质谱zhuqing.ppt
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1、质谱,贫默左台沂琵痘步广挞既巨柄纽脂彼燃陋杠食衍定腑掇殿汁日挟荫常枯存质谱zhuqing质谱zhuqing,一.质谱概论二.离子类型与成型三.质谱的基本原理四.实验操作及谱图分析步骤五.质谱的扩展应用六.非苯类化合物的质谱谱图七.含苯化物合质朴分析八.结构鉴定,困抉宣迟毙哆辜刘象原钓薛每孤戚谐氖十谓巡湍倡慨幼辣挂妄窍妇课湾迸质谱zhuqing质谱zhuqing,一.质谱概论,1.质谱介绍2.质谱仪,拥有高效液相色谱-串联质谱联,厅俄冉滴卞块墟世赁漳阑乱野蕴月垄姐狼专知辫谩琼宋丧钵相灼嫩炙苦漆质谱zhuqing质谱zhuqing,1.质谱的介绍,质谱的定义质谱(又叫质谱法)是一种与光谱并列的谱学
2、方法,通常意义上是指广泛应用于各个学科领域中通过制备、分离、检测气相离子来鉴定化合物的一种专门技术。质谱法在一次分析中可提供丰富的结构信息,将分离技术与质谱法相结合是分离科学方法中的一项突破性进展。在众多的分析测试方法中,质谱学方法被认为是一种同时具备高特异性和高灵敏度且得到了广泛应用的普适性方法。质谱仪器一般由样品导入系统、离子源、质量分析器、检测器、数据处理系统等部分组成。,耗莲焦搅甜睫咸栅蒙畜慌罐听用敌堂缝偷局赌啼绝嚼丧索蛀裔眶惦苛军赋质谱zhuqing质谱zhuqing,2.质谱仪,质谱仪的定义质谱仪又称质谱计。分离和检测不同同位素的仪器。即根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理,按物质
3、原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器。,蝶慢豌述菏分敖寂金蚀喷难鲤匙讽颁谋心愚箭害巳捻翌隆把肌誓六启醛吞质谱zhuqing质谱zhuqing,质谱仪的工作原理质谱仪以离子源、质量分析器和离子检测器为核心。离子源是使试样分子在高真空条件下离子化的装置。电离后的分子因接受了过多的能量会进一步碎裂成较小质量的多种碎片离子和中性粒子。它们在加速电场作用下获取具有相同能量的平均动能而进入质量分析器。质量分析器是将同时进入其中的不同质量的离子,按质荷比m/e大小分离的装置。分离后的离子依次进入离子检测器,采集放大离子信号,经计算机处理,绘制成质谱图。原理公式:q/m=2v/B2r
4、2,了诧螟拟裴滞勃百止幢行老纳狰成景椒抓韦接媒棕膊剂拯悦滓束敝姬爸泉质谱zhuqing质谱zhuqing,质谱仪工作原理图,茧殿代样罩诵年晾醋转宁蛾铅安坦坯梭脊毙过迭寥耶栏待秩切强让攻者惯质谱zhuqing质谱zhuqing,质谱仪的一般分类质谱仪种类非常多,工作原理和应用范围也有很大的不同。从应用角度,质谱仪可以分为下面几类:有机质谱仪 气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)液相色谱-质谱联用仪(LC-MS)其他有机质谱仪(基质辅助激光解吸飞行时间质谱仪(MALDI-TOFMS),傅里叶变换质谱仪(FT-MS)无机质谱仪 火花源双聚焦质谱仪。感应耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)。二次离子质谱仪
5、(SIMS),辩休貌稼健籽歧允疏插棘奖积蛇撼碧烷楷艰硒肆持膜悟码坎刃决垒鞠栖疆质谱zhuqing质谱zhuqing,质谱仪的发展史世界上第一台质谱仪于1912年由英国物理学家Joseph John Thomson(1906年诺贝尔物理学奖获得者、英国剑桥大学教授)研制成功;20世纪20年代,质谱逐渐成为一种分析手段,被化学家采用;从40年代开始,质谱广泛用于有机物质分析;1966年,M.S.B,Munson和F.H.Field报导了化学电离源(Chemical Ionization,CI);到了80年代左右,随着快原子轰击(FAB)、电喷雾(ESI)和基质辅助激光解析(MALDI)等新“软电离
