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質(zhì)譜一些基礎(chǔ)知識

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2023-06-26
核心提示: 1 質(zhì)譜法定義 :是將待測物質(zhì)置于離子源中電離形成帶電離子,讓離子加速并通過磁場或電場后,離子將按質(zhì)荷比(m/z)大小分離
 1 質(zhì)譜法定義 :是將待測物質(zhì)置于離子源中電離形成帶電離子,讓離子加速并通過磁場或電場后,離子將按質(zhì)荷比(m/z)大小分離,形成質(zhì)譜圖。依據(jù)質(zhì)譜線的位置和質(zhì)譜線的相對強(qiáng)度建立的分析方法稱為質(zhì)譜法。



2 質(zhì)譜的作用 :準(zhǔn)確測定物質(zhì)的分子量;質(zhì)譜法是唯一可以確定分子式的方法;根據(jù)碎片特征進(jìn)行化合物的結(jié)構(gòu)分析。



3 質(zhì)譜分析的基本原理 :質(zhì)譜法是利用電磁學(xué)原理,將待測樣品分子解離成具有不同質(zhì)量的離子,然后按其質(zhì)荷比(m/z)的大小依次排列收集成質(zhì)譜。根據(jù)質(zhì)譜中的分子離子峰(M+)可以獲得樣品分子的相對分子質(zhì)量信息;根據(jù)各離子峰(分子離子峰、同位素離子峰、碎片離子峰、亞穩(wěn)離子峰、重排離子峰等)及其相對強(qiáng)度和氮數(shù)規(guī)則,可以確定化合物的分子式;根據(jù)各離子峰及物質(zhì)化學(xué)鍵的斷裂規(guī)律可以進(jìn)行定性分析和結(jié)構(gòu)分析;根據(jù)組分質(zhì)譜峰的峰高與濃度間的線性關(guān)系可以進(jìn)行定量分析。



4 質(zhì)譜分析的過程 :(1)進(jìn)樣,化合物通過汽化引入電離室;(2)離子化,在電離室,組分分子被一束加速電子碰撞,撞擊使分子電離形成正離子;(3)離子也可因撞擊強(qiáng)烈而形成碎片離子;(4)荷正電離子被加速電壓V加速,產(chǎn)生一定的速度v,與質(zhì)量、電荷及加速電壓有關(guān);(5)加速正離子進(jìn)入一個強(qiáng)度為B的磁場(質(zhì)量分析器),發(fā)生偏轉(zhuǎn)。



5 質(zhì)譜儀的組成 :真空系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、離子源或電離室、質(zhì)量分析器、離子檢測器。



6 真空系統(tǒng)作用 :是減少離子碰撞損失。若真空度低:大量氧會燒壞離子源的燈絲;會使本底增高,干擾質(zhì)譜圖;引起額外的離子-分子反應(yīng),改變裂解模型,使質(zhì)譜解釋復(fù)雜化;干擾離子源中電子束的正常調(diào)節(jié);用作加速離子的幾千伏高壓會引起放電等。



7 進(jìn)樣系統(tǒng)目的 :高效重復(fù)地將樣品引入到離子源中并且不能造成真空度的降低。間歇式進(jìn)樣系統(tǒng)——?dú)怏w及低沸點、易揮發(fā)的液體;直接探針進(jìn)樣——高沸點的液體、固體;色譜進(jìn)樣系統(tǒng)——有機(jī)化合物。



8 離子源或電離室:作用是使試樣中的原子、分子電離成離子,其性能影響質(zhì)譜儀的靈敏度和分辨率本領(lǐng)。8電子電離源的特點:電離電壓:70eV;加一小磁場增加電離幾率;EI源電離效率高,碎片離子多,結(jié)構(gòu)信息豐富,有標(biāo)準(zhǔn)化合物質(zhì)譜庫;結(jié)構(gòu)簡單,操作方便;樣品在氣態(tài)下電離,不能汽化的樣品不能分析,主要用于氣-質(zhì)聯(lián)用儀;有些樣品得不到分子離子。



9 化學(xué)電離源特點 :電離能小,質(zhì)譜峰數(shù)少,譜圖簡單;最強(qiáng)峰為(M+1)+準(zhǔn)分子離子峰;不適用難揮發(fā)試樣。



10 快原子轟擊源 :高能量的Xe原子轟擊涂在靶上的樣品,濺射出離子流。本法適合于高極性、大分子量、低蒸汽壓、熱穩(wěn)定性差的樣品。FAB一般用作磁式質(zhì)譜的離子源。



11 電噴霧源結(jié)構(gòu) :噴嘴(金屬毛細(xì)管),霧化氣,干燥氣。原理:噴霧蒸發(fā)電壓。特點:ESI是最軟的一種電離方式,只產(chǎn)生分子離子,不產(chǎn)生碎片離子;適用于強(qiáng)極性,大分子量的樣品分析,如肽,蛋白質(zhì),糖等;產(chǎn)生的離子帶有多電荷,尤其是生物大分子;主要用于液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,既用作液相色譜和質(zhì)譜儀之間的接口裝置,同時又是電離裝置。



