第五章, 生物质谱仪器与技术讲解

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波谱解析MSPPT课件

1. 灵敏度 2. 分辨率 3. 质量范围
波谱解析MS
5.1.3 质谱图
横坐标：质荷比(m/z) 纵坐标：离子峰的相对丰度
波谱解析MS
术语：质谱峰，基峰，分子离子峰
图中强度最大的峰（称为标准峰或基峰）为100，其余的峰按与标准峰的比例表示，也成为百分相对丰度。
一般质谱图上质荷比最大的峰为分子离子峰；有例外。
CH2Cl2：因为，a=3, b=1, n=2, 因此(3+1)2=9+6+1, 即m/z84(M):m/z86(M+2):m/z88(M+4)=9:6:1
CHCl3：因为a=3, b=1, n=3, 因此，(3+1)3=27+27+9+1 即
m/z118(M):m/z120(M+2):m/z122(M+4):m/z124(M+6)=27:27:9:1
43
29 15
57
71 85 99 113 142
m/z
波谱解析MS
16
15
甲烷
m eth an e M =16
m /z
2.支链烷烃
波谱解析MS
3.环烷烃
波谱解析MS
芳烃
波谱解析MS
波谱解析MS
醇和酚
伯醇仲醇
叔醇
波谱解析MS
m/z 31 m/z 45 m/z 59
CH3 H
H3C CH2 CH2 C OH m/z=73(M-15)
碎片离子，称重排离子。如醇分子离子经脱水后重排可产生新的重排离子峰。
6. 多电荷离子
波谱解析MS
5.2 离子裂解的机理
波谱解析MS
5.2.1 离子的单分子裂解

第五章质谱法-PPT精品

④ 电喷雾电离源(ESI)
多电荷离子测定的样品分子量大
2020/8/2
3 质量分析器
加速后离子的动能 :
(1/2)m 2= e V = [(2V)/(m/e)]1/2
在磁场存在下，带电离子按曲线轨迹飞行；
离心力 =向心力；m 2 / R= H0 e V 曲率半径： R= （m ）/ e H0
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；同位素质谱仪；无机质谱仪；有机质谱仪；
2020/8/2
二、质谱仪与质谱分析原理
mass spectrometer and mass spectrometry
molecular ion peak
分子电离一个电子形成的离子所产生的峰。分子离子的质量与化合物的分子量相等。有机化合物分子离子峰的稳定性顺序：芳香化合物＞共轭链烯＞烯烃＞脂环化合物＞直链烷烃＞酮＞胺＞酯＞醚＞酸＞支链烷烃＞醇．
2020/8/2
1. 分子离子峰的特点
一般质谱图上质荷比最大的峰为分子离子峰；有例外,由稳定性判断。
2020/8/2
③ 其他类型质量分析器
双聚焦质谱仪体积大；色谱-质谱联用仪器的发展及仪器小型化（台式）需要；体积小的质量分析器：
四极杆质量分析器飞行时间质量分析器离子阱质量分析器
体积小，操作简单；分辨率中等；
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四级杆分析器
2020/8/2
4 检测器
（1）电子倍增管 15～18级；可测出10-17A微弱电流；

