分 辨率 可达 亚 微米量级 。
SIMS像
SIMS 分析方法

利用二级质谱自动进行多糖结构解析的de novo算法

利用二级质谱自动进行多糖结构解析的de novo算法

利用二级质谱自动进行多糖结构解析的de novo算法
二级质谱(MS/MS)是质谱分析中常用的技术,可用于鉴定和解析分子的结构。

多糖是一类复杂的生物大分子,具有复杂的结构。

因此,利用MS/MS技术进行多糖结构分析是一个具有挑战性的问题。

为了解决这个问题,科学家们发展了许多de novo算法,利用二级质谱数据进行多糖结构分析。

以下是一个利用二级质谱自动进行多糖结构解析的de novo算法的简要概述:
1. 预处理数据:对于多糖的MS/MS数据,首先需要进行预处理,包括去噪、基线校正、谱峰拟合和质荷比校准等。

这可以通过开源软件如XCMS和OpenMS等完成。

2. 离子片段的鉴定:确定离子片段是多糖结构分析的第一步。

这可以通过SpectraST等软件进行鉴定。

该步骤将为后续的分析提供重要信息。

3. 结构推断:在第二步中,已经确定了离子片段,我们可以利用这些信息来推断多糖分子的结构。

对于推断的结构,需要进行验证。

这可以通过与参考多糖库中已知结构的比对来完成。

4. 结构优化:在第三步中,我们获得了多糖分子的初始结构。

但是,由于多糖的结构具有多样性和复杂性,因此需要对初始结构进行优化。

此步骤可以使用开源工具如GlycanBuilder和GAGbuilder等。

5. 结构表征:最后,我们需要将优化的多糖结构进行表征,并将其与已知结构进行比对,以验证结构的准确性。

这可以通过使用GlycoWorkbench和GAG-ID等软件进行。

综上所述,利用二级质谱自动进行多糖结构解析的de novo算法是一个非常复杂的过程,需要多个软件的配合和专业的分析技能。

质谱图怎么分析2篇

质谱图怎么分析2篇

质谱图怎么分析2篇第一篇:质谱图的基本构成和意义分析质谱图是一种用来分析分子和化合物的工具,它通过将样品分子分离成单一的质荷比(m/z)来描述它们的结构和组成。

质谱图由两个基本部分组成:质荷比谱质量分析(MS)和离子种类及其丰度分析(spectroscopy)。

质谱图的构成是由横轴和纵轴来描述样品分子的质量(m)和相对丰度(信号强度)(z)的,即由一个点的坐标(m/z)来表示一个分子离子。

样品通过质谱仪进行加热或电离,将样品中的分子离子化,得到离子。

离子源会将分子中的成分转化为带电离子,并在磁场中进行加速、扫描和击中检测器产生质谱图。

质谱仪可以通过不同的离子化方式来分析不同的样品,并通过改变离子源、加速器和检测器的设置,可以得到不同的质谱图形。

这些质谱图形可以指示组分,分析化学反应过程和指导有机合成等领域。

当分子离子特征峰(每个组分分子离子的信号)强度显示在Y轴上,相对目录质量(RCM)显示在X轴上,质谱图就被构建了。

Y轴上的信号量是与质子数或相对活性有关的,而X轴上的尺度是以分子离子的质量(量子化整数m/z)校准的。

质谱图的质谱段或片段可以表达分子中一个或多个原子的余额或缺配,这是因为离子源化学反应所产生的离子信号已经分离。

利用这些离子信号,我们可以确定样品的组成和结构。

因此,质谱图在化学中极为重要,它提供了化学反应温度、物质组成、结构信息、反应路径等重要信息。

第二篇:质谱图的数据分析质谱图的分析包括两个主要部分:谱解析和数据分析。

谱解析可以提供质谱图的基本组成和结构信息,而数据分析则是分析和推断化合物和其他化学物质的质量分数、相对丰度和相对分子量范围等的方法。

其中,谱解析需要专业的技能和知识,在分析后能够得出一些有用的定量和定性信息。

数据分析需要确定各离子的相对丰度,确定未知物质的分子量,判断反应路径,还可以用于指导有机合成。

在质谱图数据分析中,我们需要注意一些细节。

首先需要确认数据的质量。

质谱分析shanv学习.pptx

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多电荷离子峰
• 某些非常稳定的离子可以失去两个或两个以上的电子,
这时在m/ze位置出现多电荷离子峰。
%
100 0
717.2 717.7
718.2 718.7
H2N O H
NC OO
H NO
O CO
OO H3C C N
664-1H Da +
M W 1432
HO ON OC
OH
