第九章 质谱法 9
1 概 述 质谱分析法(mass spectrometry)是通过样品离子的质量和强度的测定,来进行成分和结构分析的一种分析方法
1.质谱过程与光谱过程对比 图9-1 质谱过程与光谱过程对比 质谱与光谱的过程类似,但基本原理不同(图 9-1) 图 9-1(3)显示了质谱的全过程:样品通过进样系统进入离子源,由于结构性质不同而电离为各种不同质荷比(m/z)的离子碎片,而后带有样品信息的离子碎片被加速进入质量分析器,在其磁场作用下,离子的运动半径与其质荷比的平方根成正比,因而使不同质荷比的离子在磁场中被分离,并按质荷比大小依次抵达检测器,经记录即得样品的质谱(mass spectrum MS)
2.质谱分析法的特点和用途 质谱是定性鉴定与研究分子结构的有效方法
主要特点是: (1)灵敏度高,样品用量少:目前有机质谱仪的绝对灵敏度可达 5 pg(pg 为 10-12 g),有微克量级的样品即可得到分析结果
(2)分析速度快:扫描1~1000u①一般仅需 1~几秒,最快可达 1/1000 秒,因此,可实现色谱-质谱在线联接
(3)测定对象广:不仅可测气体、液体,凡是在室温下具有 10-7Pa 蒸气压的固体,如低熔点金属(如锌等)及高分子化合物(如多肽等)都可测定
质谱法的用途: (1)求准确的分子量:由高分辨质谱获得分子离子峰的质量,可测出精确的分子量
(2)鉴定化合物:如果事先可估计出样品的结构,用同一装置,同样操作条件测定标准样品及未知样品,比较它们的谱图可进行鉴定
① u=原子质量单位,1u=1
6605655×10-27kg (3)推测未知物的结构:从离子碎片获得的信息可推测分子结构
(4)测定分子中Cl、Br 等的原子数:同位素含量比较多的元素(Cl、Br 等),可通过同位素峰强度比及其分布特征推算出这些原子的数目
2 质谱仪及其