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質譜原理 液相串聯質譜原理

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質譜原理 液相串聯質譜原理

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大家好,小跳來為大家解答以上的問題 。液相串聯質譜原理，質譜原理這個很多人還不知道,現在讓我們一起來看看吧！
1、質譜分析法主要是通過對樣品的離子的質荷比的分析而實現對樣品進行定性和定量的一種方法 。
2、因此，質譜儀都必須有電離裝置把樣品電離為離子，有質量分析裝置把不同質荷比的離子分開,經檢測器檢測之后可以得到樣品的質譜圖，由于有機樣品,無機樣品和同位素樣品等具有不同形態、性質和不同的分析要求,所以，所用的電離裝置、質量分析裝置和檢測裝置有所不同 。
3、但是，不管是哪種類型的質譜儀，其基本組成是相同的 。
4、都包括離子源、質量分析器、檢測器和真空系統 。
5、本節主要介紹有機質譜儀的基本結構和工作原理 。
6、9.2.1.1 離子源（Ion source）離子源的作用是將欲分析樣品電離，得到帶有樣品信息的離子 。
7、質譜儀的離子源種類很多，現將主要的離子源介紹如下 。
8、電子電離源(Electron Ionization EI)電子電離源又稱EI源，是應用最為廣泛的離子源，它主要用于揮發性樣品的電離 。
9、圖9.1是電子電離源的原理圖，由GC或直接進樣桿進入的樣品，以氣體形式進入離子源，由燈絲F發出的電子與樣品分子發生碰撞使樣品分子電離 。
10、一般情況下,燈絲F與接收極T之間的電壓為70伏,所有的標準質譜圖都是在70ev下做出的 。
11、在70ev電子碰撞作用下,有機物分子可能被打掉一個電子形成分子離子，也可能會發生化學鍵的斷裂形成碎片離子 。
12、由分子離子可以確定化合物分子量,由碎片離子可以得到化合物的結構 。
13、對于一些不穩定的化合物,在70ev的電子轟擊下很難得到分子離子 。
14、為了得到分子量，可以采用1020ev的電子能量，不過此時儀器靈敏度將大大降低，需要加大樣品的進樣量 。
15、而且，得到的質譜圖不再是標準質譜圖 。
16、離子源中進行的電離過程是很復雜的過程 ， 有專門的理論對這些過程進行解釋和描述 。
17、在電子轟擊下，樣品分子可能有四種不同途徑形成離子：樣品分子被打掉一個電子形成分子離子 。
18、分子離子進一步發生化學鍵斷裂形成碎片離子 。
19、分子離子發生結構重排形成重排離子 。
20、通過分子離子反應生成加合離子 。
21、此外，還有同位素離子 。
22、這樣，一個樣品分子可以產生很多帶有結構信息的離子 ， 對這些離子進行質量分析和檢測，可以得到具有樣品信息的質譜圖 。
23、電子電離源主要適用于易揮發有機樣品的電離，GC-MS聯用儀中都有這種離子源 。
24、其優點是工作穩定可靠 ， 結構信息豐富，有標準質譜圖可以檢索 。
25、缺點是只適用于易汽化的有機物樣品分析，并且，對有些化合物得不到分子離子 。
26、化學電離源(Chemical Ionization , EI ) 。
27、有些化合物穩定性差，用EI方式不易得到分子離子,因而也就得不到分子量 。
28、為了得到分子量可以采用CI電離方式 。
29、CI和EI在結構上沒有多大差別 。
30、或者說主體部件是共用的 。
31、其主要差別是CI源工作過程中要引進一種反應氣體 。
32、反應氣體可以是甲烷、異丁烷、氨等 。
33、反應氣的量比樣品氣要大得多 。
34、燈絲發出的電子首先將反應氣電離，然后反應氣離子與樣品分子進行離子-分子反應，并使樣品氣電離 。
35、現以甲烷作為反應氣，說明化學電離的過程 。
36、在電子轟擊下，甲烷首先被電離:CH4+eCH4+ + CH3+ + CH2+ + CH++ C+ + H+甲烷離子與分子進行反應 ， 生成加合離子：CH4+ + CH4 CH5+ + CH3CH3 + + CH4C2H5+ + H2加合離子與樣品分子反應：CH5+ + XHXH2+ + CH4C2H5+ + XHX+ +C2H6生成的XH2+ 和 X+ 比樣品分子XH多一個H或少一個H，可表示為(M1)，稱為準分子離子 。
37、事實上，以甲烷作為反應氣，除(M+1)+之外 ， 還可能出現(M+17)+，(M+29)+ 等離子，同時還出現大量的碎片離子 。