106 Da +
CN OO H
7
第8页/共28页
C3H6O2 CH3-CH2-COOH
MW 74
H3C
p1
O H2 C C OH
p1 p2
p2
m/z 74
H3C CH2
O C OH
m/z 45
O
H2 H3C C C
OH
m/z 57
第9页/共28页
分子离子的断裂规律除了与离子源类型有关外, 主要与分子的结构有密切关系。
通常主要碎片离子峰(及相对强度)为分子结构 的解析提供手段。
第11页/共28页
丰度比
100﹕0.02 100﹕1.12
CH4 12C1H4、12C1H32H1或12C1H22H2 、 12C1H12H3 、 12C2H4 、 13C1H4、13C1H32H1或13C1H22H2 、 13C1H12H3 、 13C2H4 、 由于同位素的存在,可以看到比分子离子
100
O
100
OH O
N
O
0
[M-H]-
270 [M+H]+
272
308
252
292 310
m/z
150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 268

质谱分析法PPT课件

质谱分析法PPT课件
离子的类型及开裂规律 两节课时间太紧张
离子的类型 1.分子离子峰:
在电子轰击下,有机物分子电离一个电子形成 的离子,叫分子离子 分子离子的质量就是化合物的相对分子量。
分子离子足够稳定,质谱中位于质荷比最高 位置的峰就是分子离子峰。
1
辨认分子离子峰的方法
1. 分子离子峰一定是质谱中质量数最大的峰,应处在质 谱图的最右端。
正相反。苯甲醇中M-1峰很强,是因为生成了稳定的羟基 离子 m/z107;苄醇也有M-2 ,M-3的峰,强度较弱,苯酚的M-1是弱峰。 酚的裂解如下:
H O┐ rH

O H H
m/z 94
m/z 94
H
CHO


H

H
m/z 66
m/z 65
41
苯甲醇和酚的特征裂解都有经过H转移丢失CO产生M-28 的峰,还有丢失 CHO基团的M-29的峰。苯甲醇有M(CHO),即m/z79的峰是基峰。酚有M-28(m/z66)和 M-29(m/z65)的弱峰。
同部分碎片峰,可粗略推测化合物的大致结构。 • 以所有可能方式把各部分结构单元连接起来,再利
用质谱数据,将造成的结构中不合理的结构排除掉。
45
质谱图解析 —— 例1 (P266)
46
47
质谱图解析 —— 例2
48
49
GC和MS联用的优点
• GC:善于分离,不善于定性 • MS:善于定性,不善于分离 • GC-MS:分离,定性同时进行
10
离子开裂的几种类型
单纯开裂— 断一个键,脱离一个游离基 重排开裂— 有两个键断裂,一个氢原子发生转移,
脱去一个中性分子 复杂开裂— 几个键开裂,并有氢原子的转移 双重重排— 有两个氢的转移

研究生质谱二 ppt课件

研究生质谱二 ppt课件
往是基峰。91+14 n--苄基苯系列。 3)也有 α 断裂,有多甲基取代时,较显著。 4)四元环重排; 有 γ-H,麦氏重排; RDA 裂解。 5)特征峰:39、51、65、77、、78、91、92、93
研究生质谱二
研究生质谱二
5.4.2 醇、酚、醚 1.醇
1)分子离子峰弱或不出现。 2) Cα-C β 键的裂解生成 31+14 n 的含氧碎片离子峰。
研究生质谱二
研究生质谱二
5.4.3 硫醇、硫醚
硫醇与硫醚的质谱与相应的醇和醚的质谱类似,但硫醇和硫醚 的分子离子峰比相应的醇和醚要强。
1. 硫醇 1)分子离子峰较强。 2)α 断裂,产生强的 CnH2n+1 S+峰 ,出现含硫特征碎片离子峰。
( 47+14 n ;47、61、75、89…) 3)出现(M-34)(-SH2), (M-33)(-SH),33(HS+),
研究生质谱二
3)含 Cl、Br 的直链卤化物易发生重排反应,形成符合 CnH2nX+ 通式的离子
注意:
① 可见 (M-X )+,(M-HX)+, X+, CnH2n , CnH2n+1 系列峰。 ② 19 F 的存在由(M-19),(M-20)碎片离子峰来判断。 ③ 127 I 的存在由(M-127),m/z 127 等碎片离子峰来判断。 ④ Cl、Br 原子的存在及数目研究由生其质谱同二 位素峰簇的相对强度来判断。
34(H2S+)的峰。
研究生质谱二
2.硫醚
1)硫醚的分子离子峰较相应的硫醇强。
2) α 断裂、碳-硫 σ 键裂解生成 CnH2n+1S+ 系列含硫的
碎片离子。
研究生质谱二

