色譜與質(zhì)譜學(xué)3

質(zhì)譜學(xué)

MassSpectrometry第一章、概述第二章、質(zhì)譜儀第三章、聯(lián)用技術(shù)所謂質(zhì)譜質(zhì)譜，即質(zhì)量的譜圖，字面上是按照分(原)子質(zhì)量進(jìn)行排列的圖譜，物質(zhì)的分子經(jīng)物理或化學(xué)作用等途徑形成帶電粒子，某些帶電粒子可進(jìn)一步斷裂。每一離子的質(zhì)量與所帶電荷的比稱(chēng)為質(zhì)荷比（m/z

）。不同質(zhì)荷比的離子經(jīng)質(zhì)量分析器一一分離后，由檢測(cè)器測(cè)定每一離子的質(zhì)荷比及相對(duì)強(qiáng)度，由此得出的譜圖稱(chēng)為質(zhì)譜。人們把基于電磁學(xué)原理設(shè)計(jì)成的實(shí)現(xiàn)上述功能的儀器稱(chēng)為質(zhì)譜儀[MassSpectrometer(Spectrograph)]。質(zhì)譜圖橫坐標(biāo)：質(zhì)荷比

(m/z)縱坐標(biāo)：相對(duì)豐度(最強(qiáng)峰的強(qiáng)度定為100%)

苯乙酮的質(zhì)譜圖

質(zhì)譜數(shù)據(jù)形式LC/MS數(shù)據(jù)是三維數(shù)據(jù)：保留時(shí)間、質(zhì)量、強(qiáng)度MS圖：一次掃描獲得的所有離子質(zhì)量和對(duì)應(yīng)強(qiáng)度TIC圖：一次掃描中所有質(zhì)量離子強(qiáng)度和對(duì)應(yīng)掃描時(shí)間（或掃描次數(shù)）MC圖：某一質(zhì)量離子的強(qiáng)度對(duì)應(yīng)掃描時(shí)間（或掃描次數(shù)）譜圖類(lèi)型縱坐標(biāo)橫坐標(biāo)質(zhì)譜棒圖（MS圖）強(qiáng)度質(zhì)量m/z總離子流圖（TIC圖）強(qiáng)度保留時(shí)間（掃描次數(shù)）質(zhì)量色譜圖（MC圖）強(qiáng)度保留時(shí)間（掃描次數(shù)）質(zhì)譜圖給出的二維信息質(zhì)荷比及離子豐度均能表征化合物的結(jié)構(gòu)特征離子的質(zhì)荷比m/z低分辨質(zhì)譜給出整數(shù)質(zhì)量數(shù)高分辨質(zhì)譜給出精確質(zhì)量數(shù)相同整數(shù)質(zhì)量數(shù)元素組成不同精確質(zhì)量值可確定元素組成離子豐度Int豐度與離子穩(wěn)定性（結(jié)構(gòu)）相關(guān)同位素離子豐度比與元素組成相關(guān)質(zhì)譜圖中最強(qiáng)峰稱(chēng)為基峰，強(qiáng)度為100其他峰強(qiáng)度以其相對(duì)百分?jǐn)?shù)表示特點(diǎn)◆質(zhì)譜不屬波譜范圍◆多組分分析，同位素分析◆質(zhì)譜是分子離子及碎片離子的質(zhì)量與其相對(duì)強(qiáng)度的譜,譜圖與分子結(jié)構(gòu)有關(guān)◆質(zhì)譜法進(jìn)樣量少,靈敏度高,分析速度快，破壞樣品◆質(zhì)譜是唯一可以精確給出分子量,確定分子式的方法,而分子式的確定對(duì)化合物的結(jié)構(gòu)鑒定是至關(guān)重要的◆儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高1898

W.Wien

發(fā)現(xiàn)帶正電荷的離子束在磁場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)。1910

