基本原理及儀器簡介課件

1、儀器分析供藥學(xué)類、中藥學(xué)類、制藥工程及相關(guān)專業(yè)使用全國普通高等中醫(yī)藥院校藥學(xué)類專業(yè)“十三五”規(guī)劃教材（第二輪規(guī)劃教材）第九章質(zhì) 譜 法目錄第一節(jié) 基本原理及儀器簡介第二節(jié)離子的主要類型第三節(jié)離子裂解類型第四節(jié)質(zhì)譜解析基本要求1.掌握分子離子、碎片離子、同位素離子和亞穩(wěn)離子的產(chǎn)生、特點(diǎn)和作用。2.掌握離子裂解規(guī)律和利用給出的質(zhì)譜圖分析和推導(dǎo)化合物的結(jié)構(gòu)式。3.熟悉烴類、醇類、醛類、酮類、酸和酯類等化合物的裂解方式與特征。4.了解質(zhì)譜儀構(gòu)造及工作原理。質(zhì)譜定義及特點(diǎn)1質(zhì)譜（Mass spectrometry，MS）是利用一定的電離方法將有機(jī)化合物進(jìn)行電離、裂解，將產(chǎn)生的各種離子按離子質(zhì)荷比（m/z

2、）大小分離并排列形成的圖譜 特點(diǎn)：有高靈敏度、圖譜信息豐富、分析速度快和可與色譜法聯(lián)用 第一節(jié)基本原理及儀器簡介一、基本原理： 質(zhì)譜分析主要包括三個(gè)步驟： 樣品分子在離子源中被電離成分子離子，分子離子進(jìn)一步裂解成碎片離子。 各種離子由于在電場(chǎng)或磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)行為差異按質(zhì)荷比（m/z）大小排序。 用適宜的檢測(cè)器檢測(cè)的離子流產(chǎn)生質(zhì)譜圖，或用列表方法表示質(zhì)譜數(shù)據(jù) 二、質(zhì)譜儀的主要部件質(zhì) 質(zhì)譜儀主要由高真空系統(tǒng)、樣品導(dǎo)入系統(tǒng)、離子源、質(zhì)量分析器、檢測(cè)器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等部分構(gòu)成。第一節(jié)基本原理及儀器簡介（一）高真空系統(tǒng) 目的是為了避免離子散射以及離子與殘余氣體分子碰撞，同時(shí)也可降低本底和記憶效應(yīng)。第一節(jié)基本

3、原理及儀器簡介（二）樣品導(dǎo)入系統(tǒng)1.直接進(jìn)樣系統(tǒng) 2.色譜聯(lián)用進(jìn)樣 第一節(jié)基本原理及儀器簡介（三）離子源1.電子轟擊源（EI） 2.化學(xué)電離源（CI） 3.快原子轟擊離子源（FAB） 4.電噴霧電離（ESI） 5.大氣壓化學(xué)電離（APCI） 第一節(jié)基本原理及儀器簡介1.電子轟擊源（EI） 電子轟擊過程在電離室中進(jìn)行，氣化后的樣品分子進(jìn)入離子源中，受到熾熱燈絲發(fā)射的電子束的轟擊，先失去一個(gè)電子生成分子離子，新生成的分子離子不穩(wěn)定，可以進(jìn)一步裂解形成“碎片”離子，生成包括正離子在內(nèi)的各種碎片，其中正離子在排斥電極的作用下離開電離室，進(jìn)入加速區(qū)被加速，再進(jìn)入質(zhì)量分析器。第一節(jié)基本原理及儀器簡介EI優(yōu)