38、化學電離源是一種軟電離方式，有些用EI方式得不到分子離子的樣品，改用CI后可以得到準分子離子，因而可以求得分子量 。
39、對于含有很強的吸電子基團的化合物，檢測負離子的靈敏度遠高于正離子的靈敏度，因此 ， CI源一般都有正CI和負CI，可以根據樣品情況進行選擇 。
40、由于CI得到的質譜不是標準質譜，所以不能進行庫檢索 。
41、EI和CI源主要用于氣相色譜-質譜聯用儀，適用于易汽化的有機物樣品分析 。
42、快原子轟擊源（Fast Atomic bombardment, FAB）是另一種常用的離子源，它主要用于極性強、分子量大的樣品分析 。
43、其工作原理如圖9.2所示：氬氣在電離室依靠放電產生氬離子 ， 高能氬離子經電荷交換得到高能氬原子流，氬原子打在樣品上產生樣品離子 。
44、樣品置于涂有底物（如甘油）的靶上 。
45、靶材為銅，原子氬打在樣品上使其電離后進入真空，并在電場作用下進入分析器 。
46、電離過程中不必加熱氣化，因此適合于分析大分子量、難氣化、熱穩定性差的樣品 。
47、例如肽類、低聚糖、天然抗生素、有機金屬絡合物等 。
48、FAB源得到的質譜不僅有較強的準分子離子峰，而且有較豐富的結構信息 。
49、但是，它與EI源得到的質譜圖很不相同 。
50、其一是它的分子量信息不是分子離子峰M，而往往是（M+H）+或（M+Na）+等準分子離子峰；其二是碎片峰比EI譜要少 。
51、FAB源主要用于磁式雙聚焦質譜儀 。
52、4．電噴霧源(Electron spray Ionization ， ESI)ESI是近年來出現的一種新的電離方式 。
53、它主要應用于液相色譜-質譜聯用儀 。
54、它既作為液相色譜和質譜儀之間的接口裝置，同時又是電離裝置 。
55、它的主要部件是一個多層套管組成的電噴霧噴咀 。
56、最內層是液相色譜流出物，外層是噴射氣，噴射氣常采用大流量的氮氣，其作用是使噴出的液體容易分散成微滴 。
57、另外，在噴嘴的斜前方還有一個補助氣噴咀，補助氣的作用是使微滴的溶劑快速蒸發 。
58、在微滴蒸發過程中表面電荷密度逐漸增大，當增大到某個臨界值時，離子就可以從表面蒸發出來 。
59、離子產生后，借助于噴咀與錐孔之間的電壓，穿過取樣孔進入分析器（見圖9.3） 。
60、演示動畫（請點擊畫面）加到噴嘴上的電壓可以是正，也可以是負 。
61、通過調節極性，可以得到正或負離子的質譜 。
62、其中值得一提的是電噴霧噴嘴的角度，如果噴嘴正對取樣孔，則取樣孔易堵塞 。
63、因此，有的電噴霧噴嘴設計成噴射方向與取樣孔不在一條線上，而錯開一定角度 。
64、這樣溶劑霧滴不會直接噴到取樣孔上，使取樣孔比較干凈，不易堵塞 。
65、產生的離子靠電場的作用引入取樣孔，進入分析器 。
66、電噴霧電離源是一種軟電離方式，即便是分子量大，穩定性差的化合物，也不會在電離過程中發生分解，它適合于分析極性強的大分子有機化合物，如蛋白質、肽、糖等 。
67、電噴霧電離源的最大特點是容易形成多電荷離子 。
68、這樣，一個分子量為10000Da的分子若帶有10個電荷，則其質荷比只有1000Da，進入了一般質譜儀可以分析的范圍之內 。
69、根據這一特點，目前采用電噴霧電離，可以測量分子量在300000Da以上的蛋白質 。
70、圖9.4是由電噴霧電離源得到的肌紅蛋白的質譜圖：5．大氣壓化學電離源(Atmospheric pressure chemical Ionization, APCI)它的結構與電噴霧源大致相同，不同之處在于APCI噴咀的下游放置一個針狀放電電極，通過放電電極的高壓放電，使空氣中某些中性分子電離，產生H3O+，N2+，O2+ 和O+ 等離子，溶劑分子也會被電離，這些離子與分析物分子進行離子-分子反應，使分析物分子離子化 ， 這些反應過程包括由質子轉移和電荷交換產生正離子，質子脫離和電子捕獲產生負離子等 。
71、圖9.5是大氣壓化學電離源的示意圖:大氣壓化學電離源主要用來分析中等極性的化合物 。
72、有些分析物由于結構和極性方面的原因，用ESI不能產生足夠強的離子，可以采用APCI方式增加離子產率 ， 可以認為APCI是ESI的補充 。
73、APCI主要產生的是單電荷離子，所以分析的化合物分子量一般小于1000Da 。
74、用這種電離源得到的質譜很少有碎片離子，主要是準分子離子 。
75、以上兩種電離源主要用于液相色譜-質譜聯用儀 。
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