待测物质的溶液与基质的溶液混合后蒸发,使分析物与基质成为晶体或半晶体,用一定波长的脉冲式激光进行照射时,基质分子能有效的吸收激光的能量,使基质分子和样品分子进入气相并得到电离。
MALDI适用于生物大分子,如肽类,核酸类化合物。可得到分子离子峰,无明显碎片峰。此电离方式特别适合于飞行时间质谱计。 3、质量分离器 将离子室产生的离子按质荷比的大小分开 a)、单聚焦分离器 180°,90°,60°三种 m2=ev V:电压 :离子运动速度 m2/em=HeV em:离子轨道半径
m/e = R2mH2/2V Rm = (2Vm/e)1/2/H 两种方式扫描: ①固定加速电压,改变磁场强度H。磁扫 ②固定磁场强度,改变加速电压V。
电扫描分辨率低,只适用于离子能量分散较小的离子源,电子轰击,化学电离。 b)、双聚焦分离器
方向聚焦和能量(速度)聚焦,可以与高频火花源这种能量分散大的离子源结合使用,进行固体微量分析,广泛应用于有机质谱中。 分辨率高,可达几千至百万,价格昂贵,维护困难。 4、离子检测器 a、法拉第筒 改变入口狭缝的宽度,可以改变仪器的分辨本领。 适用于低加速电压,加速电压>1KV时,将产生二次电子甚至二次离子,使峰形畸变。双接收器,可以检测M1、M2两束离子流,可以同时检测两种成分,以减少系统不稳造成的误差。 b、照相板 曝光量则由时间或电量控制。利用谱线的位置与黑度,对元素进行定性和定量分析。 主要用于火花源双聚焦质谱仪中,不需要记录离子流强度和电子设备,灵敏度高,但精度低,要先抽真空。 c、电子倍增器 工作原理与光电倍增管相似。多用于气相与有机质谱中。优点:灵敏度高,测定速度快 但:增益会逐渐下降。
质谱分析原理
质谱法一般采用高速电子来撞击气态分子或原子,将电离后的正离子加速导入质量分析器中,然后按质荷比(m/z)大小顺序进行收集和记录,即得到质谱图。然后根据物质的特征质谱的位置实现质谱定性分析。根据普线的黑度(或者离子流强度--峰高)与被测物质的含量成比例的关系,实现质谱定性分析。又根据质谱中分子离子峰的强度与有机化合物结构有关的规律可以实现有机化合物的结构测定。 横坐标是m/e,纵坐标是相对丰度 相对丰度:原始质谱图上最强的离子峰为基峰,100%。其之离子峰以此基峰的相对百分值表示
质谱中主要离子峰 1、分子离子峰
分子受电子撞击后,失去一个电子而生成带正电荷的离子T分子离子或母离
子 M+e-→ M ++2e分子离子峰m/e数值,相当于该化合物的相对分子质量。
① 位于质谱图的右端,因为m/e最大。
②相对强度取决于分子离子相对于裂解产物的稳定性。
芳香环>共轭多烯>烯>环状化合物>羰基化合物>醚>酯>胺>酸>醇>高度分支的烃类 2、同位素离子峰
由质谱中有不同质量的同位素形成峰,同位素峰的强度比与同位素的丰度比是相当的。 3、碎片离子峰
在高能量电子源轰击情况下,分子离子处于激发状态,原子间的一些键进一步断裂,产生质量数较低的碎片,获取分子结构的相关信息。 离子离开电离室到达收集器之前的过程中,发生分解而形成低质量的离子所产生的峰。(子离子与中性碎片) 4、亚稳离子峰
离子离开电离室到达收集器之前的过程中,发生分解而形成低质量的离子所产生的峰。(子离子与中性碎片)
一般亚稳离子峰峰形宽而矮小,通常m/z不为整数。可以用于确定各碎片离子的亲缘关系,有利于分子裂分机理的研究。 5、、重排离子峰
两个或两个以上键的断裂中,某些原子或基团从一个位置转移到另一个位置生成的离子。转移基团多为氢原子。 6、多电荷离子峰
非常稳定的分子,可能失去两个或两个以上的电子,出现多电荷峰 m/z:可能是整数,也可能量分数 说明化合物十分稳定如芳香类化合物 三、质谱分析技术的特点
1、至今唯一能确定分子质量的方法,在高分辨率质谱仪中不仅能准确分子质量,而且可以确定化合物的化学式和进行结构分析。
2、质谱法灵敏度高,鉴定最小量可达10-12g检出限可达10-14 3、特征性强(保留值不能作为鉴定标准。) 四、应用
根据其特性,质谱分析技术主要应用于相对分子质量、测定分子式、测定结构测定 测定结够方法
1、确定化合物的相对分子质量及分子式,计算不饱和度。
2、确认分子离子峰,根据分子离子峰和高质量数碎片离子峰之间的m/z差值,找到分子离子可能脱掉的中性分子或自由基,以此推断分子结构类型。 3、根据碎片离子峰,确定分子的碎片结构。
4、按各种可能的方式,连接已知的结构碎片及剩余的结构碎片,确定可能的结构式 质谱分析法必须结合红外光谱、核磁共振谱等手段才能最终确定化合物的结构。
五前景
质谱技术将用于筛查新生儿遗传病和临床药理监测。 结束语: 近年来质谱技术发展很快。随着质谱技术的发展,质谱技术的应用领域也越来越广。由于质谱分析具有灵敏度高,样品用量少,分析速度快,分离和鉴定同时进行等优点,因此,质谱技术广泛的应用于化学,化工,环境,能源,医药,运动医学,刑侦科学,生命科学,材料科学等各个领域。
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