4、點(diǎn)與缺點(diǎn)：EI法的優(yōu)點(diǎn)：碎片離子信息比較豐富，有利于結(jié)構(gòu)解析；質(zhì)譜圖重現(xiàn)性好，便于規(guī)律總結(jié)、圖譜比較和利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行譜庫檢索。EI法的缺點(diǎn)：不適宜熱不穩(wěn)定和揮發(fā)性低的樣品；分子離子峰強(qiáng)度較低或難以獲得。 第一節(jié)基本原理及儀器簡介2.化學(xué)電離源（CI） CI的基本原理是離子-分子反應(yīng)，化學(xué)電離時(shí)先在離子源中送入反應(yīng)氣體（如CH4、N2、He、NH3等），反應(yīng)氣體在電子轟擊下電離成離子，再和樣品分子碰撞發(fā)生離子-分子反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)樣品離子化 第一節(jié)基本原理及儀器簡介CI的優(yōu)缺點(diǎn)：CI的優(yōu)點(diǎn)：化學(xué)電離產(chǎn)生的準(zhǔn)分子離子過剩的能量較小，進(jìn)一步發(fā)生裂解的可能性較小，容易得到較強(qiáng)的分子離子峰，獲得分子量的信息。

5、缺點(diǎn)：質(zhì)譜圖中碎片離子峰少，不利于化合物的結(jié)構(gòu)解析。 第一節(jié)基本原理及儀器簡介3.快原子轟擊離子源（FAB） FAB的工作原理是惰性氣體經(jīng)電子轟擊后電離并加速，產(chǎn)生快離子，再通過快原子槍產(chǎn)生電荷交換得到快速原子，用此快速原子轟擊涂有非揮發(fā)性底物（也稱基質(zhì)，常用有甘油、硫代甘油、3-硝基芐醇和三乙醇胺等高沸點(diǎn)極性溶劑）和有機(jī)化合物的靶心，使樣品離子化，最后進(jìn)入質(zhì)量分析器檢測(cè) FAB的優(yōu)點(diǎn)：不需要對(duì)樣品加熱和氣化，適用于高分子量、非揮發(fā)性和熱不穩(wěn)定的樣品分析；易得到穩(wěn)定的分子離子峰，獲得化合物分子量的信息。 第一節(jié)基本原理及儀器簡介4.電噴霧電離（ESI） ESI工作原理是在加熱輔助氣的作用下，噴

6、射出的帶電液滴隨溶劑的蒸發(fā)而逐漸縮小，液滴表面相斥的靜電荷密度不斷增大，當(dāng)液滴蒸發(fā)到某一程度，電荷間的庫侖排斥力大于液滴的表面張力時(shí)，液滴表面的庫侖斥力使液滴爆炸，形成更小的帶電霧滴。此過程不斷重復(fù)直至液滴變得足夠小、表面電荷形成的電場(chǎng)足夠強(qiáng)，最終使樣品離子解吸出來。 第一節(jié)基本原理及儀器簡介5.大氣壓化學(xué)電離（APCI） APCI工作原理是在氣體輔助下，溶劑和樣品流過進(jìn)樣毛細(xì)管流出，通過加熱管被加熱氣化，在加熱管端進(jìn)行電暈放電使氣體和溶劑電離，生成反應(yīng)離子，與化學(xué)電離相似，反應(yīng)離子再與樣品進(jìn)行反應(yīng)實(shí)現(xiàn)樣品離子化，生成準(zhǔn)分子離子，進(jìn)入檢測(cè)器分析。 第一節(jié)基本原理及儀器簡介（四）質(zhì)量分析器1.單聚焦質(zhì)量分析器 2.四極桿質(zhì)量分析器 3.飛行時(shí)間質(zhì)量分析器（TOF） 第一節(jié)基本原理及儀器簡介（五）檢測(cè)器 由離子源產(chǎn)生的離子經(jīng)過質(zhì)量分析器按質(zhì)何比分離后，形成不同強(qiáng)度的離子流。離子檢測(cè)器的作用就是將這些微弱的離子流信號(hào)接收并放大，經(jīng)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)得到樣品的質(zhì)譜圖和數(shù)據(jù)?，F(xiàn)代質(zhì)譜儀的離子檢測(cè)器常采用電子倍增管和微通道板檢測(cè)器。 第一節(jié)基本原理及儀器簡介三、質(zhì)譜儀的主要性能指標(biāo)1.分辨率 2.質(zhì)量準(zhǔn)確度 3.質(zhì)量范圍第一節(jié)基本原理及儀