《生物质谱分析技术》课件

生物质谱分析技术的应用
生物质谱分析技术在生物学、医学和农业等领域有广泛的应用，如蛋白质组学、代谢组学、药物筛选和食品安全检测等。
生物质谱分析技术的原理
生物质谱分析技术的原理是基于质谱原理，通过离子化样品中的分子，测量其质量/电荷比值，从而确定分子的质量和结构。
THANKS
感谢观看
临床应用
随着质谱分析技术的发展，其在临床诊断、药物发现和个性化医疗等领域的应用将得到进一步拓展。
人工智能与机器学习
人工智能和机器学习技术将进一步优化和提高质谱数据的解析能力，使生物质谱分析更加高效和准确。
06
参考文献
参考文献
生物质谱分析技术概述
生物质谱分析技术是一种基于质谱原理的生物分子分析方法，通过测量生物分子质量，可以用于鉴定、定量和分离生物分子。
蛋白质组学研究是生物质谱分析技术的重要应用领域之一。通过质谱分析，可以鉴定蛋白质的成分、结构和功能，进而研究蛋白质之间的相互作用和蛋白质的表达调控。
质谱分析在蛋白质组学研究中常用于蛋白质鉴定、差异表达分析、蛋白质修饰和相互作用研究等方面。例如，在研究癌症等疾病过程中，质谱分析可以帮助科学家发现与疾病相关的差异表达蛋白和蛋白质修饰，为疾病的诊断和治疗提供新的靶点。
生物质谱分析技术逐渐成熟，开始广泛应用于蛋白质组学研
究。
21世纪初
随着各种新型质谱仪器的出现，生物质谱分析技术的应用领
域不断拓展。
目前
生物质谱分析技术已经成为生命科学领域的重要研究手段，不断推动着生命科学的发展。
02
质谱仪的基本原理与构成
质谱仪的工作原理
1 2
离子化
通过电离方式将生物分子转化为带电离子。

质谱的原理和仪器构造ppt课件

质谱分类
目前质谱在药检领域的应用迅速增加，原因是许多保健品、中药制剂、食品等非法添加化学成分，需要做出鉴定，虽是中国国情使然，却也为仪器供应链创造了商机。
一、有机质谱的基本原理：
质谱仪原理的示意图：
进样系统离子源 (电离和加速，形成各种离子) 质量分析器 (把不同质荷比的离子分开) 检测器 (检测各种质荷比的离子) 数据处理系统。
6.真空系统
为了保证离子源中灯丝的正常工作，保证离子在离子源和分析器正常运行，消减不必要的离子碰撞，散射效应，复合反应和离子-分子反应，减小本底与记忆效应, 质谱仪的离子源和分析器一般真空度都要求在 10-5-10-8 Torr 才能工作。
真空系统由机械真空泵和扩散泵或涡轮分子泵组成。通常用机械泵预抽真空，然后用扩散泵或涡轮分子泵连续地抽气。
声的比值，就是信/噪比值，用 S/N 表
示。噪声指基线的强度。
4. 质量精度
利用质谱仪定性分析时，质量精度是一个很重要的性能指标。在低分辨质谱仪中，仪器的质量指示标尺精度不应低于 ±0.4质量数。高分辨率质谱仪给出离子的精确质量，相对精度一般在1-10ppm。
四、质量分析器：
介绍五种不同的分析器
5.计算机、数据处理系统
在计算机未问世前，用反射式电流计，即被检测的每个 m/e 值的离子电流作用于电流计上，电流计的发射镜就把光束反射到光敏纸上，从而实行记录。
计算机系统的功能是对质谱仪进行控制，包括对质谱数据的采集、处理和打印。现有电子轰击源 (EI) 的质谱仪的均有 NIST 标准谱库，谱库中有十几万张标准谱图及用于环保、农药、兴奋剂, 代谢产物等专用谱库。可进行谱库检索。高分辨质谱仪其数据系统的软件则更丰富，还能给出分子离子和其他碎片离子的元素组成及理论计算值、偏差值 (百万分之一), 饱和度等其他有关信息。

第五章有机质谱学有机波谱分析课件

并非所有初始动能相等，这样加速后获得的速度不同，会造成分辨率下降。当加入静电分析器之后，不同动能的相同质荷比离子首先获得分离，可以大大提高分辨率特点：重现性好，高分辨，高动态范围。
re 2V E
有机波谱学
双聚焦质谱工作原理示意图
有机波谱学
有机波谱学
主要质量分析器的结构与工作原理-续2
1 rm B 2V (m / ze)
有机波谱学
单聚焦质谱仪工作示意图
有机波谱学
有机波谱学
有机波谱学
有机波谱学
主要质量分析器的结构与工作原理续-1
双聚焦质谱：结构：在单聚焦质谱基础之上在离子源和偏转磁场之
间加入偏转电场E（静电分析器），提高分辨率。
作用原理：相同质/荷比的离子在被电场V加速之前，
有机波谱学
电子轰击电离（EI, electron impact ionization)
过程：阴极发射的电子在加速电压（一般为 70V）驱动下，飞向被预先汽化的样品分子产生轰击效应，产生的分子离子和片段离子束，被电场引出，并被高电场(数千伏）所加速。
特点：常规方法，使用的最多，技术最成熟，标准图最多，可以获得丰富的碎片离子峰，便于结构解析，但是分子离子峰小，甚至没有。
有机波谱学
有机波谱学
用电将锑或钨丝加热到2000度以上，发射出电子束轰击由分子漏入孔进入的气态分子样品，使分子发生电离和碎裂，产生的离子碎片加速、聚焦进入质量分离装置
有机波谱学
有机波谱学
++
: R1
: R2
+
: R3
++
: R4 :e
(M-R2)+
(M-R1)+