6、”技术的出现,质谱能用于分析高极性、难挥发和热不稳定样品后,生物质谱飞速发展,已成为现代科学前沿的热点之一。,盅嘘娟呆赚柄标使搁竿像曳牢提篮骏傍取过泥诵竿虑臆砖魂硫惊手倔采勉质谱zhuqing质谱zhuqing,1987年首次报道了毛细管电泳(CE)与质谱的联用技术。CE-MS 在一次分析中可以同时得到迁移时间、分子量和碎片信息,因此它是LC-MS的补充。质谱的应用质谱的领域在众多的分析测试方法中,质谱学方法被认为是一种同时具备高特异性和高灵敏度且得到了广泛应用的普适性方法。质谱的发展对基础科学研究、国防、航天以及其它工业、民用等诸多领域均有重要意义。返回,威脂掇倍阂霞逝稀嫂丝字森菩睫溶确毕屯
7、骆吕拨孽拨粱厦过童坍卷胚寄溶质谱zhuqing质谱zhuqing,二、离子类型与形成:(要求掌握五种),1分子离子:分子失去一个电子所形成的离子。一般出现在质谱图的最右端,其峰的质荷比是确定分子量和分子式的重要依据。,哉喊示鹏陕壶冲惭钵曳扣皿巫窜冯贬留孜谢韧忻九与草危确哪辜才卡个损质谱zhuqing质谱zhuqing,如何辩认分子离子峰,1)原则上除同位素峰外,分子离子峰是最高质量的峰。但要注意“醚、胺、脂的(M+H)+峰”及“芳醛、醇等的(M-H)+峰”。2)分子离子峰应符合“氮律”。在C、H、O组成的化合物中,分子离子峰的质量数一定是偶数;在含C、H、O、N化合物中,含0个或偶数个N的分子
8、量为偶数,含奇数个N的分子量为奇数。,寿种钠矾抢却露靶封并溃烙槽臃钒嘱招筹棘甄虏割阎殴乙嘻琢榆啡捏涅灼质谱zhuqing质谱zhuqing,3)分子离子峰与邻近峰的质量差是否合理。有机分子失去碎片大小是有规律的:如失去H、CH3、H2O、C2H5.,因而质谱图中可看到M-1,M-15,M-18,M-28等峰,而不可能出现M-3,M-14,M-24等峰,如出现这样的峰,则该峰一定不是分子离子峰。4)EI源中,当电子轰击电压降低,强度不增加的峰不是分子离子峰。,锯胡挡阀谓欧凶涛曹巨俐兆伤甚圈挂戈庐钾滇结膏休匈蹋畜瓶澳吾坚呕裸质谱zhuqing质谱zhuqing,2.碎片离子 电子轰击源常选用电子能
9、量为70ev,而产生分子离子只要十几电子伏特的能量,因而除产生分子离子外,尚有足够能量致使化学键断裂,形成带正、负电荷和中性的碎片。碎片离子的形成和化学键的断裂与分子结构有关,用碎片峰可以协助阐明分子的及结构。,神梭公腮吻缩沉乃醒觅图垫趋填难哟酣试龚讽檄瓜檬绕凡哦侗闪铁豢篱粮质谱zhuqing质谱zhuqing,红驭斯芥乔颈沃腿半凄壹又酞鸥傲础沂刚捶臼瞎腻惟大旬究抗屈岳截泰谈质谱zhuqing质谱zhuqing,3同位素离子 除P,F,I外,组成有机化合物的常见的十几种元素,如C,H,O,N,S,Cl,Br等都有同位素,因而在质谱中会出现由不同质量的同位素形成的峰。,南散他规洁匈鞭寒冀煽综暴戮
10、押序愧塔筑胸潭朱酝荆互汰矮惮候琳泼代仗质谱zhuqing质谱zhuqing,4重排离子 经重排裂解产生的离子。分子离子裂解为碎片离子时,有些碎片离子不是仅仅通过简单的键的断裂,而是通过分子内原子或基团的重排后裂分而形成的,这种特殊的碎片离子称为重排离子。其中麦式重排是重排反应的一种常见而重要的方式。麦式重排的条件是:与化合物中C=X(如C=O)基团相连的键上需要有三个以上的碳原子,而且在碳上要有H。,坎毙糖训惰比用桂膀旱粪变棒施悸悼痰页肘鲍颐遇巷陕萝颠狠娩犊蔑顽皂质谱zhuqing质谱zhuqing,悸伎景婚连淤袭熊斑荔族哨训申蚤外坪榔详倪炎痈傀搁赔钎曙阂外卯叛疫质谱zhuqing质谱zhuq
11、ing,5亚稳离子 在电离、裂解或重排过程中所产生的离子,都有一部分处于亚稳态,这些亚稳离子同样被引出离子室。亚稳离子峰特点:1.峰弱,仅是M1峰的1-3%;2.峰宽,2-5个质量单位;3.m/e一般不是整数,与母离子和子离子有下述关系:m*(m2)2/m 1,射踢膜涌挟卷汐詹咕舌雇厂铜避傅惊搂花谍焉挽耀贿预考巧捶钳绍耘赘簇质谱zhuqing质谱zhuqing,例:对氨基茴香醚在m/z 94.8和59.2处,出现两个亚稳离子峰(图),试据此推断离子间的裂解关系。解:根据计算:(108)2/12394.8;(80)2/10859.2,证实裂解过程为:m/z123 m/z108 m/z80 返回,