J.J.Thompson

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

A.J.Dempster

采用電子轟擊技術(shù)使分子離子化。1919

F.W.Aston

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)。1942

商品MS出現(xiàn),用于石油精煉和橡膠工業(yè)。質(zhì)譜技術(shù)發(fā)展史儀器發(fā)展1911年: 世界第一臺(tái)質(zhì)譜裝置（J.J.Thomson）40年代: 用于同位素測(cè)定和無(wú)機(jī)元素分析50年代： 開(kāi)始有機(jī)物分析（分析石油）60年代： 研究GC-MS聯(lián)用技術(shù)70年代： 計(jì)算機(jī)引入80年代： 新的質(zhì)譜技術(shù)出現(xiàn)：快原子轟擊電離子源，基質(zhì)輔助激光解吸電離源，電噴霧電離源，大氣壓化學(xué)電離源；LC-MS聯(lián)用儀，感應(yīng)耦合等離子體質(zhì)譜儀，富立葉變換質(zhì)譜儀等主要參考書(shū)：E.DHoffmam,J.Charette,V.Stroobant,MassSpectrometry,PrenciplesandApplications,JohnWiley&Sons,1996.F.W.McLafferty:InterpretationofMassSpectra,3rdedMillValley:Calif.Univ.Sci.Books.1980王光輝熊少祥《機(jī)質(zhì)譜解析》，化學(xué)工業(yè)出版社，2005王光輝汪正范《有機(jī)質(zhì)譜儀器》，F(xiàn).W.Maclaffety《質(zhì)譜解析》，陳耀祖涂亞平《有機(jī)質(zhì)譜原理及應(yīng)用》王維國(guó)《有機(jī)質(zhì)譜在環(huán)境農(nóng)業(yè)和法庭科學(xué)中的應(yīng)用》質(zhì)譜的工作原理質(zhì)譜分析法主要是通過(guò)對(duì)樣品的離子的質(zhì)荷比的分析而實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品進(jìn)行定性和定量的一種方法。因此，質(zhì)譜儀都必須有電離裝置把樣品電離為離子，然后利用不同離子在電場(chǎng)或磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)行為的不同，有質(zhì)量分析裝置把不同質(zhì)荷比的離子分開(kāi),經(jīng)檢測(cè)器檢測(cè)之后可以得到樣品的質(zhì)譜圖，通過(guò)樣品的質(zhì)譜和相關(guān)信息，可以得到樣品的定性定量結(jié)果質(zhì)譜中單位－Dalton以12C質(zhì)量的1/12作為標(biāo)準(zhǔn)值，從而得出其它各元素的質(zhì)量值

1H=1.00782D=2.0141平均1.008Da=Dalton(道爾頓)質(zhì)量單位,等于一個(gè)碳原子(12C)質(zhì)量的十二分之一，約為1.66×10-24克;一克約為6×1023道爾頓amu=atomicmassunit,原子質(zhì)量單位1amu=1Da質(zhì)量色譜的用途：消除背景干擾增加信噪比分辨共流出的色譜峰峰追蹤-目標(biāo)化合物搜尋主要應(yīng)用結(jié)構(gòu)分析（定性）對(duì)分子空間構(gòu)型等須與IR、UV-Vis、NMR等聯(lián)用；定量分析校正方式復(fù)雜（所以要與GC、LC聯(lián)用）質(zhì)譜的名詞術(shù)語(yǔ)一種元素的所有同位素的重量平均值叫作原子量原子量(C)=0.9889(12.0000)+0.0111(13.0033)=12.011同位素:具有相同的原子序數(shù)而又具有不同的質(zhì)量數(shù)的原子叫作同位素同位素豐度:自然界中某同位素原子所占的百分?jǐn)?shù)叫做該同位素的天然豐度同位素離子:由元素的重同位素構(gòu)成的離子叫作同位素離子,它們?cè)谫|(zhì)譜圖中總是出現(xiàn)在相應(yīng)的分子離子或碎片離子的右側(cè)質(zhì)譜的名詞術(shù)語(yǔ)質(zhì)荷比(masschargeratio):-離子的質(zhì)量(以相對(duì)原子量單位計(jì))與它所帶電荷(以電子電量為單位計(jì))的比值,叫作質(zhì)荷比,簡(jiǎn)寫(xiě)為m/z質(zhì)荷比是質(zhì)譜圖的橫坐標(biāo)質(zhì)荷比是質(zhì)譜定性分析的基礎(chǔ)質(zhì)譜的名詞術(shù)語(yǔ)離子豐度(Abundanceofions):檢測(cè)器檢測(cè)到的離子信號(hào)強(qiáng)度離子相對(duì)豐度(Relativeabundanceofions):以質(zhì)譜圖中指定質(zhì)荷比范圍內(nèi)最強(qiáng)峰為100％,其它離子峰對(duì)其歸一化所得的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖均以離子相對(duì)豐度值為縱坐標(biāo)譜峰的離子豐度與物質(zhì)的含量相關(guān),因此是質(zhì)譜定量的基礎(chǔ)質(zhì)譜的名詞術(shù)語(yǔ)基峰(Basepeak):

在質(zhì)譜圖中，指定質(zhì)荷比范圍內(nèi)強(qiáng)度最大的離子峰叫作基峰?；宓南鄬?duì)豐度為100％本底(Background):

在與分析樣品的相同條件下，不送入樣品時(shí)所檢測(cè)到的質(zhì)譜信號(hào)，包括化學(xué)噪聲和電噪聲總離子流圖(Totalionscurrent,TIC):在選定的質(zhì)量范圍內(nèi),所有離子強(qiáng)度的總和對(duì)時(shí)間或掃描次數(shù)所作的圖。色質(zhì)聯(lián)用時(shí),TIC即色譜圖質(zhì)譜的名詞術(shù)語(yǔ)分子離子:

分子失去一個(gè)電子生成的離子,其質(zhì)荷比等于分子。準(zhǔn)分子離子:

