本科生質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)課件

有機(jī)化合物準(zhǔn)確分子量的測(cè)定2022/10/18質(zhì)譜發(fā)展史1898Wien發(fā)現(xiàn)帶正電荷的離子束在磁場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)。1910Thompson使用簡(jiǎn)單的電場(chǎng)-磁場(chǎng)組合裝置,獲得了拋物線族的質(zhì)譜,證明了20Ne,22Ne兩種同位素的存在。1918

Dempster采用電子轟擊技術(shù)使分子離子化。

1919Aston制得了第一臺(tái)速度聚焦質(zhì)譜儀。提出每種同位素的質(zhì)子和中子在結(jié)合成原子核時(shí),具有特定的質(zhì)量虧損(并非整數(shù)值)。

50年代后

商品MS出現(xiàn),用于石油精煉和橡膠工業(yè)。概述質(zhì)譜分析法：將試樣轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)的樣品離子，利用不同離子在電場(chǎng)或磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)行為的差異，按其質(zhì)荷比大小進(jìn)行分離、檢測(cè)記錄的一種儀器分析方法。質(zhì)譜圖：化合物分子通過(guò)一定方式裂解后生成的陽(yáng)離子經(jīng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的綜合作用，按照樣品分子電離所產(chǎn)生碎片離子的質(zhì)荷比及其強(qiáng)度作圖，并按質(zhì)荷比（m/z）大小有序排列的譜。用途：測(cè)定相對(duì)分子量M；確定分子式；定量分析；推測(cè)結(jié)構(gòu)；氣－質(zhì)聯(lián)用、液－質(zhì)聯(lián)用等。質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀的基本組成高真空系統(tǒng)離子源（10-310-5Pa）；質(zhì)量分析器（10-6Pa）

質(zhì)譜儀的工作流程

①通過(guò)合適的進(jìn)樣裝置將樣品引入并進(jìn)行氣化

②氣化后的樣品引入到離子源進(jìn)行電離

③電離后的離子經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)募铀俸筮M(jìn)入質(zhì)量分析器

④離子在磁場(chǎng)或電場(chǎng)的作用下，按不同的M/Z進(jìn)行分離

⑤對(duì)不同M/Z的離子流進(jìn)行檢測(cè)、放大、記錄(數(shù)據(jù)處理)

⑥得到質(zhì)譜圖進(jìn)行分析高真空的原因(1)大量氧會(huì)燒壞離子源的燈絲；(2)用作加速離子的幾千伏高壓會(huì)引起放電；(3)引起額外的離子－分子反應(yīng)，改變裂解模式，譜圖復(fù)雜化。

質(zhì)譜儀的主要部件及工作原理1、真空系統(tǒng)2、進(jìn)樣系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)類型原理適用對(duì)象加熱進(jìn)樣

將試樣先氣化然后進(jìn)入高真空的離子源氣體、沸點(diǎn)低（小于500℃）且易揮發(fā)的液體、中等蒸汽壓固體試樣直接進(jìn)樣

通過(guò)切換閥建立一個(gè)臨時(shí)真空進(jìn)樣通道，進(jìn)樣桿將試樣引入離子源高沸點(diǎn)的液體及固體試樣（可獲得熱不穩(wěn)定化合物質(zhì)譜圖）色譜進(jìn)樣

將色譜分離后的流出組分通過(guò)適當(dāng)接口引入質(zhì)譜系統(tǒng)有機(jī)試樣93、離子源功能：將進(jìn)樣系統(tǒng)引入的氣態(tài)樣品分子轉(zhuǎn)化成離子。

分子失去電子，生成帶正電荷的分子離子，分子離子可進(jìn)一步裂解，生成質(zhì)量更小的碎片離子。分類：1.軟電離(如ESI)：給樣品較小能量的電離方法，適用于易破碎或易電離的樣品。分子離子峰強(qiáng)度大，碎片離子峰少且強(qiáng)度低，質(zhì)譜圖比較簡(jiǎn)單，M易得。2.硬電離(如EI)：給樣品較大能量的電離方法。能使分析物處于高能量激發(fā)態(tài)，弛豫過(guò)程有鍵的斷裂，產(chǎn)生碎片得到官能團(tuán)信息。離子阱質(zhì)量分析器

