第五章+质谱学习资料

❖ 在电离室生成的质量为m、电荷为z的正电荷 离子经加速电压V的加速，离子的速度为， 其动能为：m2/2＝zV
❖ 离子受到的磁场作用力Bz(沿半径指向圆心) 与离子运动的离心力m2/r大小相等，方向相 反 : m2/r ＝Bz
❖ m/z ＝ B2r2/2V
❖ r=1/B(2mV/z) 1/2
三、质谱仪
ionization,MALDI） ❖ 快原子轰击（Fast atom bombardment,FAB）
质量分析器
❖ 扇形磁场 ❖ 四级分析器 ❖ 离子阱 ❖ 飞行时间质量分析器 ❖ 傅立叶变换离子回旋共振
5.1.2 性能指标
1、灵敏度；标志仪器对样品在量的方面的检测 能力。与仪器的电离效率、检测效率、被检 测的样品等多种因素有关。
第5章 质谱
本章要求：介绍质谱的工作原理及结构，有机 质谱原理。重点介绍离子裂分途径及各类化 合物的裂解规律，质谱与化合物结构的关系。
（质谱法在有机化合物结构鉴定中灵敏度高，可以 给出化合物的分子量和分子式）
1、了解质谱的基本原理
2、掌握判断分子离子峰的原则，并能根据同 位素的强度或高分辨质谱仪给出的离子峰推 测分子式，掌握质谱的解析方法。
5.1质谱基本知识
❖ 质谱原理 ❖ 仪器 ❖ 质谱图 ❖ 质谱中的各种离子
5.1.1质谱的基本原理
一、定义： 质谱（mass spectrum）,就是把化合物分子用一定
方式裂解后生成的各种离子，按其质量大小排列而 成的图谱。 二 、基本原理:（其不是吸收光谱，而是以分子吸收 辐射能所引起的能量状态的跃迁为基础的）
2、分辨率：仪器对质量非常接近的两种离子 的分离能力。
R=m1（或m2）/△m
R-分辨率
△m= m2— m1（两种相邻离子的质量差）
3、质量范围：质谱仪所能测量的最大m/Z值。
5.1.3 质谱图
质谱术语
❖ 质荷比（mass-to-charge ratio , m/z ）： 通常情况下，z =1
❖ 峰的强度或相对丰度（Relative Abundance）： 相对于最强峰的强度
质谱发展历史
❖ 1897年，英国剑桥Cavendish实验室的Thomson研制，发现了氖的 同位素，分辨率10。
❖ 1919年，Aston,速度聚焦质谱仪，测出氖同位素的丰度比为10：1， 分辨率130。
❖ 1934年，双聚焦质谱仪，大大提高了分辨率。 ❖ 二战期间，用于美国原子弹制造计划（研究235U）。 ❖ 1943年，进入民用，石油分析。 ❖ 50年代，出现新型质量分析器，四极滤质器（1953），脉冲飞行时
四、质谱仪的构造和功能
离子源
❖ 电子轰击源（Electro-Impact source, EI） ❖ 化学电离源（Chemical Ionization,CI） ❖ 场致电离源（Field Ionization, FI）和场解吸电离源（Field
Desorption, FD） ❖ 液相色谱－质谱联机的接口
❖ 3、掌握质谱碎裂机制，影响质谱碎裂反 应的因素， MS在化合物结构解析中的应 用。
❖ 4、了解质谱解析程序，并能根据质谱推 测常见化合物的结构
课时安排： 5学时
2002年诺贝尔化学奖获得者
日本科学家田中耕一(Koichi Tanaka)1959年出生于日本富山 县首府富山市，1983年获日本 东北大学学士学位，现任职于 京都市岛津制作所，为该公司 研发工程师，分析测量事业部 生命科学商务中心、生命科学 研究所主任。他对化学的贡献 类似于约翰·芬恩，因此也得到 了1／4的奖金。
间分析器（1955），及新的离子化手段，火花离子源、二次离子源， 气质联用。 ❖ 60年代以后，新的离子化方法：FI，FD，CI，激光离子化，ICP， FAB，ESI，复杂的质谱仪推出，离子探针，三级四极杆，四极杆飞 行时间，磁场四极，磁场飞行时间，离子回旋共振等，液质联用。 ❖ 1974年等离子体质谱，1981年快原子轰击质谱，1988年，电喷雾电 离质谱， ❖ 90年代以后，EPI-MS，MALDI-MS用于生物间非共价键作用研究， 联用技术发展迅速。
样品分子在气态下被电离，并经裂解生成各种质 量不同的正离子，这些正离子在高压电场中受到加 速，在磁场中运动方向发生偏转，然后依次通过收 集狭缝进入放大器，产生信号。信号的强度与达到 放大器的正离子数目成正比。然后由记录仪记录下 这些信号，既构成了样品的质谱
见 P216（图5-1）
¨ 质谱是化合物分子在真空条件下受电子 流的“轰击”或强电场等其它方法的作用， 电离成离子，同时发生某些化学键的有规律 的断裂，生成具有不同质量的带正电荷的离 子，这些离子按质荷比，m／z(离子质量m与 其所带电荷数z之比)的大小被收集并记录的 谱。质谱图记录了它电离后被收集到的各种 不同质荷比的离子及其相对丰度(或强度)。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
瑞士科学家库尔特·维特里希 1938年生于瑞士阿尔贝格， 1964年获瑞士巴塞尔大学无 机化学博士学位，从1980年 起担任瑞士苏黎世联邦高等 理工学校的分子生物物理学 教授，还任美国加利福尼亚 州拉霍亚市斯克里普斯研究 所客座教授。他因“发明了 利用核磁共振技术测定溶液 中生物大分子三维结构的方 法”而获得2002年诺贝尔化 学奖一半的奖金。
粒子束（Particle Beam, PB）热束（Thermo Beam） 大气压电离源（Atmospheric Pressure ）
❖电喷雾电离（Electro Spary Ionization, ESI） ❖大气压化学电离（Atmospheric Pressure Chemical
Ionization, APCI） ❖ 基质辅助激光解析电离（matrix-assisted laser desorption-
美国科学家约翰·芬恩1917年 出生于美国纽约市，1940年获 耶鲁大学化学博士学位，1967 年到1987年间任该大学教授， 1987年起被聘为该大学名誉教 授，自1994年起任弗吉尼亚联 邦大学教授。他因为“发明了
对生物大分子进行确认和结构
分析的方法”和“发明了对生
物大分子的质谱分析法”而获 得诺贝尔化学奖1／4的奖金。