指與分子存在簡(jiǎn)單關(guān)系的離子,通過(guò)它可以確定分子量。例如:分子得到或失去一個(gè)氫生成的離子:(M+H)+,(M-H)-就是最常見(jiàn)的準(zhǔn)分子離子。碎片離子:分子離子裂解所生成的產(chǎn)物離子。激發(fā)態(tài)分子離子以多種方式裂解生成的離子，碎片離子還會(huì)進(jìn)一步裂解生成更小質(zhì)量的碎片離子，還會(huì)生成重排離子母離子與子離子：任何離子進(jìn)一步裂解產(chǎn)生了某離子,則前者稱(chēng)為母離子，后者稱(chēng)為子離子質(zhì)譜的名詞術(shù)語(yǔ)單電荷離子與多電荷離子:只帶一個(gè)電荷的離子叫單電荷離子,帶兩個(gè)或兩個(gè)以上電荷的離子叫多電荷離子,它們時(shí)常具有非整數(shù)質(zhì)荷比質(zhì)譜測(cè)定是基于質(zhì)荷比(m/z)：?jiǎn)坞姾呻x子m/z=(M+H)/1雙電荷離子m/z=(M+2H)/2多電荷離子m/z=(M+nH)/n多電荷離子可以擴(kuò)展質(zhì)譜檢測(cè)的質(zhì)量范圍.多電荷離子的同位素峰之間質(zhì)量差的倒數(shù)等于電荷數(shù),例如雙電荷離子的同位素質(zhì)荷比差等于0.5DaHorseHeartMyoglobin(馬心肌紅蛋白)質(zhì)譜的名詞術(shù)語(yǔ)FullScan(全掃描)：檢測(cè)一段質(zhì)荷比范圍離子的采集方式,由每個(gè)采樣點(diǎn)提取一張質(zhì)譜圖ScanTime(掃描時(shí)間):FullScan方式采集數(shù)據(jù)的參數(shù),單位為秒,表示四極桿掃描某一范圍質(zhì)荷比離子的時(shí)間InterScanDelay(掃描延遲時(shí)間):FullScan方式采集數(shù)據(jù)的參數(shù),單位為秒,表示兩次掃描之間的間隔質(zhì)譜的名詞術(shù)語(yǔ)選擇離子監(jiān)測(cè)(SelectedIonRecord,SIR):選擇能夠表征某物質(zhì)的一個(gè)質(zhì)譜峰進(jìn)行檢測(cè)DwellTime(駐留時(shí)間):SIR方式采集數(shù)據(jù)時(shí)的一個(gè)參數(shù),單位為秒,表示四極桿放行該離子的時(shí)間MRM(MultipleReactionMonitoring-多反應(yīng)檢測(cè)):串聯(lián)質(zhì)譜的一種采集方式,同時(shí)以SIR方式檢測(cè)母離子與子離子,特點(diǎn)是高選擇性和高靈敏度相結(jié)合,適用于痕量目標(biāo)監(jiān)測(cè)物的定量分析質(zhì)譜的名詞術(shù)語(yǔ)離子源(Ionsource):質(zhì)譜儀器中使樣品電離生成離子的部件。如：EI，F(xiàn)AB，ESI，APCI等質(zhì)量分析器(Massanalyzer)：質(zhì)譜儀器中使離子按其質(zhì)荷比大小進(jìn)行分離的部件。如；四極桿，離子阱，TOF等離子檢測(cè)器(Iondetector)：質(zhì)譜儀器中檢測(cè)并放大離子豐度的部件。如：光電倍增器，電子倍增器，多通道板檢測(cè)器等質(zhì)譜的名詞術(shù)語(yǔ)質(zhì)量范圍(Massrange)：質(zhì)譜儀器能測(cè)量的離子質(zhì)量下限與上限之間的一個(gè)范圍。離子質(zhì)量的單位即原子質(zhì)量單位(amu)質(zhì)量歧視效應(yīng)(Massdiscriminationeffects):質(zhì)譜儀器中的一些部件，例如質(zhì)量分析器、離子檢測(cè)器，對(duì)不同質(zhì)量的離子產(chǎn)生偏差響應(yīng)的現(xiàn)象質(zhì)譜的名詞術(shù)語(yǔ)接口(Interface):用于協(xié)調(diào)聯(lián)用的兩種儀器的輸出和輸入狀態(tài)的硬件設(shè)備軟電離技術(shù)(SoftIonization):化學(xué)電離、大氣壓電離等低能量電離方式的總稱(chēng),特點(diǎn)是基本沒(méi)有碎片離子生成靈敏度，分辨率，質(zhì)量范圍，質(zhì)量穩(wěn)定性等質(zhì)譜儀的主要技術(shù)指標(biāo)

質(zhì)量范圍：指質(zhì)譜計(jì)所檢測(cè)的單電荷離子的質(zhì)核比范圍分辨率（R）：分辨率是質(zhì)譜計(jì)分開(kāi)相鄰兩離子質(zhì)量的能力。

分辨率（R

）是兩峰間的峰谷為峰高的10%時(shí)的測(cè)定值，即兩峰各以5%的高度重疊。R=m/m

m為質(zhì)譜計(jì)可分辨的相鄰兩峰的質(zhì)量差m為可分辨的相鄰兩峰的平均質(zhì)量質(zhì)譜儀的主要技術(shù)指標(biāo)

