第六章质谱解读
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[Solv+H] ++A --> Solv + [A+H] +
HPLC inlet
Vaporizer
Dielectric capillary
Corona discharge needle
+ +
+
+
+
+
+
+
+
+
+ +
+
++
+
+
+ +
+
+
++
2) 质量分析器
①单聚焦仪器采用磁场分析器
磁场
S1
R
S2
离子源
Capillary
+ +++++ +
+ ++
++
+ +
Nebulizer
Lenses
Ion Trap
⑤飞行时间质量分析器（TOF）
Strengths
Limitations
• Accurate mass
• No MS/MS capability
information
• Dynamic range too limited
第六章 质谱(MS)
6.1 概述 6.2 质谱计及其原理 6.3 质谱数据表示法 6.4 质谱中的离子 6.5 电子轰击质谱（EIMS） 6.6 常见化合物的电子轰击质谱(EIMS) 6.7 质谱的应用 6.8 联用技术
6.1 概述
N2
43
H2O 18
28
O2 32
4N0r4C4O2
29 15
57
④场致电离源（FI）
⑤场解析电离源（FD）
⑥快中子轰击电离源（FAB）
API Electrospray
Charged Droplets
+ +
+ -
+ -+
-+
--
+
+ +
+
Evaporation
Analyte Ions
Solvent Ion Clusters Salts/Ion pairs Neutrals
可变的离子化能量EI源(10~240eV)
电子能量接 轰击样品分子使其离子化,电子能量较小时如 7~14 eV,电离盒内产生的主要是分子离子.加大电子能量如 加大到50~100eV常用70eV时,产生的分子离子会部分发生 断裂,成为碎片离子.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.
②[Chemical Ionization]CI源: 化学电离源需要反应气,反应气在离子盒内的压强为 10~100Pa, 反应气是样品的1000~100000倍,电子能量在 100~240eV时,才能得到较好的灵敏度
③大气压电离技术 电喷雾电离（API Electrospray） 大气压化学电离（ APCI ）
B
收集器
②双聚焦分析器
+ -
S1 离子源
磁场
S2 收集器
③四极杆质量分析器（Quadrupole Mass Filter）
Ion source
+ -+
Quadrupole mass filter
Ion detector
M+
Selected m/z
M+
*
Non-selected m/z's
Diagram of Quadrupole MS (EI Mode)
正癸烷
85 95113 142
m/z
m/z
78
27 39 52
横坐标：质荷比（m/z) 纵坐标：强度
m/z
MS Detection Process
Ionization or Fragmentation : Ion Source Select Ions According to m/z : Mass Filter Detection of Ions and Conversion to Signal : Detector
Mass Spec’s advantages
• Sensitivity • Universal • Specificity • Reproducibility • Rapid Separation • Solving co-eluting • Easy to use
6.2 质谱计及其原理
GC
电子线路
• High resolution
for most quantitative
• Fast scanning rates
studies
• Good scan sensitivity • Low sensitivity relative to
Quad SIM, MS/MS SRM
on QQQ and trap
例如要把500和500.5的两个质谱峰分开
分辨率：R=
500
1000
加热 直接 标准
计
离 子 源
分 析 器
接 收 放 大
接 口
算 机
真空系统
外围
1) 离子源
①Electron Ionization (EI)源
+
+
: R1 : R2
: R3
: R4
++
:e
(M-R2)+
(M-R1)+
M+
Mass Spectrum
EI 源的特点
电离效率高,灵敏度高(次Pg-Pg) 应用最广泛,目前绝大部分有机化合物的标准 质 谱 图都是采用EI源得到的 稳定,操作方便,电子流强度可精密控制 结构简单,控温方便
Electron Beam Sample in
Ion Beam
A
-
A : Ion Source
C
+
Bห้องสมุดไป่ตู้
B : Quadrupole C : Detector
④离子阱质量分析器（ Ion Trap ）
API-Electrospray LC/MS
HPLC inlet
Skimmers Octopole
5) 真空系统
MS 为什么需要真空?