第五章质谱分析法ppt课件

内容
第一节、质谱法的基本原理第二节、质谱仪（自学）第三节、质谱及主要离子峰的类型第四节、质谱法的应用
1
第一节、质谱法的基本原理
一、概述
• 质谱分析法是在高真空系统中测定样品的分子离子及碎片离子质量，以确定样品相对分子质量及分子结构的方法。
• 化合物分子受到电子流冲击后，形成的带正电荷分子离子及
静电分析器将具有相同速度（或能量）的离子分成一类；进入磁分析器后，再将具有相同质荷比而能量不同的离子进行分离。分辨率高，但体积大。
28
3. 四极滤质器（四极杆质量分析器）
特点： • 结构简单、体积小，分析速度快，适合与色谱联用 • 分辨率较高（比磁分析器略低） • 准确度和精密度低于磁偏转分析器，对质量较高的
醛，乙基取代物伯胺醇，甲酯类乙酰基，丙基取代物烷烃结构中有芳环
CH3COOH+· C6H5CH2+ C6H5CO+
羧酸，乙酸酯，甲酯苄基苯甲酰基
36
·OCH3, CH3NH2
37
对于一般有机物电子失去的程度：
n电子 > 电子 > 电子
O
失去一个n电子形成的分子离子：
-e R C R'
质谱仪按用途分：同位素质谱仪（测定同位素）、无机质谱仪（测定无机化合物）、
有机质谱仪（测定有机化合物）等。根据质量分析器的工作原理分：
静态仪器：采用稳定磁场，按空间位置区分不同质荷比的离子单聚焦和双聚焦质谱仪
动态仪器：采用变化的电磁场，按时空来区分不同质荷比的离子飞行时间和四极滤质器式质谱仪
在电子轰击下，甲烷首先被电离： CH4+ →CH4+＋CH3+＋CH2+＋CH+＋C+＋H+