質(zhì)量分辨率的定義–分辨率:質(zhì)譜上是指分開(kāi)相鄰離子的能力–分辨率越高,越能區(qū)分小的質(zhì)量差傳統(tǒng)分辨率的計(jì)算公式:分辨率R=m/ΔmΔm于5%峰谷處測(cè)定現(xiàn)今:Δm=FWHM處572.8339570571572573574575576577m/z0100%0100%573.9185574.8116

573.2997574.3072575.3155Resolution:1000Resolution:10000[M+H]+同位素峰質(zhì)譜分辨率質(zhì)譜分辨率m/m =133/0.6 =222

m/m =1009/0.5 =2018Peakwidthathalfheight=0.6Peakwidthathalfheight=0.5Aimforapeakwidthof0.5-0.8amuathalfheight

高分辨和低分辨的區(qū)別什么是高分辨質(zhì)譜第二章質(zhì)譜儀第一節(jié)質(zhì)譜儀的基本構(gòu)成計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)真空系統(tǒng)

第二節(jié)進(jìn)樣系統(tǒng)在不破壞真空度的情況下，使樣品進(jìn)入離子源。氣體可通過(guò)儲(chǔ)氣器進(jìn)入離子源。易揮發(fā)的液體，在進(jìn)樣系統(tǒng)內(nèi)氣化后進(jìn)入離子源。難揮發(fā)的液體或固體樣品，通過(guò)探針直接插入離子源。間歇進(jìn)樣器直接進(jìn)樣桿色譜進(jìn)樣第三節(jié)真空系統(tǒng)離子源和質(zhì)量分析器的壓力在

10–4~10–6Torr真空系統(tǒng)質(zhì)譜儀之所以在低真空下工作是為了...盡量減少離子-分子之間的碰撞(即,得到最大平均自由程)碰撞可能導(dǎo)致離子偏離所期望的由離子源到檢測(cè)器的通道碰撞可能導(dǎo)致產(chǎn)生意外的離子或反應(yīng)防止在高電壓(用于某些離子聚焦)下生成電弧（防止用作加速離子的幾千伏高壓會(huì)引起放電）減少污染/化學(xué)噪音防止大量氧會(huì)燒壞離子源的燈絲；好的真空狀況意味好的靈敏度真空系統(tǒng)

渦輪分子泵初級(jí)泵分析器

大氣壓1Torr10-4Torr10-5Torr760Torr第四節(jié)MS離子源

質(zhì)譜分析是一種測(cè)量離子荷質(zhì)比的分析方法，其基本原理是先將中性分子離子化，再順次分離和記錄各種離子的質(zhì)荷比和豐度(強(qiáng)度)，從而實(shí)現(xiàn)分析目的的一種分析方法。離子源離子源的作用是將被分析的樣品分子電離成帶電的離子，并使這些離子在離子光學(xué)系統(tǒng)的作用下，匯聚成有一定幾何形狀和一定能量的離子束，然后進(jìn)入質(zhì)量分析器被分離。同一個(gè)樣品的質(zhì)譜圖可能不一樣電子轟擊電離ElectronImpactIonization,EI化學(xué)離子化ChemicalIonization,CI場(chǎng)電離，場(chǎng)解吸FieldIonizationFD,FieldDesorptionFD快原子轟擊FastAtomBombardment,FAB基質(zhì)輔助激光解析電離Matrix-AssistedLaserDesorptionIonization,MALDI電噴霧電離ElectrosprayIonization,ESI大氣壓化學(xué)電離AtmosphericPressureChemicalIonization,APCI一、離子化的方法電子轟擊電離又稱(chēng)為電子轟擊，或電子電離。是應(yīng)用最普遍，發(fā)展最成熟的電離方法。轟擊電壓50-70eV,有機(jī)分子的電離電位一般為7-15eV?？商峁┴S富的結(jié)構(gòu)信息。有些化合物的分子離子不出現(xiàn)或很弱特點(diǎn)：能量高，碎片多，分子離子峰較小1、電子轟擊電離EI電子轟擊電離ElectronImpact（EI）++++:R1:R2:R3:R4:e+M+(M-R2)+(M-R3)+MassSpectrometer(M-R1)+電子轟擊電離ElectronImpact（EI）當(dāng)電子能量較小時(shí)，如7~14eV，電離盒內(nèi)產(chǎn)生的離子主要是分子離子。當(dāng)加大電子能量如50~100eV，產(chǎn)生的分子離子由于帶有多余的能量，會(huì)部分產(chǎn)生斷裂（電子轟擊分子產(chǎn)生分子離子后多余的一部分能量會(huì)使分子離子產(chǎn)生斷裂），成為碎片離子?？梢允褂媒档碗娮幽芰康姆椒▉?lái)簡(jiǎn)化質(zhì)譜圖，但要注意電子能量太低，電離效率也降低，產(chǎn)生的分子離子將會(huì)很少，使得檢測(cè)靈敏度降低。EI源的特點(diǎn)是穩(wěn)定，操作方便，電子流強(qiáng)度可精密控制，電離效率高，所得的質(zhì)譜圖重現(xiàn)性好。EI源：電子轟擊電離源特征可得經(jīng)典的質(zhì)譜譜圖?？刹樵?xún)質(zhì)譜庫(kù)，質(zhì)譜結(jié)果可用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)檢索，利于的化合物鑒定碎片離子多，譜圖可解析，易闡明結(jié)構(gòu)信息。分子離子峰小或無(wú)只適合于易氣化的有機(jī)物樣品分析測(cè)定的分子量范圍、靈敏度有限；可測(cè)的化合物類(lèi)型有限。288EI譜庫(kù):幾十年積累的寶貴財(cái)富用EI方式不易得到分子離子，因而也就得不到分子量。為了得到分子離子峰可以采用CI電離方式。2、化學(xué)電離（ChemicalIonization，CI）CI是利用反應(yīng)氣體（甲烷、異丁烷、氨等，而且反應(yīng)氣的量要比樣品氣的量大得多）的離子和有機(jī)化合物樣品的分子發(fā)生分子-離子反應(yīng)而生成樣品分子的離子的一種“軟”電離的方法。++氣體分子試樣分子+準(zhǔn)分子離子電子(M+1)+;(M+17)+;(M+29)+;化學(xué)電離（ChemicalIonization，CI）化學(xué)電離（ChemicalIonization，CI）樣品分子則與這些加合離子發(fā)生反應(yīng)：一種是發(fā)生質(zhì)子轉(zhuǎn)移，樣品分子得到一個(gè)質(zhì)子，形成[M+1]+；第二種是樣品分子丟失一個(gè)質(zhì)子，形成[M-1]+，這種反應(yīng)的幾率不高，甲烷的加合離子形成加合物，形成[M+29]和[M+41]。1）對(duì)于多數(shù)有機(jī)化合物來(lái)說(shuō)，有很強(qiáng)的分子量信息；2）負(fù)CI質(zhì)譜圖靈敏度要比其正CI的質(zhì)譜圖高出2-3個(gè)數(shù)量級(jí)。（只對(duì)電負(fù)性強(qiáng)的離子反應(yīng)，如CI，F(xiàn)等），因此靈敏度高；3）對(duì)鹵化化合物的選擇性很好；4）以用于分析復(fù)雜的混合物苯二甲酸二辛酯的質(zhì)譜圖EI源CI源（甲烷）CI源（異丁烷）離子化硬軟CIEI碎片信息少分子量確定；高靈敏度和選擇性；最強(qiáng)峰為準(zhǔn)分子離子；譜圖簡(jiǎn)單、碎片少；不適用難揮發(fā)試樣碎片信息多特征的碎片峰多信息的指紋圖譜未知化合物鑒定均能測(cè)定小分子量的化合物<800D3、場(chǎng)致電離FieldIonization，F(xiàn)ieldDesorption（FI，F(xiàn)D）電壓：7-10kV；d<1mm；強(qiáng)電場(chǎng)將分子中拉出一個(gè)電子；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；陽(yáng)極+++++++++++++陰極d<1mm

