质谱仪原理是什么?

网上有关“质谱仪原理是什么?”话题很是火热,小编也是针对质谱仪原理是什么?寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。1、有机质谱仪...

网上有关“质谱仪原理是什么? ”话题很是火热,小编也是针对质谱仪原理是什么?寻找了一些与之相关的一些信息进行分析 ,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您 。

1 、有机质谱仪基本工作原理:以电子轰击或其他的方式使被测物质离子化,形成各种质荷比(m/e)的离子 ,然后利用电磁学原理使离子按不同的质荷比分离并测量各种离子的强度,从而确定被测物质的分子量和结构。

2、无机质谱仪与有机质谱仪工作原理不同的是物质离子化的方式不一样,无机质谱仪是以电感耦合高频放电 (ICP)或其他的方式使被测物质离子化。

质谱分析法的特点是测试速度快 ,结果精确 。广泛用于地质学、矿物学 、地球化学、核工业、材料科学 、环境科学、医学卫生、食品化学 、石油化工等领域以及空间技术和公安工作等特种分析方面。

扩展资料:

质谱仪的应用

质谱仪最重要的应用是分离同位素并测定它们的原子质量及相对丰度。测定原子质量的精度超过化学测量方法,大约2/3以上的原子的精确质量是用质谱方法测定的 。由于质量和能量的当量关系,由此可得到有关核结构与核结合能的知识。

对于可通过矿石中提取的放射性衰变产物元素的分析测量 ,可确定矿石的地质年代。质谱方法还可用于有机化学分析 ,特别是微量杂质分析,测量分子的分子量 。

为确定化合物的分子式和分子结构提供可靠的依据 。由于化合物有着像指纹一样的独特质谱,质谱仪在工业生产中也得到广泛应用。

质谱法概述

简单的说

首先给予被测物质能量 使被测物质按照一定规律裂解成碎片(包括带电的和不带电的)

带电粒子通过垂直的电场和磁场就能做半径固定的圆周运动

这样检测器就可以扫描出不同的半径的离子 自动计算成他们的质核比 ,并按照一定顺序打成质谱图

不同类型的物质裂解规律被我们掌握之后我们就可以根据质谱图来分析未知的物质(包括新合成的物质)的结构

质谱图主要可以给出这些信息(或者说根据质朴图我们可以推断出的信息):

1 分子量

2 所含卤素原子的个数

3 可以推出有机物的结构

4 可以推测一部分反应机理

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怎么利用质谱分析有机化合物?

质谱法是通过将试样转化为运动的气态离子并按质荷比m/z大小进行分离记录的分析方法,所得结果即为质谱图。根据质谱图提供的信息,可以进行多种有机物及无机物的定性定量分析 、复杂化合物的结构分析、样品中各种同位素的测定及固体表面结构和组成分析 。

质谱法是利用带电粒子在磁场或电场中的运动规律 ,按其质荷比m/z实现分离分析,测定离子质量及其强度分布。质谱法主要特点是:能同时提供有机样品的精确相对分子质量、元素组成 、经验式及分子结构(碳骨架及官能团结构)信息;具有定性专属性强又能进行定量分析;灵敏度高(样品取样μg级);检测速度快;能最有效地与各种色谱法在线联用

质谱仪器按其用途可分为:同位素质谱仪(测定同位素丰度)、无机质谱仪(测定无机化合物)、有机质谱仪(测定有机化合物)等

质谱仪一般由进样系统 、离子源、质量分析器、检测器组成

质谱分析仪器的一般流程:通过合适的进样装置将样品引入并进行汽化,汽化后的样品引入离子源进行离子化 ,然后离子经过适当的加速后进入质量分析器,按不同的质荷比进行分离,到达检测器 ,产生不同信号而进行分析。

质谱仪的结构

按照所用的质量分析器不同,可把质谱仪分为双聚焦质谱仪 、四极杆质谱仪、飞行时间质谱仪、离子阱质谱仪 、傅里叶变换质谱仪等

1、真空系统 质谱检测的是气体离子,离子从离子源到达检测器不能偏离正常轨道 。为了精确控制离子的运动轨迹 ,保证离子束具有良好的聚焦 ,得到应有的分辨率和灵敏度,需要限制影响离子运动的各种因素。

质谱的真空系统需要两级真空泵组成,首先由前级真空泵获得预真空 ,再由高真空泵抽至所需要的真空。一般由机械真空泵和扩散泵组成 。

2、进样系统 进样系统的作用是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。

3 、离子源 离子源的作用是将试样分子或原子转化为带有样品信息的正离子,将离子聚焦 、并加速进入质量分析器。离子源是质谱仪的心脏,可以将离子源看做高级的反应器 ,其中样品发生一系列的特征降解反应,分解作用在很短的时间内发生 。通常称能给样品较大能量的离子化方法为硬离子化方法,给样品较小的能量的离子化方法称为软离子化方法。常用的有电子轰击离子源、化学电离源、场致电离源 、快原子轰击离子源、场致电离源、快原子轰击离子源 、电喷雾离子化和大气压化学电离等。采用哪种离子源取决于:样品的状态、挥发性和稳定性 ,欲知道的样品信息种类 。