生物医学中的生物质谱图谱分析技术

生物医学中的生物质谱图谱分析技术生物质谱图谱分析技术在生物医学领域中扮演着至关重要的角色。

它可以为药物研发、疾病诊断和治疗，以及生物学研究等方面提供高效、精确的数据支持。

本文将介绍生物质谱图谱分析技术的基本原理、应用领域及未来发展趋势。

一、生物质谱图谱分析技术的基本原理生物质谱图谱分析技术是一种将分子离子化后，通过质谱仪分析分子组成和结构的方法。

其基本原理是将待测物质通过不同方式离子化，形成带电离子，并进入质谱仪中进行分析。

分子的离子化方式主要有MALDI（基质辅助激光解析离子化）和ESI（电喷雾离子化）两种。

MALDI是一种基于分子矩阵的离子化方式，通常用于大分子化合物的质谱分析。

MALDI样品处理步骤简单，离子化效率高，能够分析高分子量化合物，是目前分析蛋白质的常用方法。

ESI则是一种将分子溶解在带电溶液中，通过电场作用形成带电离子的离子化方式。

ESI能够分析小分子量化合物，且适用于高分辨质谱和串联质谱等多种分析方法。

二、生物质谱图谱分析技术的应用领域生物质谱图谱分析技术在生物医学领域的应用十分广泛。

以下是其中的几个方面：1.药物研发：生物质谱图谱分析技术能够帮助药物研发人员确定药物的分子结构，以及药物与蛋白质的相互作用，为新药开发提供重要的数据支持。

2.疾病诊断和治疗：生物质谱图谱分析技术能够分析血液、尿液、脑脊液等生物样本中的代谢产物、蛋白质和核酸等分子信息，帮助医生进行疾病的诊断和治疗。

3.生物学研究：生物质谱图谱分析技术能够分析蛋白质、脂质和代谢物等分子信息，为生物学研究提供丰富的数据支持。

例如，生物质谱图谱分析技术常用于研究某些蛋白质的修饰方式及其功能。

三、生物质谱图谱分析技术的未来发展趋势随着生物质谱图谱分析技术的不断发展，其应用和研究领域也在不断拓展。

以下是未来发展趋势：1.综合分析技术的发展：目前，生物质谱图谱分析技术常常与其他技术如核磁共振、光谱分析等结合使用，以获得更全面、准确的分析结果。

生物化学中的质谱技术

生物化学中的质谱技术质谱技术在生物化学领域中扮演着重要的角色，它通过分析样品中的分子结构和组成，为研究生物分子的特性和功能提供了有力的工具。

本文将介绍质谱技术的原理和在生物化学中的应用，以及质谱仪器的类型和常见的质谱分析方法。

一、质谱技术的原理质谱技术基于质谱仪，通过对样品中分子的离子化和分离、检测和测量来确定其质量和结构。

主要包括以下几个步骤：1. 样品离子化：样品通过不同的离子化方法（如电离或挥发性溶剂蒸发）得到离子化的粒子，形成气态离子。

2. 离子分离：离子通过质谱仪中的离子分离器，如质子轨道仪、四极杆和飞行时间仪等，在电场、磁场或空间中进行分离。

3. 离子检测：离子进入离子检测器，如电子增强器、多道光电倍增管和电离检测器等，转化为可测量信号。

4. 数据分析：通过质谱仪中的计算机系统对检测到的离子信号进行处理和分析，得到质谱图谱和分子的质量、结构等信息。

二、质谱技术在生物化学中的应用1. 蛋白质鉴定与分析：质谱技术在蛋白质鉴定与分析中具有重要作用。

通过质谱仪的高分辨率和灵敏性，可以鉴定蛋白质的氨基酸序列、修饰位点和鉴定组分等。

2. 代谢组学研究：质谱技术结合稳定同位素示踪技术，可以追踪和分析生物体内代谢物的产生和消耗，从而探索代谢通路的作用和调节机制。

3. 药物研究与药代动力学：质谱技术可用于药物的代谢产物鉴定、药代动力学研究和药物与受体之间的相互作用分析，为药物研发和药物治疗提供依据。

4. 生物小分子定量分析：质谱技术能够对生物体内的低浓度小分子进行高灵敏度的定量分析，如血液中的代谢产物、激素和药物等。

三、常见的质谱仪器类型及操作方法1. 气相质谱仪（GC-MS）：气相质谱仪主要用于描绘揮发性化合物及其分子结构的测量。

操作方法包括样品挥发、气相分离、离子化和质谱检测。

2. 液相质谱仪（LC-MS）：液相质谱仪用于对不易挥发的化合物进行测量和分析。

操作方法包括样品进样、溶剂梯度洗脱、离子化和质谱检测。

质谱讲课课件讲解

Agilent7500系列ICP-MS
进样系统
真空系统
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
1.电子轰击 2.化学电离 3.场致电离 4.激光
1.单聚焦 2.双聚焦 3.飞行时间 4.四极杆
显示
质谱仪各部分的工作原理