當(dāng)樣品蒸汽接近或接觸帶高正電位的金屬針時(shí)，在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下發(fā)生電離。要求樣品分子處于氣態(tài)，靈敏度不高，應(yīng)用逐漸減少。場(chǎng)電離FI

樣品不需氣化,預(yù)先附在處理好的場(chǎng)離子發(fā)射體上,送入離子源,然后通以微弱電流,使樣品分子從發(fā)射體上解吸下來(lái),并擴(kuò)散至高場(chǎng)強(qiáng)的場(chǎng)發(fā)射區(qū),進(jìn)行離子化。

適用于難氣化,熱不穩(wěn)定的樣品.如:糖類(lèi)，肽類(lèi)，金屬有機(jī)化合物，聚合物等。場(chǎng)解吸FD

惰性氣體Ar或Xe的原子首先被電離并被加速，使之具有高的動(dòng)能，在原子槍(atomgun)內(nèi)進(jìn)行電荷交換反應(yīng)：

Ar+（高動(dòng)能的）+Ar（熱運(yùn)動(dòng)的）→Ar（高動(dòng)能的）+Ar+（熱運(yùn)動(dòng)的）高動(dòng)能的Ar或Xe原子束再轟擊樣品分子使其離子化

4、快原子轟擊

FastAtomBombardment電離過(guò)程中不必加熱氣化，因此適合于分析大分子量、難氣化、熱穩(wěn)定性差的樣品。例如肽類(lèi)、低聚糖、天然抗生素、有機(jī)金屬絡(luò)合物等。FAB源得到的質(zhì)譜不僅有較強(qiáng)的準(zhǔn)分子離子峰，而且有較豐富的結(jié)構(gòu)信息。但是，它與EI源得到的質(zhì)譜圖很不相同。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(zhǔn)分子離子峰；其二是碎片峰比EI譜要少。FAB是目前廣泛使用的軟電離技術(shù)，適用于難氣化,極性強(qiáng)的大分子。樣品用基質(zhì)調(diào)節(jié)后黏附在靶物上。FAB源主要用于磁式雙聚焦質(zhì)譜儀。

常用的基質(zhì)有甘油，硫代甘油，3-硝基芐醇，三乙醇胺等。

注意：FAB質(zhì)譜圖中會(huì)出現(xiàn)基質(zhì)分子產(chǎn)生的相應(yīng)的峰及基質(zhì)分子與樣品分子的結(jié)合峰。