4、质量分析器 质量分析器位于离子源与检测器之间 、依据不同方式,将离子源产生的样品离子按m/z顺序排列成谱 。质量分析器的主要类型有:磁分析器、四极滤质器、离子阱 、飞行时间质量分析器、傅里叶变换回旋共振分析器。

5、离子检测器 离子检测器的功能是接受由质量分析器分离的离子,进行离子计数并转换成电压信号放大输出 ,输出的信号经过计算机采集和处理,最终得到不同质荷比排列和对应离子丰度的质谱图。

质谱仪器的主要性能指标

1 、质量数与质量范围 在质谱中,化合物分子或原子都是以离子形式记录的 。若离子仅带一个正电荷 ,则对于低分辨质谱 ,离子的质荷比在数值上就等于它的质量数。如离子质荷比28.05,则质量数为28.

质谱仪的质量范围,是指仪器能测量的离子质荷比范围。若离子只带一个正电荷 ,则仪器可测范围实际上就是可测相对分子质量或相对原子质量范围 。

2 、分辨率 质谱仪的分辨率是分开两个相邻质量数离子的能力。其一般定义:对于两个相等强度的相邻峰,当两峰间的峰谷不大于其峰高10%时,则认为两峰已经分开。

3、灵敏度 质谱仪的灵敏度有绝对灵敏度、相对灵敏度和分析灵敏度等几种表示方法 。绝对灵敏度是指仪器可以检测到的最小样品量;相对灵敏度是指仪器可以同时检测的大组分和小组分含量之比。

一般而言 ,质谱是与液相色谱或气相色谱联用进行检测的。气相色谱和液相色谱的作用是分离,而质谱的作用是检测 。质谱的检测我们在电脑上得到的是一张质谱图,由物质的质荷比来确定所要分析的有机化合物。

就拿LC-MS(液质联用)做例 ,LC-MS用的是三重四级杆作为检测装置,四级杆是一种质量检测装置,它能测定进入质谱的离子的质荷比。三重四级杆分为三个部分 ,质量分析器-活化碰撞室-质量分析器 。首先有机化合物经过液相色谱分离后进入质谱仪,先通过电喷雾电离源,将分子软电离 ,获得或失去一个质子成为离子 ,离子通过质量分析器Q1,就能测定其质荷比,该离子成为母离子 。母离子继续前进 ,进入活化碰撞室,与氦气碰撞后被打碎成碎片离子,该碎片离子成为子离子。而子离子继续前进 ,就进入另一根质量分析器Q2中,就能测定子离子的质荷比。

由于LC-MS拥有三重四级杆,因此有六大检测模式:全扫描 ,选择离子扫描;子离子扫描,母离子扫描,中性丢失 ,多反应监测 。

在测定物质前,首先要做一次全扫描,扫描对象是所有进入到第一根质量分析器中所有的母离子 ,这样就能得到你要检测的混合液中多有存在的物质。

选择离子监测模式(Selective Ion Monitoring ,SIM):使用的也只有Q1段,但它检测的不是一定范围,而是已知质量的母离子 ,通常是对指定化合物进行定量分析。

子离子扫描模式(Product Scan):就是在Q1中选择一个特定的母离子,使其通过Q1后进入Q2碰撞活化室中打碎,然后通过Q3再进行一次全扫描 ,来检测所有母离子可以产生的碎片离子,寻找碎片离子峰用于定性,得到该母离子其分子可能拥有的官能团 。

母离子扫描模式(Precursor Scan):母离子扫描和子离子正好相反 ,在Q1阶段做全扫描,到Q2后碰撞活化,在Q3选择指定的特征离子质量 ,在反推得能产生该子离子的母离子。该方法一般用于定性分析化合物中的同系物。

中性丢失扫描模式(Neutral Loss):它使用的样品脱去的是一个中性分子,因此对样品本身的要求就很高,而我们手头没有这样的样品 ,所以这种模式我们不会做 。

多反应监测模式(MRM):我们在Q1中选择的是一个特定的母离子 ,它通过Q2碰撞活化之后,进入Q3再选择该母离子的一个特定的子离子将进行扫描。由于经过两次指定的选择,它的干扰小而且信噪比最高 ,用于定量分析。

我就说这些了,打字都打的我疲劳了 。。。你实在不行就看书吧,书上都有滴 。 。。再不行请教玩仪器的学长学姐就行了。 。。

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  • sqyy
    sqyy 2025年08月16日

    我是乔德林的签约作者“sqyy”!

  • sqyy
    sqyy 2025年08月16日

    希望本篇文章《质谱仪原理是什么?》能对你有所帮助!

  • sqyy
    sqyy 2025年08月16日

    本站[乔德林]内容主要涵盖:国足,欧洲杯,世界杯,篮球,欧冠,亚冠,英超,足球,综合体育

  • sqyy
    sqyy 2025年08月16日

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