1. 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1.3×10-4～1.3×10-5Pa，质量分析器中应达 1.3×10-6Pa）。其作用是减少离子碰撞损失。真空度过低，将会引起： a）大量氧会烧坏离子源灯丝； b）引起其它分子离子反应，使质谱图复杂化； c）用作加速离子的几千伏高压会引起放电。
适合分析高极性、相对分子量大难挥发、和热稳定相差的样品，对极性化合物测定不灵敏。常用的基质：甘油、乙二醇胺等。
1、测定质量数可以做到7000Da。 2、快速。 3、软电离方式，碎片离子少
C. 基质辅助激光解吸附离子源（MALDI）
MALDI是通过激光束照射样品与基质的共结晶而使样品分子电离，可以解决生物大分子的离子化难题，离子化过程与FBI有相似之处。对基质的要求是能吸收337nm紫外光并气化，能量由基质传给样品使样品一起气化并离子化。
CH2 CH2
CH2
CH2 CH2 CH3
CH2 CH2 CH2 CH3
15 CH3
CH2 CH2 CH2 CH2 CH3
43
29 15
57
71 85 99 113 142
m/z
正癸烷
C、亚稳离子峰若质量为m1的离子在离开离子源受电场加速后，在进
入质量分析器之前，由于碰撞等原因很容易进一步分裂失去中性碎片而形成质量m2的离子，即

第五章有机质谱分析

06:47:12
CH3
06:47:12
质谱法主要特点是：
（1）灵敏度高（可达5pg即10-12g），样品用量少
（微克数量级可测量）。
原子质量单位
（2）分析速度快（扫描1~100u一般仅需几秒，
1u=1.66×10-27kg）可实现色谱-质谱在线联用。
（3）测定对象广，不仅可测气体、液体，凡是在室温下具有10-7Pa蒸气压的固体，高分子化合物（多肽）都可测定。
06:47:12
06:47:12
3、离子源（质谱仪的主要部件）作用：使被分析物质离子化（转化为带有样品信息的离子），并具有一定能量。常用离子源有EI、CI、FAB、LDI等，不同离子源能量大小不同，应用对象不同。能量高的离子源分子离子少，碎片离子多；能量低的则相反。 (1)电子轰击源(electron impact ionizatioj EI)
CH3
失电子顺序： n电子>π电子>电子(C-C>C-H)
06:47:12
在侧链化合物中,侧链愈多,愈易断裂。侧链上大的
取代基优先作为自由基失去，生成稳定的仲碳或叔
碳离子。其稳定次序为 R3C+ > R2CH+ > RCH2+ > CH+3
具有侧链的环烷烃，侧链部位先断裂，生成带正电
环状碎片
例：质量为100u的一价正离子，通过加速电压为 6000V加速后，进入磁感应强度为1.2T的磁场，试计算该离子的轨道半径
解：由
r
2V m 1 H 2 Z 1.2 10 4
2 6000 100 9.3cm 1
（1）四级杆分析器
由四根带有直流电压（DC）和叠加的射频电压（RF）的准确平行杆构成，相对的一对电极是等

生物质谱

+
++ + - -- + -+ +
+
+ + +
+
其他离子试样离子
Electrospray Ionization
• 样品溶解在极性的、挥发性缓冲液中 (不含盐) ，通过不锈钢毛细管 (70 - 150 mm) 以 10-100 mL/min的速度进样。 • 将3-4 kV的高压加在喷嘴上，使样品变成雾状液滴。 • 雾状液滴直接穿过高真空区域，液滴逐渐挥发，尺寸慢慢接近样品分子的尺寸 (依然携带一定的电荷)。
– Average mass:所有同位素的平均质量 – Monoisotopic mass:第一个peak的同位素质量，这里的例子是指12C
解析度 ( resolution) 夠好的质谱就可以把12C 和13C波峰和波谷分的很清楚，由图可知 Average mass 和 Monoisotopic mass 的质差了0.37Da,这差异可用来做peptide mass fingerprinting。
生物质谱技术
蛋白质组学
前言
1). 质谱技术的特点
质谱仪是一个用来测量单个分子质量的仪器(Thompson)．但实际上质谱仪提供的是分子的质量与电荷比(m/z or m/e). 质谱法是一强有力的分析技术。它可用于未知化合物的鉴定、定量分
析、分子结构及化学特性的确定等方面；
所需化合物的量非常低：10-12g, 或10-15 mole；应用范围广: (1) 有机质谱法：生物、医药、聚合物、法医和环境等方面；(2) 无机质谱法：地球化学，地质矿产和无机元素分析鉴定等方面。
电喷雾电离