质谱分析法及二次离子质谱分析法

质谱分析法及二次离子质谱分析法

¾分析器(又称离子分离器)是将离子源产生的离子,按m/z分
(3)四极滤质器 四极滤质器是由四根平行的双 曲形或圆形杆组成的。用陶瓷绝缘的四根杆子 交错地连接成两对相反电压的电极,电压的直 流分量U和射频分量V,使四根杆子之间形成复 杂的复合电场,离子在此电场中绕其传播中心 轴振动,并使仅具一定质荷比的离子,才能通 过滤质器到达收集器。在保持U/V不变前提 下,改变U和V.可达到分离不同m/z离子、 实现扫描的目的。
总离子流检 测器
放大记 录系统
进样 系统
离子 源电分 析器源自磁分 析器离子接 受器
真空系统
数据处理 系统
有机质谱仪的方框图
(二)、质谱谱图的产生原理 (三)、仪器构造 1、进样系统 目前有机质谱仪多与色谱仪联用,组成GC— MS或LC—MS联用系统。色谱仪作为质谱仪的 进样系统,两者之间经接口(分子分离器或传送 带)装置联结。对于高沸点液体或固体有机样 品,因难汽化,则可用直接进样探头,从而将 微克级或更少的样品直接送入离子源。除了上 面两种进样系统外,常温下的气体或易挥发液 体样品,采用加热法进样,其进样系统是由管 道、阀门、样气存贮器及分子漏孔组成的。
(2)化学电离源 V为了克服电子电离源的上述缺点,发展了化学电
丁烷或氨这些特殊反应气压力下工作的。在此压力下 进行电离的电子,实际上全被反应气分子碰撞吸收, 而离子源内的样品分子几乎都不被电离,因其浓度极 低 , 压 力 仅 在 1 . 333X10-2 ~ -4 Pa (10-4 ~ 106mmHg)甚至更低。由反应气电离的离子与样品分子 碰撞,才使样品电离。若用甲烷作反应气时,它首先 被电离成CH4+ 和CH3+ 离子,这些离子再与甲烷分子 作用,形成过剩内能较小的二次离子:

琥珀酸二级质谱

琥珀酸二级质谱

琥珀酸二级质谱
琥珀酸是一种常用的有机酸,广泛应用于化学、医药和食品等领域。

为了了解琥珀酸的结构和性质,科学家们利用质谱技术对其进行研究。

其中,二级质谱是一种重要的分析方法。

二级质谱是基于质谱技术的一种分析方法,通过将质谱仪中的离子束二次碰撞,将离子分解成更小的离子,从而得到更详细的信息。

在二级质谱中,通常采用误差扫描法,即在一定的质荷比范围内扫描碰撞能量,得到离子的质荷比和相对丰度。

对于琥珀酸的二级质谱分析,研究者们发现,其分子离子在质荷比为145的位置有一个明显的峰,对应着琥珀酸分子的质荷比。

此外,二级质谱还可以帮助确定琥珀酸分子内部的键合情况,如羧基和甲基的位置、碳碳键的饱和度等。

因此,琥珀酸二级质谱不仅可以用于琥珀酸的结构鉴定,还可以用于检测、分析和研究琥珀酸及其衍生物在不同化学反应中的变化和代谢产物的生成情况,在化学、药学和食品科学等领域具有重要的应用价值。

