1、质谱法质谱法基本要求：1.理解质谱法原理和质谱仪主要部件功能2.理解各种电离源和质量分析器的原理和优缺点3.掌握各类化合物的裂解规律4.掌握从质谱图或四谱联用正确解析有机化合物的结构质谱法：将样品分子置于高真空中（10-3Pa），并受到高速电子流或强电场等作用，失去外层电子而生成分子离子，或化学键断裂生成各种碎片离子，然后在磁场中得到分离后加以收集和记录，从所得到的质谱图推断出化合物结构的方法。n分析速度快n灵敏度高n提供样品分子的相对分子质量和丰富的结构信息n样品量少（几微克-10-12g）n要求纯样：GC-MS，LC-MS质谱仪的基本结构 真空系统 离子产生及经过系统必须处于高真空状态 离
2、子源真空度应达10-410-5Pa 质量分析器中应达l310-6Pa 目的：减少高速电子和正离子在与其他气体分子碰撞过程中的能量消耗，妨碍质谱分析的正常进行。方法：一般质谱仪都采用机械泵预抽真空后，再用高效率扩散泵连续地运行以保持真空。现代质谱仪采用分子泵可获得高真空度。目的：高效重复地将样品引入到离子源中并且不能造成真空度的降低。类型：间歇式进样系统、直接探针进样及色谱进样系统。一般质谱仪都配有前两种进样系统以适应不同的样品需要。样品导入系统间歇式进样系统直接探针进样系统p离子源是质谱仪的心脏p将进样系统引入的样品分子转化成离子。p由于离子化所需要的能量随分子不同差异很大，因此，对于不同的分
3、子应选择不同的离解方法。电离源 类型：电子电离源、化学电离源、场电离源、快速原子轰击源及电喷雾电离源等，其中以电子电离源及电喷雾电离源应用广泛。电子电离源是通用的电离法，是使用高能电子束从试样分子中撞出一个电子而产生正离子，即 Me M+2e电子束产生各种能态的M+。若产生的分子离子带有较大的内能（转动能、振动能和电子跃迁能），可以通过碎裂反应而变成碎片离子，如电子电离源（electron ionization,EI)A和B为碎片离子；N和N分别为中性分子和游离基。离子电离后经加速进入磁场中，其动能与加速电压及电荷Z有关，即 Eo是离子在加速前于电离过程中得到的动能；z为所带电荷；V为加速电压
4、；m是离子质量；v是离子线速度。若忽略Eo 2210mvzVEEzmVv/2灯丝和阳极之间加入约70V电压I.使用广泛，文献或计算机内存文件中已积累了大量采用电子电离源的已知化合物质谱数据；II.电离效率高；III.结构简单，操作方便。IV.分子离子峰很弱或不出现，这是由于电子能量高达70eV，而大多数有机化合物的电离电位约7-10eV，因此除生成分子离子外，还进一步断裂成碎片离子，降低了分子离子峰的强度。约有1020的有机化合物电离时，缺少分子离子峰。电子电离源的特点：化学电离源(CI)样品分子在承受电子（能量约达300eV）轰击之前，被一种反应气（常用的是甲烷）稀释。稀释比例约为104：1
5、，因此样品分子与电子之间的碰撞几率极小，所生成的离子主要来自反应气分子。CH4 e CH4+2e CH4+CH3+H CH4+和CH3+很快与大量存在的CH4分子起反应，即 CH4+CH4 CH5+CH3 CH3+CH4 C2H5+H2 CH5+和C2H5+与样品碰撞，使样品质子化，产生(M1)离子。部分样品分子与C2H5+反应，生成(M29)离子。试样分子（S）发生下列反应：CH5+S SH+CH4 C2H5+S C2H5 S+SH+和C2H5 S+可能碎裂，产生质谱。化学电离源的优点：p 图谱简单，因为电离样品分子的不是高能电子流，而是能量较低的二次离子，键的断裂可能性减小，峰的数目随之减
6、少。p 准分子离子峰，即(M1)峰很强，仍可提供相对分子质量这一重要信息。场离子源阳极前端必须非常尖锐才能达到电离所要求的电压梯度，采用特殊处理的电极，在电极表面制造出一些微探针（1m），大量的微碳针电极称为多尖陈列电极。阴阳极间电压达为10KV，距离约10-4cm，电压梯度达为107108Vcm-1偶极矩大和极化率的样品分子与阳极碰撞，电子给阳极，离子被阴极加速而拉出12eV，分子离子峰强度大场解吸源（field desorption,FD）类似于场电离源，最弱的电离技术，一般只产生分子离子峰和准分子离子峰。适合于热不稳定和非挥发性化合物。激光解吸源（laser desorption，LD）
7、短周期、强脉冲激光轰击，产生共振吸收获得能量。低浓度样品分散在液体或固体基质中（摩尔比1:100-50000），而该基质能强烈吸收光，从而使能量间接转移给样品分子，避免样品分子的分解。生物大分子常用，又称为基质辅助激光解吸源。基质2,5-二羟苯甲酸快速原子轰击源（fast atom bombardinent，FAB）轰击样品的原子通常是稀有气体，氙或者氩，首先让气体原子电离，电场加速，再与热的气体原子进一步碰撞导致电荷和能量转移。快速运动的原子撞击涂有样品的金属板，使样品电离，生成二次离子。样品溶于惰性非挥发性液体如丙三醇中。p 分子离子和准分子离子峰强p 碎片离子很丰富p 适合热不稳定，难挥
8、发样品p 溶解样品的液体也被电离使质谱图复杂化，但这种可知背景容易克服电喷雾电离源（electro spray ionization，ESI）小股样品溶液从毛细管尖口喷出，毛细管末端与围绕毛细管的圆筒状电极之间加以3-6KV电压。液体呈雾状，极小的雾滴表面电荷密度较高。溶剂（水-甲醇）被干燥的气体携带穿过喷雾而蒸发后，液滴表面的电荷密度增加。至临界点（瑞利稳定限）时，静电排斥力大于表面张力，液滴变得更小。此过程不断重复，液滴越来越微小，带电荷的样品离子被静电力喷入气相进入质量分析器。p 可采用正离子或负离子模式，取决于分析离子的极性。在pH不同的介质，酸可形成负离子，碱形成正离子。因此为了分析
9、正离子，毛细管尖口带正电荷，反之，带负电荷。p 被分析离子可包括加和离子，如分析聚乙烯二醇，制备含乙酸铵的溶液，NH4+离子与氧原子形成加和物产生新的带电荷的离子。p 样品分子不离解，无碎片离子，特别适合于热不稳定的生物大分子。p 获得一组分子离子电荷呈正态分布的质谱图电喷雾质谱图中存在多电荷离子，使离子的m/z减小，从而使m值很大的离子出现在质谱图中，可测定生物大分子的分子量。210-15Mol 样品无机物质谱电离源 适合于无机物分析I.电感耦合等离子体（ICP）源-液体样品，与原子发射光谱基本相同，只是须将常压下产生的离子通过接口传输到真空状态下的质量分析器。采用激光燃烧，悬浮液雾化等方法可直接进行固体样品分析。II.激光诱导等离子体源-固体样品。III.火花源-固体，与原子发射的区别在于需真空条件工作。ICP-MS
