有机质谱原理及应用

三、我国质谱发展概况
20世纪 50年代，同位素质谱研究，配合核研究，技术来自于前苏联 70年代，引进质谱仪，
磁质谱：VG-ZAB-2F, 3F（7台，北大，南京、南开、兰州、 中科大、武汉、中山）
VG-7070E（20多个单位） Finnigan MAT系列 80年代，中国科学院科学仪器厂，仿制7070E型质谱仪 KYKY系列 1980年，中国质谱学会，杭州成立，依托于科学仪器厂 《质谱学报》创刊 中国质谱学会机构：无机专业委员会、同位素专业委员会、 有机质谱专业委员会、生物医学专业委员会、 仪器与教育专业委员会
Electrospray Ionization for Mass Spectrometry of Large Biomolecules," J. B. Fenn, M. Mann, C. K. Meng, S. F. Wong and C. M. Whitehouse, Science 246, 64 (1989)
Herzog 和 Hintenberger 电磁场组合，离子光学系统 1940年，Nier 扇形磁场偏转质谱计，双聚集系统 商品仪器的雏形
235U，电磁制备方法，第二次世界大战期间 在石油、化工等领域的应用 1946年，Stephens 飞行时间质谱(Time-of flight mass analysis)
二、质谱学的历史事件
1886年，Goldstein 发现正电荷离子 1898年，Wien 利用电场和磁场使正电荷离子偏转 1912年，Thomson 研制第世界上一台质谱仪，氖同位素的发现 1918年，Dempster 电子轰击电离(Electron ionization)及磁聚焦 1919年，Aston 精密仪器，测定50多种同位素，第一张同位素表 1934年，Stephens 均匀扇形磁场，球差和质量色散公式
Koichi Tanaka (田中耕一) Shimadzu Corporation,Japan 贡献：激光辅助解吸电离质谱(MALDI)电离方法
生物大分子分析
Rapid Communications in Mass Spectrometry 2, 151 - 153 (1988), Koichi Tanaka, Hiroaki Waki, Yutaka Ido, Satoshi Akita, Yoshikazu
1952年，Martin 气相色谱方法 1953年，Paul等 四极杆分析器(Quadrupole analyzers) 1956年，Gohlke and McLafferty 气相色谱-质谱联用(GC/MS)
Beynon 高分辨质谱仪 (High-resolution MS) 1965年，Hipple等 离子回旋共振(Ion Cyclotron Resonance) 1966年，Munson and Field 化学电离(Chemical ionization) 1967年，McLafferty and Jennings 串联质谱(Tandem mass spectrometry) 1973年，McLafferty 液相色谱-质谱联用 (LC/MS)，热喷雾方法 1974年，Comisarow和Marshall 傅立叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR-MS) 1981年，Barber等 快原子轰击电离质谱(FAB MS)，
第三部分：上机实验
时间安排大致如下：第一部分，6-8次课。 第二部分，1-2次课。 第三部分，1次课或第一和第二部分课后进行或单独安排时间。
§1.1 质谱的基本概念
一、质谱是什么？
Mass Spectromety 特殊的天平：称量离子的质量。 质谱学：是一门研究气相离子结构、 性质及反应行为的科学。
334.3 399.7
200 300 400 500
m/z 60 0
§1.2 质谱分类
质谱
同位素质谱
无机质谱
有机质谱
生物质谱
结构鉴定、定量分析、气相离子化学
生命、医学、 环境、地球 农业科学
化学、化工
药学、毒物 学、刑侦
§1.3 质谱学的发展历史
一、质谱学领域的诺贝尔（Nobel）奖
1906年：物理奖
J. I. Thomson 贡献：正电荷离子束在磁场中的偏转 磁质谱仪的基
础同位素分析
1989年：物理奖
W. Paul 贡献：离子阱技术的发明。
2002年 ：化学奖
J. B. Fenn Virginia Commonwealth University, USA 贡献：电喷雾(ESI)电离方法 生物大分子分析
有机质谱原理及应用
浙江大学理学院
无机与材料化学研究所
刘子阳
教授，博士生导师
课程安排
第一部分：理论基础 第一章：导论 第二章：有机质谱仪 第三章：质谱/质谱 第四章：质谱法测定分子结构（一），小分子 第五章：质谱法测定分子结构（二），大分子 第六章：LC/MS，LC/MS/MS应用举例
第二部分： LCQ离子阱质谱仪原理及应用 第一章：Thermo Finnigan LCQ离子阱质谱仪介绍 第二章：Xcalibur软件应用技巧 第三章：Mass Frontier 软件辅助解析
二、质谱能做什么？
定性：化合物的结构
定量：混合物的组成
100
领域： 化学、生物学、医学、药学、
环境、物理、材料、能源等 %
三、质谱的独到之处是什么？
4S特性： Sensitivity 灵敏
0 100
Speed
快速
Specificity 特异
Stoichiometry 化学计量
254.2
507.3
194.2
§1.3 常用概念
一、质荷比(m/z)
➢ 质谱图中的横坐标，质量与电荷之比。 Fra Baidu bibliotek 若离子所带电荷为z = 1，则质荷比等于该离子的质量数。 ➢ 离子是以12C原子的1/12定义为一个质量单位，用u表示。
生物中，小分子，2000以内
1989年，J. B. Fenn 电喷雾电离 Koichi Tanaka 基质辅助激光解吸电离
1990年，Katta and Chait 电喷雾电离质谱观察蛋白质构象改变 1993年，商品电喷雾质谱仪 1995年，付立叶变换离子回旋共振质谱仪（与ESI和MALDI联用） 1998年，高分辨飞行时间质谱仪（Delay Extract, Reflectron技术）