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利用二次离子质谱分析珊瑚的氧同位素组成

利用二次离子质谱分析珊瑚的氧同位素组成

第47卷 第3期Vol.47, No.3, 306~3122018年5月GEOCHIMICAMay, 2018收稿日期(Received): 2017-09-19; 改回日期(Revised): 2018-01-05; 接受日期(Accepted): 2018-01-17 基金项目: 国家杰出青年基金(41325012); 中国科学院广州地球化学研究所135项目 作者简介: 邹洁琼(1990–), 女, 博士研究生, 地球化学专业。

E-mail: zoujieqiong@ * 通讯作者(Corresponding author): WEI Gang-jian, E-mail: gjwei@; Tel: +86-20-85290093Geochimica ▌ Vol. 47 ▌ No. 3 ▌ pp. 306~312▌ May, 2018利用二次离子质谱分析珊瑚的氧同位素组成邹洁琼1,2, 韦刚健1*, 邓文峰1, 陈雪霏1, 杨 晴1, 夏小平1(1. 中国科学院 广州地球化学研究所 同位素地球化学国家重点实验室, 广东 广州 510640; 2. 中国科学院大学, 北京 100049)摘 要: 本文针对二次离子质谱分析珊瑚氧同位素组成过程中存在的非规律性基体效应问题, 提出多控制点分段计算并分段校正珊瑚的氧同位素分馏方法。

为验证该方法的有效性, 我们对比了原位微区分析的珊瑚δ18O PDB 和磷酸法分析对应的月分辨率的珊瑚粉末氧同位素结果, 两者展示了很好的相关性, 说明本文提出的校正方法可以校正样品差异带来的基体效应, 能够简单并有效地提高珊瑚微区氧同位素的准确度。

该方法对研究珊瑚中氧同位素分馏机理、评估珊瑚生命效应的影响以及利用氧同位素重建高分辨率古气候记录的合理性具有重要意义。

关键词: 二次离子质谱; 珊瑚; 氧同位素; 基体效应中图分类号: P599; P597 文献标识码: A 文章编号: 0379-1726(2018)03-0306-07 DOI: 10.19700/j.0379-1726.2018.03.007Analysis of oxygen isotopic compositions of coral usingSecondary Ion Mass SpectrometryZOU Jie-qiong 1,2, WEI Gang-jian 1*, DENG Wen-feng 1, CHEN Xue-fei 1, YANG Qing 1 and XIA Xiao-ping 11. State Key Laboratory of Isotope Geochemistry , Guangzhou Institute of Geochemistry , Chinese Academy of Sciences , Guangzhou 510640, China ;2. University of Chinese Academy of Sciences , Beijing 100049, ChinaAbstract: Due to the non-stationary random matrix effect between reference material and coral, we corrected SIMS δ18O PDB data of coral based on multi-support calibration, which could efficiently and accurately be used to evaluate the matrix effect. We compared in-situ δ18O PDB data and bulk-analyses δ18O PDB data to validate the accuracy of oxygen isotopic measurements on corals. Our preliminary comparison indicated a positive correlation between coral δ18O PDB estimates obtained by using SIMS and conventional mass spectrometry. This suggests that this calibration method can be used to increase the reliability of oxygen isotopic measurements of corals in a simple and efficient manner. The method has important implications for determining oxygen isotopic equilibrium, evaluating vital effects of corals, and restructuring paleoceanography. Key words: SIMS; coral; oxygen isotope; matrix effect0 引 言造礁珊瑚的氧同位素组成是古气候研究中非常重要的地球化学替代指标, 能够准确重建表层海水温度(SST)、海水氧同位素组成和海水盐度(SSS)等[1–5], 因此被广泛应用于热带海洋气候记录的重建工作[6]。

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CI的特点
• 是一种软电离方式。样品离子实质上是一种二 次离子,获得的能量较低,因此键进一步断裂 的可能性大为减少,图谱中峰的数目也随之减 少,只有准分子离子峰最强,这样可以由准分 子离子峰获得分子量,弥补EI的不足。 • 不是标准谱,不能检索。样品离子化过程仍然 需要加热汽化,因此不适用于难挥发,热不稳 定的化合物分析。
HP5972 70 eV electrons @ 300 uA emission 0 - 42.84 volts Ground potential 0 - 127.5 volts 0 - 128 mV/amu 0 - 128 volts 0 - 1023 0 - 255 0 - 218 volts 0 - 3000 volts 4999 99
基质辅助激光解析电离
Matrix-assisted laser desorption ionization (MALDI)
MALDI可使热敏感或不挥发的化合物由固相直接变成 离子。 它是将待测物质与基质溶液混合后蒸发,将分析物
与基质成为晶体或半晶体片,然后用一定波长的脉冲式激光进行 照射,此时基质分子能有效地吸收激光的能量,使基质分子 和样品分子进入气相并得到电离。 MALDI适用于生物大分 子,如肽类,核酸类化合物。