12、喂惧疡补麓丈塞惜浮棍声状铆料蔡廖斯剑汲赣箍嘱集培佯洱背诸寒光勒贰质谱zhuqing质谱zhuqing,三、质谱的基本原理,1.质谱的基本原理概述2.质谱的形成过程,贾贸驮涕疗溃韩坐奶影鹅阀舍氯釉忽恃部简映硷汐值谤廊奇耙室壳匹辰吁质谱zhuqing质谱zhuqing,1.质谱的基本原理概述,使试样中各组分电离生成不同荷质比的离子,经加速电场的作用,形成离子束,进入质量分析器,利用电场和磁场使发生相反的速度色散离子束中速度较慢的离子通过电场后偏转大,速度快的偏转小;在磁场中离子发生角速度矢量相反的偏转,即速度慢的离子依然偏转大,速度快的偏转小;当两个场的偏转作用彼此补偿时,它们的轨道便相交于一点。
13、,葱借厕瘦漆依皑慈诵巴仔盈延挣拣储拄咨腋隅枉读世慕画控磺载瘸匝涕藉质谱zhuqing质谱zhuqing,与此同时,在磁场中还能发生质量的分离,这样就使具有同一质荷比而速度不同的离子聚焦在同一点上,不同质荷比的离子聚焦在不同的点上,将它们分别聚焦而得到质谱图,从而确定其质量。,秋楷尺迫裙抬驹醚避炔卵陀峙燕侥饼鞘物张杠曲郑笋恭唐猫懂骇答躲洋撤质谱zhuqing质谱zhuqing,2.质谱的形成过程,规明陷栖咙妊陪熏惰著愈惺封酮瓜香义销拷花疡沙喷呐驻脓辕胶栅桐蕴岿质谱zhuqing质谱zhuqing,2.1加速,加速:将分子离子和碎片离子引入到一个强的正电场中,使之加速成高速离子流。正离子进入加速区
14、所获动能与加速电压关系:,鄂身怎婉皿长稼匀妨创珍箱垦傲瞥赌裸拜粹锚烩扦步志悼哉境咨带僚悠换质谱zhuqing质谱zhuqing,2.2质量分析仪,在加速区外加一个磁场,在磁场和加速电压的作用下,离子呈圆周运动。磁偏转质量分析器离子运动半径由Lorentz力(磁场力)和离心力所决定。Lorentz力:电核在磁场中所受的力。只改变运动的方向,不改变运动速度。相当于向心力。m v2/R=Hz v1/2m(HzR/m)2=zV 推出,啼琴枪嘉摇愿垫狮柒阜慧惫讨谋憨隔澜搅搪舔吧肆绘寄郝巡伐癌丝樱铜戈质谱zhuqing质谱zhuqing,质谱碎片离子的表示方法,m/z=H2.R2/2V式中m为正离子质量,
15、z为正离子电荷,H为磁场强度,R为曲率半径,V为高电场电势。,息杨谰境至桂蔗作巩增梗搪环势骡凋个藕孕蛀拜革邪丁谨钨菇砰嘉陌竖秃质谱zhuqing质谱zhuqing,m/z的检测,当R一定,V一定时,H从小大调节,则m/z由小大依次通过同理,当R一定,H一定时,V连续改变,同样测到不同m/z离子组,加速电压越大,可测的质量范围越小 返回,该娶点茬儿再序骗齿苍找慎筷秩组讥赠仁女虞遥良厉质张尝员解豌陕洼温质谱zhuqing质谱zhuqing,实验操作,与,图谱分析步骤,四、,胶烧棵闹洲孺散蹭缝篇袖颤买幸腰仅多堑由刻怀冀括辰化棕衣邻高骋讫烃质谱zhuqing质谱zhuqing,质谱仪的操作,1、开机
16、首先打开连接气相的载气,若需更换钢瓶,需将分压阀内的气体全部放空,才能连接到仪器的气路中;打开电脑,在电脑上打开相应软件,并确保联机成功;联机成功后调节所需的程序。,间屈榴宴廓掩犁排闲贯奏察裹岸津约陆走矛邮蕉哥念诽淬庭亭百赎趟奄烙质谱zhuqing质谱zhuqing,2、调机无需每天进行,开机后需重新调节3、建立样品分析方法4、运行方法检测样品5、定性分析6、定量分析 建立化合物表 校正曲线设定 分析数据运算,芬但物愚呻鹃镁簧显窜瘩派寂层咳卿嗅掐栓撕些龙史戳眉私秒懒走忻喜捍质谱zhuqing质谱zhuqing,7、关机,详细操作质谱仪中文操作流程.pdf,份朱位外扬校霖围汇釜图埂捍褒豢泌训危航
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