例如：3-硝基芐醇作為基質(zhì)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)m/z154(MH),136（MH–H2O）,289(MMH–H2O)的峰。5、大氣壓電離技術(shù)-LC/MS大氣壓電離源是一種常壓電離技術(shù)，可分為：電噴霧電離(ESI)Electrospray大氣壓化學(xué)電離(APCI)

AtmosphericPressureChemicalIonization流出液在高電場(chǎng)下形成帶電噴霧，在電場(chǎng)力作用下穿過(guò)氣簾；氣簾的作用：霧化；蒸發(fā)溶劑；阻止中性溶劑分子電噴霧電離（ESI）ESI是近年來(lái)出現(xiàn)的一種新的電離方式。它的主要部件是一個(gè)多層套管組成的電噴霧噴咀。最內(nèi)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?dú)猓渥饔檬鞘箛姵龅囊后w容易分散成微滴。另外，在噴嘴的斜前方還有一個(gè)補(bǔ)助氣噴咀，補(bǔ)助氣的作用是使微滴的溶劑快速蒸發(fā)。在微滴蒸發(fā)過(guò)程中表面電荷密度逐漸增大，當(dāng)增大到某個(gè)臨界值時(shí)，離子就可以從表面蒸發(fā)出來(lái)。離子產(chǎn)生后，借助于噴咀與錐孔之間的電壓，穿過(guò)取樣孔進(jìn)入分析器。電噴霧電離（ESI）電噴霧電離（ESI）電噴霧離子化可分為三個(gè)過(guò)程:–形成帶電小液滴–溶劑蒸發(fā)和小液滴碎裂–最終形成氣相離子蒸汽帶電荷的反應(yīng)氣形成蒸發(fā)+霧化的被分析物被分析離子+++++++++++++++++++++++電荷轉(zhuǎn)移給被分析物++++電噴霧電離電噴霧產(chǎn)生多電荷離子，相對(duì)分子質(zhì)量Mr計(jì)算：選相鄰峰，電荷n，n+1m1=(Mr+n)/2m2=(Mr+n+1)/(n+1)計(jì)算結(jié)果如表。電噴霧電離源是一種軟電離方式，即便是分子量大，穩(wěn)定性差的化合物，也不會(huì)在電離過(guò)程中發(fā)生分解，它適合于分析極性強(qiáng)的大分子有機(jī)化合物，如蛋白質(zhì)、肽、糖等。不適用于非極性化合物電噴霧電離源的最大特點(diǎn)是容易形成多電荷離子。這樣，一個(gè)分子量為10000Da的分子若帶有10個(gè)電荷，則其質(zhì)荷比只有1000Da，進(jìn)入了一般質(zhì)譜儀可以分析的范圍之內(nèi)。根據(jù)這一特點(diǎn)，目前采用電噴霧電離，可以測(cè)量分子量在300000Da以上的蛋白質(zhì)軟電離,產(chǎn)生準(zhǔn)分子離子正離子 MH+，(M+NH4)+，(M+Na)+，(M+K)+...負(fù)離子 (M-H)–

，(M+CH3COO)–，(M+Cl)–...對(duì)很多種類(lèi)的化合物都有很高的靈敏度中等和高極性化合物熱不穩(wěn)定化合物非共價(jià)鍵復(fù)合物對(duì)蛋白質(zhì)可測(cè)到150kDa低分子量化合物一般產(chǎn)生單電荷離子(失去或得到一個(gè)質(zhì)子)高分子量生物大分子和聚合物產(chǎn)生多電荷離子幾乎沒(méi)有碎片離子可能生成加合物和/或多聚體;常見(jiàn)的是溶劑加合物和NH4+(M+18),Na+(M+23),和K+(M+39)加合物ESI的特征電噴霧(ESI)的優(yōu)、缺點(diǎn)大氣壓化學(xué)電離源(AtmosphericpressurechemicalIonization,APCI)它的結(jié)構(gòu)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(gè)針狀放電電極，通過(guò)放電電極的高壓放電，使空氣中某些中性分子電離，產(chǎn)生H3O+，N2+，O2+和O+等離子，溶劑分子也會(huì)被電離，這些離子與分析物分子進(jìn)行離子-分子反應(yīng)，使分析物分子離子化，這些反應(yīng)過(guò)程包括由質(zhì)子轉(zhuǎn)移和電荷交換產(chǎn)生正離子，質(zhì)子脫離和電子捕獲產(chǎn)生負(fù)離子等。APCI大氣壓化學(xué)電離源主要用來(lái)分析中等極性的化合物。有些分析物由于結(jié)構(gòu)和極性方面的原因，用ESI不能產(chǎn)生足夠強(qiáng)的離子，可以采用APCI方式增加離子產(chǎn)率，可以認(rèn)為APCI是ESI的補(bǔ)充。APCI主要產(chǎn)生的是單電荷離子，所以分析的化合物分子量一般小于1000Da。用這種電離源得到的質(zhì)譜很少有碎片離子，主要是準(zhǔn)分子離子。利用一定波長(zhǎng)的脈沖式激光照射樣品使樣品電離的一種電離方式。被分析的樣品置于涂有基質(zhì)的樣品靶上,激光照射到樣品靶上,基質(zhì)分子吸收激光能量，與樣品分子一起蒸發(fā)到氣相并使樣品分子電離。激光電離源需要有合適的基質(zhì)才能得到較好的離子產(chǎn)率。6、基質(zhì)輔助激光解析電離(MALDI)