(Electron Spray Ionization,ESI)
进样系统
气相源:先汽化再离 子化,适于沸点低于 500oC、对热稳定的 样品的离子化,包括 EI、CI源; 解吸源:固态或液态 样品不需要先汽化, 而直接在源中被转化 为气态离子,适用于 分子量高达105的非挥 发性或热不稳定性样 品的离子化。包括 FAD、ESI、MALDL 等。
通过高压电场,分离溶液中的正 负离子。辅助加热去溶剂,产生气态 离子。 比如ESI+下,电喷雾毛细针尖加 +3KV,与Samle cone之间形成电位 差;这样负电荷离子被反方向吸引, 正离子在针尖处表面聚集,形成 Taylor cone;这样表面电荷之间互 喷嘴 相排斥,随之雾化气和干燥脱溶剂气 加热, Taylor cone尖端的液滴变小, 小到表电荷的电场力大于针尖表面张 力时,于是液滴就从针尖处被溅射出 去。小液滴表面有过量的正电荷,随 着溶剂的挥发,在形成更小的液滴的 同时,不断溅射或爆炸出气态正离子, 然后正离子由sample cone进入质量 检测器。
CI与EI的结构一样,或者可
以共用部件,CI只是引入了 反应气体(一般为甲烷、氨 气、正丁烷等)。 反应气 的压力是样品气的压力的5 个数量级大。高能电子束首 先与反应气碰撞,产生稳定 浓度的反应气离子,这些离 子再与样品分子发生分子离子反应,使后者离子化。

很快与大量存在
分子进一步反应,即:
及 不再与 反应,而且样品进入离子源时, 它很快与样品分子(RH)反应,即:
电喷雾电离(Electrospray Ionization,ESI)
APCI(大气压化学电离)
电子轰击离子化
采用高速、高能电子束冲击样品,从而产生电子和分子离子 ,继续受 到电子轰击而引起分子离子的化学键断裂或分子重排,瞬间产生多种离子 (分子离子、碎片离子、重排离子、加合离子)。
M+e-
M + +2e
离子化室
永久磁铁 灯丝(发射) 靶(收集) 电子聚焦
入口,
并且抑制四极杆的边缘效应,防止离子外溢
15
Electron Multiplier Filament Inle t
Ion Focus
X-ray Lens
Ion Source Volume Repeller Entrance Lens, offse t AMU gain, offset Mass axis gain, offset
Filament
Drawout
Element Filament Repeller DrawOut Ion Focus Entrance Lens Entrance Lens Offset AMU Gain AMU Offset X-Ray Electron Multiplier Mass Axis Gain Mass Axis Offset
大气压化学电离源 (Atmospheric Pressure Chemical Ionization, APCI)
• 它的结构与电喷雾源大致相同,不同之处在于APCI喷 咀的下游放置一个针状放电电极,通过放电电极的高 压放电,使空气中某些中性分子电离,产生H3O+, N2+,O2+ 和O+ 等离子,溶剂分子也会被电离,这些 离子与分析物分子进行离子-分子反应,使分析物分子 发生气相离子化。
CI源有正、负两种方式:正模式下: CI通常没有分子离子峰 M+,而是较强的准分子离子峰(M+H)+,有时还会同时出现加 合离子峰(M+C2H5)+.
快原子轰击(FAB)
快原子枪
样品靶
FAB的特点:
FAB通常没有分子离子峰M+,而是较强的准分 子离子峰 (M+H)+或(M+Na)+等准分子离子峰;FAB 比EI容易得到分子量信息,也比CI的碎片信息丰富。 电离过程中不必加热气化,因此适合于分析极性 强、难气化、热稳定性差、分子量大的样品,例如 蛋白质等。 其缺点是溶解样品的基质溶剂也会被电离而使图 谱复杂化,在低质量数区(小于400)造成干扰;对非 极性样品灵敏度低。 FAB离子化可以溅出正、负离子,有两种模 式。。
离子源
质量分析器
检测器
电子轰击 (Elextron Impact Ionization,EI) 化学电离 (Chemical Ionization,CI)
快原子轰击 (Fast Atom Bombandment,FAD)
基质辅助激光解析电离 Matrix-assisted laser desorption ionization (MALDI)
针状放电电极
ESI与APCI的区别
ESI:适合于分析极性强的大分子有机化合物,如蛋白质、肽、糖等。电喷雾
电离源的最大特点是容易形成多电荷离子。 大气压化学电离源主要用来分析中等极性的化合物。有些分析物由于结构和极 性方面的原因,用ESI不能产生足够强的离子,可以采用APCI方式增加离子产率, 可以认为APCI是ESI的补充。APCI主要产生的是单电荷离子,所以分析的化合物分 子量一般小于1000Da。 尽管都使用高电压元件和雾化气喷雾法产生离子,生成离子的方式不同, ESI:液相 离子化;APCI:气相离子化。
质谱分析
一、 质谱的解析 二、 仪器结构与原理 三、 联用仪器
离子化的方式
硬电离:电子轰击离子源 (Electron impact Ionization,EI),离子化能量 高,伴有化学键的断裂,可得到分子碎裂的信息。