離子阱質(zhì)量分析器（IonTrapAnalyzer）是一種通過(guò)電場(chǎng)或磁場(chǎng)將氣相離子控制并儲(chǔ)存一段時(shí)間的裝置。

特點(diǎn):結(jié)構(gòu)小巧，質(zhì)量輕，靈敏度高同時(shí)易于實(shí)現(xiàn)多級(jí)質(zhì)譜功能。變化的射頻電壓陷入阱中的離子軌道會(huì)發(fā)生變化，從底端離開環(huán)電極腔而進(jìn)入檢測(cè)器小孔114.2四極桿質(zhì)量分析器

四極質(zhì)譜結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)廉，體積小，易操作，無(wú)磁滯現(xiàn)象，掃描速度快，適合于GC-MS,LC-MS。分辯率不高。+ElectronBeamABCSampleinIonBeam當(dāng)離子由電極間軸線方向進(jìn)入電場(chǎng)后，會(huì)在極性相反的電極間產(chǎn)生振蕩。只有質(zhì)荷比在一定范圍的離子，才可以圍繞電極間軸線作有限振幅的穩(wěn)定震蕩運(yùn)動(dòng)，并到達(dá)接收器。只要有規(guī)律地改變所加電壓或頻率，就可使不同質(zhì)荷比的離子依次到達(dá)檢測(cè)器，實(shí)現(xiàn)分離的目的。直流電壓射頻交流電壓4.4飛行時(shí)間質(zhì)譜計(jì)TOFMS的核心部分是一個(gè)無(wú)場(chǎng)的離子漂移管。加速后的離子具有相同的動(dòng)能

m/z小的離子，漂移運(yùn)動(dòng)的速度快，最先通過(guò)漂移管，到達(dá)檢測(cè)器。

m/z大的離子，漂移運(yùn)動(dòng)的速度慢，最后通過(guò)漂移管，到達(dá)檢測(cè)器。

檢測(cè)通過(guò)漂移管的時(shí)間(t)及其相應(yīng)的信號(hào)強(qiáng)度，可得到質(zhì)譜圖，t為或s數(shù)量級(jí)。適合于生物大分子，靈敏度高，掃描速度快，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分辨率隨m/z的增大而降低。實(shí)驗(yàn)儀器與試劑儀器：美國(guó)AB公司（AppliedBiosystems）API2000質(zhì)譜儀試劑：羅丹明B(RhodamineB,AladdinChemistry)

分子式：C28H31ClN2O3分子量：479.01；

色譜純甲醇(MerckKGaA,Germany)羅丹明B實(shí)驗(yàn)步驟1.打開儀器電源，開電腦進(jìn)入操作系統(tǒng)、打開軟件。2.設(shè)定參數(shù)。3.配置樣品溶液。4.用微量進(jìn)樣器吸取1.0μL。5.進(jìn)樣，手動(dòng)調(diào)諧，在正離子或負(fù)離子模式下對(duì)樣品進(jìn)行分析，將錐孔電壓由低向高以50V為梯度進(jìn)行調(diào)整。6.每次調(diào)整完之后等待10min左右，觀察圖譜，直到獲得接近高斯分布的峰型為止。7.采集圖譜。8.用甲醇清洗微型取樣器，再重復(fù)步驟3至步驟7。9.保存數(shù)據(jù)。10.實(shí)驗(yàn)結(jié)束，停止儀器，關(guān)閉軟件，關(guān)閉電腦六、常見問(wèn)題及解決方案（1）使用ESI質(zhì)譜對(duì)待測(cè)物進(jìn)行檢測(cè)只能得到待測(cè)物的碎片峰而無(wú)法觀察到

分子離子峰時(shí)應(yīng)該如何調(diào)節(jié)電離電壓和霧化溫度等參數(shù)？答案：從ESI源工作原理考慮，適當(dāng)降低電力電壓和霧化溫度等。七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果