Matrix-AssistedLaserDesorptionIonization基質(zhì)輔助激光解析電離(MALDI)

Matrix-AssistedLaserDesorptionIonizationMALDI屬于軟電離技術(shù)，它比較適合于分析生物大分子，如肽、蛋白質(zhì)、核酸等。得到的質(zhì)譜主要是分子離子，準(zhǔn)分子離子。碎片離子和多電荷離子較少。MALDI常用的基質(zhì)有2，5二羥基苯甲酸、芥子酸、煙酸、α-氰基-4-羥基肉桂酸等。此電離方式特別適合于飛行時(shí)間質(zhì)譜。不同電離技術(shù)適用范圍104102101103105GCMolecularWeightGCElectrospray(ESI)LCPolarityVolatilityLCMALDIMALDIMALDIAPCIEI/LCGCVolatilityPolarity第一節(jié)質(zhì)譜儀的基本構(gòu)成計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)真空系統(tǒng)

Separateionsaccordingtom/zratioFivebasictypesofanalyser: 1) Magneticsector(電磁式) 2) Quadrupole（四級(jí)桿） 3) Iontraps（離子阱） 4) Timeofflight（飛行時(shí)間） 5) FTICR（離子回旋共振）第五節(jié)質(zhì)量分析器

MassAnalysers質(zhì)量分析器

磁分析器,靜電分析器磁分析器-單聚焦質(zhì)譜只有一扇形磁場(chǎng)的質(zhì)量分析器又稱(chēng)為磁分析器。

加速后離子具有一定的動(dòng)能:（），該動(dòng)能是由離子在加速電場(chǎng)獲得的電勢(shì)能（zV）轉(zhuǎn)化的。單聚焦磁場(chǎng)分析器收集器離子源BS1S2磁場(chǎng)R方向聚焦；相同質(zhì)荷比，入射方向不同的離子會(huì)聚；分辨率不高雙聚焦分析器離子源收集器磁場(chǎng)電場(chǎng)S1S2+-方向聚焦：相同質(zhì)荷比，入射方向不同的離子會(huì)聚；能量聚焦：相同質(zhì)荷比，速度(能量)不同的離子會(huì)聚；

質(zhì)量相同，能量不同的離子通過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí)，均產(chǎn)生能量色散；兩種作用大小相等，方向相反時(shí)互補(bǔ)實(shí)現(xiàn)雙聚焦；③其他類(lèi)型質(zhì)量分析器雙聚焦質(zhì)譜儀體積大；色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀器的發(fā)展及儀器小型化（臺(tái)式）需要；體積小的質(zhì)量分析器：四極桿質(zhì)量分析器飛行時(shí)間質(zhì)量分析器離子阱質(zhì)量分析器體積小，操作簡(jiǎn)單；分辨率中等；四極質(zhì)量分析器–

四極質(zhì)譜

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。四極桿質(zhì)量分析器是由四根筆直的金屬或表面鍍有金屬的極棒與軸線平行等距離排列構(gòu)成的，棒的理想表面為雙曲面。在X，Y軸方向的桿上分別加上極性相反的高頻電壓，當(dāng)離子從離子源中加速飛出進(jìn)入四極桿后，只有與四級(jí)桿上所加的對(duì)應(yīng)電壓相匹配的離子才能通過(guò)四級(jí)桿檢測(cè)器，其余離子便打在四級(jí)桿壁上被過(guò)濾掉。SIR(SingleIonRecording)Q1CollisionCellQ2m15-40eVFixed-5VFixed1Vm1m1MRM(MultipleReactionMonitoring)Q1CollisionCellQ2m15-40eVFixed-5VFixed1VmxArgonMRM和SIR靈敏度比較0.25pg/LCarbosulfanSTDinagrapes

matrixMRMofm/z381.2>118SIRofm/z381.2QuattromicroAPI18.0020.0022.0024.00minF1:SIRof11channels,ES+M/z221.9331.960e+0055ppb,S/N=11.121.0716.018.020.022.024.0minF1:MRMof11channels,ES+M/z222.299>165.0995.200e+0020.1ppb,S/N=10.721.07QuattromicroAPIr2=0.998010002000300040005000ppb0r2=0.9930102030405060708090100ppb01ppb–5000ppb0.1ppb–100ppbZQ（1）產(chǎn)物離子掃描（子離子掃描）（2）初始離子（precursorion）掃描（母離子掃描）（3）中性碎片丟失的掃描DaughterIonAnalysisQ1CollisionCellQ25-40eVScanning-5VFixed1Vm1m2m1m3Argon離子阱質(zhì)量分析器IonTrapMS

