高分辨质谱仪能精确地测量离子质量
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质 谱 Mass Spectrometry
有机结构分析的四大工具 1. 质谱(MS)
2. 红外光谱(IR)
3. 紫外光谱(UV) 4. 核磁共振(NMR)
利用电磁学原理,将化合物电离成具有不同质量的离 子,然后按其质荷比(m/z)的大小依次排列成谱收集和记 录下来,称为质谱.以质谱为基础建立起来的分析方法, 称为质谱分析法
Sample
To MS
②气体或低沸点液态样品
③固体，直接装在进样探头上(probe)，加热探头， 以保持在一定蒸汽压下挥发出来。
2.离子源
（电子轰击源EI,化学电离CI,场解吸FD,快速原子轰击FAB）
离子源是质谱仪的心脏，是将样品分子电离成离 子的地方。有机质谱仪最常见的离子源是电子轰击源， 即用具有一定能量的电子束撞击被分析的样品分子， 使其离子化。电子轰击源质谱图是特定的，能表征分 子的化学结构，作为鉴定化合物的“指纹”。现有的 大量质谱仪标准谱图均取自电子轰击源质谱(EIMS)。 因此，要利用这些数据(资料)，就要具备用电子轰击 源获得的数据。 电子束能量为：50～70ev
3.质量分析器(离子分离器) 分析器的功能是将经过电 离和加速的不同质荷比的离 子分离 .常用的质量分析器有 磁场分析器,飞行时间分析器, 四极分析器 ,回旋共振和离子 阱分析器. 各种质谱仪主要区别就在 于质量分析器的不同。
4.检测系统 离子源产生的离子经质量分析器分离之后到达 检测系统。检测器主要是使用电子倍增器记录不同 离子的电信号，即用金属电极接受并用电学方法记 录离子流。离子流的强弱与该离子数目成正比。 5.真空系统
质谱最基本的信息有两个，即离子的质量和它们 的相对丰度（最大对为100，其它的为相对值）。
质谱的功能主要为：
1）测定分子量 分子量是化学结构的基础。高分 辨质谱仪能精确地测量离子质量，精度达1ppm，即 准确测到四位小数。 2）根据谱图全貌检测其分子结构，根据分子碎裂特 征可确定化合物类型和可能的官能团，从而确定分 子结构。
3.灵敏度 绝对灵敏度：指仪器可以检测到的最小样品量 4.质谱图 仪器直接记录下来的质谱图，是一个个尖锐的 峰。但在文献上都将其简化成以相对强度表示的条 图（或棒图）。它的纵坐标是离子强度，以相对丰 度表示。所谓相对丰度，是以强度最大的峰（称基 峰）为100，其余的峰按与它的比例计算。
§2.有机质谱图中的离子
质谱图中，最高质量数的一组离子峰通常是由样品 分子丢失一个电子而形成的，称为分子离子峰。碎片离 子是由分子离子进一步碎裂而形成的，它们的质量数也 就小于分子离子峰，它们是分子的组成部分。绝大多数 离子都是单电荷离子，但在某些情况下也会出现多电荷 和负电荷离子，它们也提供了有用的结构信息。 在一定条件下，碎片的种类及其含量与原来未裂解 前化合物的化学结构有关。反之，通过测定这些质荷比 m/z不同的离子碎片的种类及其相对含量就可能确定原 来未知物的化学组成及其结构，这就是质谱法。
二.质谱仪器
进样系统 作用： 进样 离子源 产生离子 分析器 分离离子 检测器 离子检测
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。
质谱仪示意图
1.进样系统
10-3g，1mg足矣，甚至10-6-10-9g也够。样品要以 蒸汽相的形式膨胀进入储存器。
①若样品为wk.baidu.com有机混合物，则可经气相色谱分离， 分离后的馏分，通过GC/MS界面（分子分离器）将 载气去掉，让欲分析的组分进入离子源。
Sample + He from GC
He Vacuum pump
§1.质谱原理和仪器
一.质谱原理和功能
质谱仪的基本功能就是使样品分子吸收特定的能量， 从而失去成键轨道或非成键轨道上的一个电子，形成 带正电荷的分子离子;具有高内能的分子离子进一步按 照其自身特有的碎裂规律发生单分子分解反应，生成 一系列碎片离子。质谱仪将样品分子产生的所有碎片 正离子按其质量和电荷比 m/z （质荷比）顺序 , 连同相 应离子的强度记录下来，便形成一张质谱图。