M e M 2e
软电离:离子化能量低,产生的碎片 少,可得到准分子离子。如电喷雾源
可得到分子离子峰,无明显
碎片峰。此电离方式特别适 合连接飞行时间质谱计。
电喷雾源(Electron spray Ionization,ESI)
雾化气 脱溶剂气
Sample
雾源的离子化过程是在大气压下进行的
电喷雾源(Electron spray Ionization,ESI)
喷雾气体
Sample cone
影响 电子束能量 产生电子数量 将离子推出离子源 穿过小孔进入透镜 相对丰度 相对丰度 相对丰度 峰宽 峰宽 提高 EMV 灵敏度的特殊装置 灵敏度 质量分配 质量分配
69, 219, 502
调谐参数
电离室参数
四极杆参数
电子倍增器电压
离子源参参数变化曲线
化学电离(Chemical Ionization, CI)
-
电子轰击源的特点:
●应用广泛。这种电离方法成熟,电离效率高,有丰富的碎 片离子信息和成熟的离子开裂理论,有大量的以EI源建立的 质谱标准图谱(70e) ;能量较大(70eV), 大多数有机分子共价 键的电离电位为8~15eV之间,属于硬电离,由此引出缺点, 即分子离子容易被进一步断裂成碎片分子,所以分子离子峰 变弱甚至不出现,不利于分子量的测定; ●样品必须加热汽化后才可以离子化,不适用于难挥发,热 不稳定的化合物分析。 ●结构简单,操作方便。
EI离子源部件结构
EI离子源结构 离子化室与透镜
拉出极的电压比推斥极负,一个中心带有小孔的圆片 离子源结构与离子轨道
FILAMENT
拉出极
DRAWOUT
LENS INSULATOR
离子聚焦
离子穿过拉出极后会发生散射, 让其成束
ENTRANCE LENS ION FOCUS
REPELLER
推斥极
• • • •
Sample cone
ESI离子源部件结构 (LC-三重四极杆MS)
大气压
ESI离子源部件结构 LC-ESI-QTOF-MS
大气压关闭
Sample cone
Sample cone nozzle
baffle
Sample cone Sample cone nozzle
A
B
C
D
LC effluent
Instrument Configuration: Cone (L/hr): 60 Desolvation (L/hr): 600 Polarity: ESCapillary (V): 2500.0 Sample Cone (V): 30.0 Extraction Cone (V) : 5.0 Desolvation Temp (oC): 250.0 Source Temp (oC): 100.0 Collision Energy: 5.0
HP5973 70 eV electrons @ 300 uA emission 0 - 42.7 volts Ground potential 0 - 242.0 volts 0 - 128 mV/amu 0 - 127.5 volts 0 - 4095 0 - 255 HED 0 - 3000 volts 2047 499
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