12 場致電離源(FI) 和場解吸電離源(FD) :分子離子峰強(qiáng);:碎片離子峰少;不適合化合物結(jié)構(gòu)鑒定。



13 基質(zhì)輔助激光解吸電離特點 :準(zhǔn)分子離子峰很強(qiáng),且碎片離子少。通常用于飛行時間質(zhì)譜,特別適合測定多肽、蛋白質(zhì)、DNA片段、多糖等的相對分子質(zhì)量。



14 質(zhì)量分析器作用 :將離子源產(chǎn)生的離子按質(zhì)荷比m/z的大小分開。



15 單聚焦分析器:離子的m/z與R,B, V有關(guān)。通過改變磁場可以把不同離子分開。-在一定磁感應(yīng)強(qiáng)度B下,改變加速電壓V可以使不同離子先后通過檢測器,實現(xiàn)質(zhì)量掃描,得到質(zhì)譜。特點:結(jié)構(gòu)簡單,操作方便;只有方向聚焦,無能量聚焦,分辨率低。



16 雙聚焦分析器 :實現(xiàn)方向聚焦和能量(速度)聚焦;對于動能不同的離子,通過調(diào)節(jié)電場能,達(dá)到聚焦的目的。特點:分辨率高。



17 四級桿質(zhì)量分析器 :特點:結(jié)構(gòu)簡單,體積小、重量輕,掃描速率快,適合與色譜聯(lián)機(jī)。



18 飛行時間質(zhì)量分析器 :特點:質(zhì)量范圍寬,掃描速率快,既不需磁場也不需電場,只需要直線漂移空間。



19 離子阱質(zhì)量分析器 :特定m/z離子在阱內(nèi)一定軌道上穩(wěn)定旋轉(zhuǎn),改變端電極電壓,不同m/z離子飛出阱到達(dá)檢測器。特點:結(jié)構(gòu)簡單、易于操作、靈敏度高。



20 質(zhì)譜的表示方法 :質(zhì)譜一般可用線譜或表譜兩種方法表示。常用線譜;線譜上的各條直線表示一個離子峰,橫坐標(biāo)為質(zhì)荷比m/z,縱坐標(biāo)為離子的相對強(qiáng)度(相對豐度),一般將原始質(zhì)譜圖上最強(qiáng)的離子峰定為基峰并定為相對強(qiáng)度100%,其他離子峰以對基峰的相對百分值表示。能夠很直觀地觀察到整個分子的質(zhì)譜全貌;質(zhì)譜表是用表格形式表示的質(zhì)譜數(shù)據(jù),質(zhì)譜表中有兩項即質(zhì)荷比及相對強(qiáng)度。對定量計算較直觀。



21 質(zhì)譜儀的分辨率 :分辨率(R)指質(zhì)譜儀能區(qū)別鄰近兩個質(zhì)譜峰的能力。對兩個相等強(qiáng)度的相鄰峰,當(dāng)兩峰間的峰谷不大于其峰高10%時,則認(rèn)為兩峰已經(jīng)分開。



22 質(zhì)譜圖中主要離子峰的類型 :分子離子峰、同位素離子峰、碎片離子峰、亞穩(wěn)離子峰、重排離子峰。



23 相對分子質(zhì)量的測定 :分子離子峰的m/z相當(dāng)于該化合物的相對分子質(zhì)量。一般除同位素離子峰外,分子離子峰是質(zhì)譜圖中最大質(zhì)荷比的峰,位于質(zhì)譜圖的最右端。



24 確認(rèn)分子離子峰的方法 :(1)分子離子峰必須符合氮數(shù)規(guī)則。有機(jī)化合物含有偶數(shù)個氮原子或不含氮原子,分子離子峰的m/z一定是偶數(shù);含奇數(shù)個氮原子,分子離子峰的m/z一定是奇數(shù)。(2)分子離子峰與相鄰離子峰的質(zhì)量差應(yīng)合理,如不可能出現(xiàn)比分子離子峰質(zhì)量小4~13個質(zhì)量單位的峰。(3)當(dāng)化合物中含S,Br, Cl時,可利用M+,(M+2) +等同位素離子峰的比例來確認(rèn)分子離子峰。(4)改變質(zhì)譜儀的操作條件,提高分子離子峰的相對強(qiáng)度。采用化學(xué)電離源或降低電子轟擊源電壓可獲得較強(qiáng)的M+峰。



25 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 :質(zhì)譜:純物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析。色譜:化合物分離,定性能力差。色譜-質(zhì)譜聯(lián)用:共同優(yōu)點。GC-MS;LC-MS;CE-MS,色譜是質(zhì)譜的進(jìn)樣及分離系統(tǒng);質(zhì)譜是色譜的檢測器。主要問題:接口技術(shù);除去色譜中大量的流動相分子。適用范圍:適用于揮發(fā)度低、難氣化、極性強(qiáng)、相對分子質(zhì)量大及熱穩(wěn)定性差的樣品。



26 無損檢測定義 :無損檢測技術(shù)即非破壞性檢測,就是在不破壞待測物質(zhì)原來的狀態(tài)、化學(xué)性質(zhì)等前提下,為獲取與待測物的品質(zhì)有關(guān)的內(nèi)容、性質(zhì)或成分等物理、化學(xué)情報所采用的檢查方法。





文章(文字)來源:實驗之家
編輯:songjiajie2010

 
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