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(cè)器；原理與四極桿類(lèi)似離子被RF&DC電場(chǎng)所儲(chǔ)存掃描電場(chǎng)可以釋放特定的m/z離子與四極桿質(zhì)譜相比，離子阱質(zhì)譜最大優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)二級(jí)質(zhì)譜（MS/MS）分析，提高了質(zhì)譜定性的準(zhǔn)確性。通過(guò)對(duì)鎖定存儲(chǔ)的母離子進(jìn)行碰撞誘導(dǎo)解離（Collisioninduceddissociation）反應(yīng)，得到母離子和子離子兼有的二級(jí)質(zhì)譜圖，從而排除其它離子的干擾，獲取更為準(zhǔn)確的定性信息?？梢杂糜贕C-MS，也可以用于LC-MSLC-MS(離子阱)聯(lián)用儀器結(jié)構(gòu)示意圖離子漂移管-飛行時(shí)間質(zhì)譜（TimeofFlighMS,TOFMS）

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。飛行時(shí)間質(zhì)量分析器飛行時(shí)間質(zhì)量分析器的特點(diǎn)是質(zhì)量范圍寬，掃描速度快，既不需電場(chǎng)也不需磁場(chǎng)。但是，長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)一直存在分辨率低的這一缺點(diǎn)。但目前，由于通過(guò)采取激光脈沖電離方式，離子延遲引出技術(shù)和離子反射技術(shù)，可以在很大程度上克服上述三個(gè)原因造成的分辨率下降?，F(xiàn)在，飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的分辨率可達(dá)20000以上。最高可檢質(zhì)量超過(guò)300000Da，并且具有很高的靈敏度。目前，這種分析器已廣泛應(yīng)用于氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀和基質(zhì)輔助激光解吸飛行時(shí)間質(zhì)譜儀中。傅立葉變換質(zhì)譜

FourierTransform–MassSpectrometer,FT-MS

傅立葉變換質(zhì)譜計(jì)應(yīng)該是傅立葉變換離子回旋共振質(zhì)譜計(jì)，是受FT-NMR的啟迪。利用不同m/z的離子，在磁場(chǎng)B的作用下，各自產(chǎn)生不同的回旋頻率。若施加一射頻場(chǎng)，使其頻率等于某一m/z離子的回旋頻率，則離子就會(huì)吸收能量而激發(fā)。離子從射頻場(chǎng)吸收能量，稱(chēng)之離子的回旋共振。

激發(fā)的離子運(yùn)動(dòng)速度(v)增大，運(yùn)動(dòng)軌道半徑(r)增大，稱(chēng)之離子的回旋運(yùn)動(dòng)的激發(fā)。

如果磁場(chǎng)強(qiáng)度（B）一定，改變射頻場(chǎng)的頻率（）即可激發(fā)不同m/z的離子而得到質(zhì)譜。

FT-MS的核心為分析室，分析室由三對(duì)平行的極板構(gòu)成。磁力線沿z軸方向，離子的回旋運(yùn)動(dòng)垂直于z軸，在與x軸方向垂直的兩極板上施加激發(fā)射頻，在與y軸方向垂直的兩極板上檢測(cè)信號(hào)。①分辨率極高，商品儀器的分辨可超過(guò)1×106，而且在高分辨率下不影響靈敏度,而雙聚焦分析器為提高分辨率必須降低靈敏度。同時(shí)，F(xiàn)T-MS的測(cè)量精度非常好，能達(dá)到百萬(wàn)分之幾，這對(duì)于得到離子的元素組成是非常重要的。②分析靈敏度高，由于離子是同時(shí)激發(fā)同時(shí)檢測(cè)，因此比普通回旋共振質(zhì)譜儀高4個(gè)量級(jí)，而且在高靈敏度下可以得到高分辨率。③具有多級(jí)質(zhì)譜功能④可以和任何離子源相聯(lián)，擴(kuò)寬了儀器功能。此外還有諸如掃描速度快，性能穩(wěn)定可靠，質(zhì)量范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，另一方面，F(xiàn)T-MS由于需要很高的超導(dǎo)磁場(chǎng)，因而需要液氦，儀器售價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用都比較貴質(zhì)譜分析器特征第三章質(zhì)譜連用技術(shù)質(zhì)譜儀是一種很好的定性鑒定用儀器，對(duì)混合物的分析無(wú)能為力。色譜儀是一種很好的分離用儀器，但定性能力很差，二者結(jié)合起來(lái)，則能發(fā)揮各自專(zhuān)長(zhǎng)，使分離和鑒定同時(shí)進(jìn)行。色譜質(zhì)譜的在線聯(lián)用將色譜的分離能力與質(zhì)譜的定性功能結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜混合物更準(zhǔn)確的定量和定性分析。而且也簡(jiǎn)化了樣品的前處理過(guò)程，使樣品分析更簡(jiǎn)便。色譜質(zhì)譜聯(lián)用包括氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)和液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(LC-MS)，液質(zhì)聯(lián)用與氣質(zhì)聯(lián)用互為補(bǔ)充，分析不同性質(zhì)的化合物。

1. 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀

2. 氣相色譜-質(zhì)譜