一张质谱图是由不同丰度的分子离子、同位素离
子、碎片离子、亚稳离子、重排离子、多电荷离子
等组成，识别这些离子，弄清它们的形成和演变过 程以及峰与峰之间的相互关系是解析谱图的基础。
一.分子离子
有机分子在离子源中受到电子轰击，失去一个电 子而生成的离子称为分子离子 (M+), 对应的峰称为分 子离子峰。M+在质量上等于分子量。分子离子是其它 离子的先驱。 M ＋e→ M+＋2e
特点:
当试样极微量时，质谱是唯一能够确定其结构的方 法 --- 没有任何技术象质谱那样可以从很少的样品中获 得很多的信息。 每一个有机分子，在相同的实验条件下，可以重复 地得到一张特定形状的质谱图，即每个分子都有其特定 形状的质谱图。由于质谱图与所测分子的结构一一对应， 因此，质谱可以作为鉴定分子的指纹。 在有机结构分析中，质谱以其灵敏度高(比红外高2个 数量级，比核磁共振高 1 个数量级 ) ，分析速度快等特点 使其在有机结构四大分析中具有特别重要的地位。
2.分辨率 质谱仪的分辨率是分开两个相邻质量数离子的能力， 以R=M/△M决定。其中M为两相邻峰的第一个峰的质量 数， △M为两峰质量之差。 例 CO和N2形成的离子，其m/z分别为27.9949和28.0061 若某仪器刚好分开这两种离子，则该仪器的分辨率应为 R=27.9949/(28.0061-27.9949) ≈2500。 R=10000以下，低分辨率 R=10000～30000，中分辨率 R>30000，高分辨率
三.质谱技术中有关的名词术语 1.质量数和质量范围 在质谱中，化合物分子都是以离子形式记录的， 若离子仅带一个正电荷，则对于低分辨质谱，离子的 质荷比在数值上就等于它的质量数。如CO离子的质 荷比为27.9949,则其质量数为28。 质谱仪的质量范围，是指仪器能测量的离子质荷比 范围。若z=1,则仪器可测范围实际上就是可测分子量 的范围，质谱仪质量范围一般是几十到几千。
有机结构分析的四大工具 1. 质谱(MS)
2. 红外光谱(IR)
3. 紫外光谱(UV) 4. 核磁共振(NMR)
利用电磁学原理,将化合物电离成具有不同质量的离 子,然后按其质荷比(m/z)的大小依次排列成谱收集和记 录下来,称为质谱.以质谱为基础建立起来的分析方法, 称为质谱分析法
Sample
To MS
②气体或低沸点液态样品
③固体，直接装在进样探头上(probe)，加热探头， 以保持在一定蒸汽压下挥发出来。
2.离子源
（电子轰击源EI,化学电离CI,场解吸FD,快速原子轰击FAB）
离子源是质谱仪的心脏，是将样品分子电离成离 子的地方。有机质谱仪最常见的离子源是电子轰击源， 即用具有一定能量的电子束撞击被分析的样品分子， 使其离子化。电子轰击源质谱图是特定的，能表征分 子的化学结构，作为鉴定化合物的“指纹”。现有的 大量质谱仪标准谱图均取自电子轰击源质谱(EIMS)。 因此，要利用这些数据(资料)，就要具备用电子轰击 源获得的数据。 电子束能量为：50～70ev
3.质量分析器(离子分离器) 分析器的功能是将经过电 离和加速的不同质荷比的离 子分离 .常用的质量分析器有 磁场分析器,飞行时间分析器, 四极分析器 ,回旋共振和离子 阱分析器. 各种质谱仪主要区别就在 于质量分析器的不同。
4.检测系统 离子源产生的离子经质量分析器分离之后到达 检测系统。检测器主要是使用电子倍增器记录不同 离子的电信号，即用金属电极接受并用电学方法记 录离子流。离子流的强弱与该离子数目成正比。 5.真空系统
质谱最基本的信息有两个，即离子的质量和它们 的相对丰度（最大对为100，其它的为相对值）。
质谱的功能主要为：
1）测定分子量 分子量是化学结构的基础。高分 辨质谱仪能精确地测量离子质量，精度达1ppm，即 准确测到四位小数。 2）根据谱图全貌检测其分子结构，根据分子碎裂特 征可确定化合物类型和可能的官能团，从而确定分 子结构。