1, 提高灵敏度; 2, 延长灯丝和检测器的寿命; 3, 减少本底的干扰; 4, 离子源压力高影响正常调谐; 5, 减少分子-离子反应; 6, 提供足够的平均自由程; 7, 避免静电放电;
6) 检测器--电子倍增器，光电倍增管
6) 高分辨和低分辨质谱
低分辨质谱—质谱图中给出的质量是整数部分
分辨率：R<1000 例如：CO=27.9979
N2=28.00061 CH2N=28.018
C2H4=28.0313 质量数都取28
Cl质量数取35
（35Cl ，37 Cl） 75%35Cl
高分辨质谱—质谱图中给出的质量数测准到小数点后三位
分辨率：R>1000
分辨率：R= m m
h 1/10 H
+
Rayleigh Limit
Reached
++
++
+-+--+-- +++
++--
+
+ +
+
++-- ++
+
Coulomb Explosions
+ Solvent Ion Cluster
+ Analyte Ion
APCI Ionization Process
Nebulizer gas
High wattage heater
HPLC inlet
Vaporizer
Dielectric capillary
Corona discharge needle
+ +
+
+
+
+
+
+
+
+
+ +
+
++
+
+
+ +
+
+
++
2) 质量分析器
①单聚焦仪器采用磁场分析器
磁场
S1
R
S2
离子源
Capillary
+ +++++ +
+ ++
++
+ +
Nebulizer
Lenses
Ion Trap
⑤飞行时间质量分析器（TOF）
Strengths
Limitations
• Accurate mass
• No MS/MS capability
information
• Dynamic range too limited
第六章 质谱(MS)
6.1 概述 6.2 质谱计及其原理 6.3 质谱数据表示法 6.4 质谱中的离子 6.5 电子轰击质谱（EIMS） 6.6 常见化合物的电子轰击质谱(EIMS) 6.7 质谱的应用 6.8 联用技术
6.1 概述
N2
43
H2O 18
28
O2 32
4N0r4C4O2
29 15
57
④场致电离源（FI）
⑤场解析电离源（FD）
⑥快中子轰击电离源（FAB）
API Electrospray
Charged Droplets
+ +
+ -
+ -+
-+
--
+
+ +
+
Evaporation
Analyte Ions
Solvent Ion Clusters Salts/Ion pairs Neutrals
可变的离子化能量EI源(10~240eV)
电子能量接 轰击样品分子使其离子化,电子能量较小时如 7~14 eV,电离盒内产生的主要是分子离子.加大电子能量如 加大到50~100eV常用70eV时,产生的分子离子会部分发生 断裂,成为碎片离子.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.
②[Chemical Ionization]CI源: 化学电离源需要反应气,反应气在离子盒内的压强为 10~100Pa, 反应气是样品的1000~100000倍,电子能量在 100~240eV时,才能得到较好的灵敏度
③大气压电离技术 电喷雾电离（API Electrospray） 大气压化学电离（ APCI ）
B
收集器
②双聚焦分析器
+ -
S1 离子源
磁场
S2 收集器
③四极杆质量分析器（Quadrupole Mass Filter）
Ion source
+ -+
Quadrupole mass filter
Ion detector
M+
Selected m/z
M+
*
Non-selected m/z's
Diagram of Quadrupole MS (EI Mode)
正癸烷
85 95113 142
m/z
m/z
78
27 39 52
横坐标：质荷比（m/z) 纵坐标：强度
m/z
MS Detection Process
Ionization or Fragmentation : Ion Source Select Ions According to m/z : Mass Filter Detection of Ions and Conversion to Signal : Detector
Mass Spec’s advantages
• Sensitivity • Universal • Specificity • Reproducibility • Rapid Separation • Solving co-eluting • Easy to use
6.2 质谱计及其原理
GC
电子线路
• High resolution
for most quantitative
• Fast scanning rates
studies
• Good scan sensitivity • Low sensitivity relative to
Quad SIM, MS/MS SRM
on QQQ and trap
例如要把500和500.5的两个质谱峰分开
分辨率：R=
500
1000
加热 直接 标准
计
离 子 源
分 析 器
接 收 放 大
接 口
算 机
真空系统
外围
1) 离子源
①Electron Ionization (EI)源
+
+
: R1 : R2
: R3
: R4
++
:e
(M-R2)+
(M-R1)+
M+
Mass Spectrum
EI 源的特点
电离效率高,灵敏度高(次Pg-Pg) 应用最广泛,目前绝大部分有机化合物的标准 质 谱 图都是采用EI源得到的 稳定,操作方便,电子流强度可精密控制 结构简单,控温方便
Electron Beam Sample in
Ion Beam
A
-
A : Ion Source
C
+
Bห้องสมุดไป่ตู้
B : Quadrupole C : Detector
④离子阱质量分析器（ Ion Trap ）
API-Electrospray LC/MS
HPLC inlet
Skimmers Octopole
5) 真空系统
MS 为什么需要真空?
1, 提高灵敏度; 2, 延长灯丝和检测器的寿命; 3, 减少本底的干扰; 4, 离子源压力高影响正常调谐; 5, 减少分子-离子反应; 6, 提供足够的平均自由程; 7, 避免静电放电;
6) 检测器--电子倍增器，光电倍增管
6) 高分辨和低分辨质谱
低分辨质谱—质谱图中给出的质量是整数部分
分辨率：R<1000 例如：CO=27.9979
N2=28.00061 CH2N=28.018
C2H4=28.0313 质量数都取28
Cl质量数取35
（35Cl ，37 Cl） 75%35Cl
高分辨质谱—质谱图中给出的质量数测准到小数点后三位
分辨率：R>1000
分辨率：R= m m
h 1/10 H
+
Rayleigh Limit
Reached
++
++
+-+--+-- +++
++--
+
+ +
+
++-- ++
+
Coulomb Explosions
+ Solvent Ion Cluster
+ Analyte Ion
APCI Ionization Process
Nebulizer gas
High wattage heater