《波谱分析教程》第5章有机质谱 ppt课件

1. 电子轰击电离 (Electron Impact Ionization, EI) 源 2. 化学电离 (Chemical Ionization, CI) 源 3. 场电离 (Field Ionization, FI) 源 4. 场解吸电离 (Field Desorption, FD) 源 5. 快原子轰击电离 (Fast Atom Bombardment, FAB) 源 6. 基质辅助激光解吸电离 (Matrix-Assisted Laser
缺点：分辨率随质荷比的增加而降低。
31
傅立叶变换离子回旋共振分析器
傅立叶变换离子回旋共振(Fourier transform ion cyclotron resonance, FT-ICR)
同时激发分析所有质荷比的离子，通过不同质荷比的离子在回旋池中具有不同回旋运动频率的性质分离离子，通过对检测信号进行傅立叶变换得到质谱图。
28
离子阱(ion trap)
离子阱与四极质量分析器的原理类似，因此也称为四极离子阱（quadrupole ion trap）；或因其储存离子的性质而称为四极离子储存器（quadrupole ion storage, QUISTOR）。
优点： 1）单一的离子阱可实现多极“时间上”的串联质谱； 2）结构简单、价格便宜，性能价格比高； 3）灵敏度高，较四极质量分析器高达10~10000倍； 4）质量范围大，可达6000。
缺点： ➢基质背景易干扰质量数1000Da以内的物质分析。 ➢激光解析电离可能导致被分析物分解。
蛋白质组分析。
17
电喷雾电离 (Electrospray ionizatin, ESI)
样品
质量分析器
+++

第五章MS-1质谱

2）利用同位素峰簇的相对丰度推导化合物的分子式
a. 从 M+1 峰与 M 峰强度的比值可估算出分子中含碳的数目
式中 I(M+1) 和 I(M) 分别表示 M+1 峰和 M 峰的（相对）强度
b. 从 M+2 峰与 M 峰强度的比值可估算出分子中含 S，Cl，Br 的数目
S 4.4% ； M+2, M+4, M+6 峰很特征
丁酮的质谱图
5.1.6 质谱术语
基峰：质谱图中离子强度最大的峰，规定其相对强度（RI）
或相对丰度（RA）为100。
精确质量：低分辨质谱中离子的质量为正数，高分辨质谱给
出分子离子或碎片离子的精确质量，其有效数字视质谱计的分辨率而定。
CO、N2、C2H4 的精确质量依次为： 27.9949、28.0062、28.0313
分子中含有两个氯: M （2个35Cl）、M+2（35Cl和37Cl）和
M+4（2个37Cl）峰质谱中三个峰的相对强度可近似地用二项式 (a+b)n 展开的方法来计算。式中a为轻同位素丰度；b为重同位素丰度；n为分子中该元素的原子数目。含有两个氯时，a为35Cl（相对丰度为100%），b 为37Cl（相对丰度为32.5%），n等于2，则
第五章质谱
5.1 质谱的基本知识
5.1.1 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）大小依次排列而得到谱图。
(a + b)n = a2 + 2ab + b2 M∶(M + 2)∶(M + 4) = 12∶2 1 0.325∶0.3252