3.灵敏度 绝对灵敏度：指仪器可以检测到的最小样品量 4.质谱图 仪器直接记录下来的质谱图，是一个个尖锐的 峰。但在文献上都将其简化成以相对强度表示的条 图（或棒图）。它的纵坐标是离子强度，以相对丰 度表示。所谓相对丰度，是以强度最大的峰（称基 峰）为100，其余的峰按与它的比例计算。
§2.有机质谱图中的离子
质谱图中，最高质量数的一组离子峰通常是由样品 分子丢失一个电子而形成的，称为分子离子峰。碎片离 子是由分子离子进一步碎裂而形成的，它们的质量数也 就小于分子离子峰，它们是分子的组成部分。绝大多数 离子都是单电荷离子，但在某些情况下也会出现多电荷 和负电荷离子，它们也提供了有用的结构信息。 在一定条件下，碎片的种类及其含量与原来未裂解 前化合物的化学结构有关。反之，通过测定这些质荷比 m/z不同的离子碎片的种类及其相对含量就可能确定原 来未知物的化学组成及其结构，这就是质谱法。
二.质谱仪器
进样系统 作用： 进样 离子源 产生离子 分析器 分离离子 检测器 离子检测
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。
质谱仪示意图
1.进样系统
10-3g，1mg足矣，甚至10-6-10-9g也够。样品要以 蒸汽相的形式膨胀进入储存器。
①若样品为wk.baidu.com有机混合物，则可经气相色谱分离， 分离后的馏分，通过GC/MS界面（分子分离器）将 载气去掉，让欲分析的组分进入离子源。
Sample + He from GC
He Vacuum pump
§1.质谱原理和仪器
一.质谱原理和功能
质谱仪的基本功能就是使样品分子吸收特定的能量， 从而失去成键轨道或非成键轨道上的一个电子，形成 带正电荷的分子离子;具有高内能的分子离子进一步按 照其自身特有的碎裂规律发生单分子分解反应，生成 一系列碎片离子。质谱仪将样品分子产生的所有碎片 正离子按其质量和电荷比 m/z （质荷比）顺序 , 连同相 应离子的强度记录下来，便形成一张质谱图。
一张质谱图是由不同丰度的分子离子、同位素离
子、碎片离子、亚稳离子、重排离子、多电荷离子
等组成，识别这些离子，弄清它们的形成和演变过 程以及峰与峰之间的相互关系是解析谱图的基础。
一.分子离子
有机分子在离子源中受到电子轰击，失去一个电 子而生成的离子称为分子离子 (M+), 对应的峰称为分 子离子峰。M+在质量上等于分子量。分子离子是其它 离子的先驱。 M ＋e→ M+＋2e
特点:
当试样极微量时，质谱是唯一能够确定其结构的方 法 --- 没有任何技术象质谱那样可以从很少的样品中获 得很多的信息。 每一个有机分子，在相同的实验条件下，可以重复 地得到一张特定形状的质谱图，即每个分子都有其特定 形状的质谱图。由于质谱图与所测分子的结构一一对应， 因此，质谱可以作为鉴定分子的指纹。 在有机结构分析中，质谱以其灵敏度高(比红外高2个 数量级，比核磁共振高 1 个数量级 ) ，分析速度快等特点 使其在有机结构四大分析中具有特别重要的地位。
2.分辨率 质谱仪的分辨率是分开两个相邻质量数离子的能力， 以R=M/△M决定。其中M为两相邻峰的第一个峰的质量 数， △M为两峰质量之差。 例 CO和N2形成的离子，其m/z分别为27.9949和28.0061 若某仪器刚好分开这两种离子，则该仪器的分辨率应为 R=27.9949/(28.0061-27.9949) ≈2500。 R=10000以下，低分辨率 R=10000～30000，中分辨率 R>30000，高分辨率
三.质谱技术中有关的名词术语 1.质量数和质量范围 在质谱中，化合物分子都是以离子形式记录的， 若离子仅带一个正电荷，则对于低分辨质谱，离子的 质荷比在数值上就等于它的质量数。如CO离子的质 荷比为27.9949,则其质量数为28。 质谱仪的质量范围，是指仪器能测量的离子质荷比 范围。若z=1,则仪器可测范围实际上就是可测分子量 的范围，质谱仪质量范围一般是几十到几千。