生物质谱分析

质谱仪的发展历史
1906年在 J.JThomson在实验中发现带电荷离子电磁场中的运动轨迹与它的质荷比有关并于1912年制造出第一台质谱仪飞行时间质量分析器四极杆质量分析器质谱仪首次用于多肽测序离子共振质谱电喷雾离子源傅里叶变换离子回旋共振分析器基质辅助激光解吸电离质谱
1946年 1953年 1959年 1965年 1968年 1974年 1987年
(3)毛细管进样气相色谱-质谱联用仪
从毛细管气相色谱柱流出的成分可直接引入质谱仪的离子化室。
液相色谱-质谱联用仪采用离子喷雾及电喷雾技术除去流动相使样品离子进入质谱分析仪。
3. 离子源
质谱仪中产生离子的装臵称为离子源，其功能是将进样系统引入的气态样品分子转化成离子。不同的分子离子化所需要的能量不同，因此，应选择不同的离解方式：硬电离：能给予样品较大能量的电离方法。软电离：给予较小能量的电离方法，适用于易破裂或易电离的样品。
质谱技术中的离子源
(1) 电子轰击电离源样品需经过汽化进入电离区，用约70e V能量的电子束与气化的试样分子相互作用，使分子中电离电位较低的价电子或非键电子电离，为硬电离方法。1980年以前的主要离子化方式，只能用于有机小分子 (400Da以下)的电离。
第二节
质谱仪
一、质谱仪的工作原理
二、质谱仪的基本结构 1. 真空系统 2. 进样系统 3. 离子源 4. 质量分析器 5. 检测与记录
一、质谱仪的工作原理
样品导入系统
离子源
质量过滤/分析器
检测器
+ + +
+++ + + + + +++ + ++ + + + + + + + + + + + + + ++ +++ +++

生物质谱技术和方法课件

文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系本人改正。
离子源(ion source)
质谱仪中将分子转化为离子的装置称为离子源(ion source)。由于离子化所需要的能量随分子不同差异很大，因此，对于不同的分子应选择不同的离解方法。通常将能给样品较大能量、生成较多碎片离子的电离方法称为硬电离方法（如电子轰击离子化，EI），而给样品较小能量、碎片离子较少或不生成碎片离子的电离方法称为软电离方法。
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系本人改正。
生物质谱中有代表性的离子源
1．电喷雾电离(Electrospray Ionization，ESI) 2．离子喷雾电离（Ion spray Ionization，ISI ）
3．大气压化学电离(Atmospheric Pressure
根据峰位(棒位)可进行定
性鉴别;根据相对丰度可进行定量测定.
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系本人改正。
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系本人改正。
牛血清蛋白（BSP）酶解产物的质谱图
Voyager Spec #1[BP = 1480.6, 8127]
适当的加速后进入质量分析器，按不同的m／z
进行分离。然后到达检测器，产生不同的信号而进行分析。
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系本人改正。
质谱仪的构成
样品导入系统
离子源
质量分析器
真空泵
检测器
计算机控制与数据处理
相对丰度
m/z
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《质谱技术与质谱仪》PPT课件

由分子离子可以确定化合物分子量,由碎片离子可以得到化合物的结构。
在电子轰击下，样品分子可能有四种不同途径形成离子：（1）样品分子被打掉一个电子形成分子离子；（2）分子离子进一步发生化学键断裂形成碎片离子；
（3）分子离子发生结构重排形成重排离子；
（4）通过分子离子反应生成加合离子；
（5）同位素离子
M + e —— M—
3、离子也可因撞击强烈而形成碎片离子：
4、荷电离子被加速电压加速，产生一定
的速度v，与质量m、电荷e及加速电压V有
关，其动能与加速电压及电荷遵循
eV
1 mv 2
2
(1)
5、加速离子进入一个强度为H的磁场，发生
偏转，半径为：
r mv
(2)
eH
将（1）（2）合并：
m H 2r2
3. 场电离（FI）
FI是利用强电场诱发样品分子的电离，属于软电离。最重要的部件是电极，正负极间施加高达10KV的电压差，两极的电压梯度可达107～108V·cm-1。若具有较大偶极矩或高极化率的样品分子通过两极间时，受到极大的电压梯度的作用（量子隧道效应）而发生电离。
特点：分子离子峰（或准分子离子峰）强度较大
为了消除离子能量分散对分辨率的影响，通常在扇形磁场前加一扇形电场。质量相同而能量不同的离子经过静电电场后会彼此分开。即静电场有能量色散作用。如果设法使静电场的能量色散作用和磁场的能量色散作用大小相等方向相反，就可以消除能量分散对分辨率的影响。只要是质量相同的离子，经过电场和磁场后可以会聚在一起。另外质量的离子会聚在另一点。改变离子加速电压可以实现质量扫描。这种由电场和磁场共同实现质量分离的分析器，同时具有方向聚焦和能量聚焦作用，叫双聚焦质量分析器。