质谱法的基本原理和质谱仪质谱法的基本原理和质谱仪课件

质谱分析法：利用多种离子化技术，将物质分子转化为离子，按质荷比差异进行分离测定，从而进行物质成分和结构分析的方法。第十五章质谱法1.特点

①灵敏度高（10-11g）；

②分析速度快（1~几秒；10-3s）

③应用范围广（无机物，有机物；气、液、固）

④信息直观（m/z与分子量直接相关）第十五章质谱法质谱分析法：利用多种离子化技术，将物质分子转化为离子，按12.用途①求精确分子量，②根据裂解方式推测分子结构，③GC-MS，LC-MS联用分离鉴别分析（复杂样品体系）④测Cl、Br、S等原子数

SIM选择性离子监测技术第十五章质谱法第十五章质谱法2.用途第十五章质谱法第十五章质谱法2质谱形成过程

样品导入系统离子源

质量分析器质量扫描放大器记录器m/zH0第一节质谱法基本原理和质谱仪真空泵第十五章质谱法样品导入系统样品导入系统离子源样品导入系统离子源样品导入系统

质量分析器离子源样品导入系统检测器

质量分析器离子源样品导入系统放大器记录器真空泵放大器记录器检测器

质量分析器离子源样品导入系统真空泵放大器记录器检测器

质量分析器离子源样品导入系统真空泵放大器记录器H0检测器

质量分析器离子源样品导入系统真空泵放大器记录器产生离子流H0检测器

质量分析器离子源样品导入系统真空泵放大器记录器质谱形成过程样品导离子源质量质量扫描放大器m/zH0第3样品分子（M）电子流轰击轰击碎片离子A+M和A+被正电压排斥，进入质量分析器，按质荷比（m/z）由小到大进入检测器。M分子离子一、质谱法的基本原理样品分子电子流轰击轰击碎片离子M和A+被正电压排斥，进入质4分子M+M+裂解初级碎片离子次级碎片离子MM分子离子一、质谱法的基本原理第十五章质谱法分子M+M+裂解初级碎片离子次级碎片离子MM分子离子一、质谱5第一节基本原理和质谱仪

二、质谱的表示方法：棒图纵坐标：离子的相对丰度横坐标：质荷比m/z,1005080100120m/z128(M+)2729414355577199113第十五章质谱法第一节基本原理和质谱仪二、质谱的表示方法：棒图100806三、质谱仪（一）高真空系统（10-4~10-6Pa）；（二）样品导入系统：1.直接进样，几ng2.色谱联用导入试样第十五章质谱法3.间接进样试样管三、质谱仪（一）高真空系统（10-4~10-6Pa）；1.直7第一节基本原理和质谱仪（三）离子源：将样品分子电离成离子

1.电子轰击源（EI）：样品蒸汽分子

M+e（高速）M•++2e（低速）

2.化学电离源（CI）：样品气+CH4反应气+500eV，

主要碎片：CH4·+和CH5+

再与样品作用

3.快原子轰击离子源（FAB）

70eV>20eV第十五章质谱法第一节基本原理和质谱仪（三）离子源：将样品分子电离成离子84.大气压电离API1.电喷雾离子化ESI；2.大气压化学电离APCI3.大气压光喷雾离子化APPI5.基质辅助激光解吸电离源MALDI在真空条件下用激光束轰击样品和基质共结晶，基质吸收能量并传递给样品，从而使样品解吸电离。MALDI-TOF已成为生命科学研究中重要工具4.大气压电离API1.电喷雾离子化ESI；2.大9（四）质量分析器按m/z差异分离离子磁分析器四极杆分析器1单聚焦2双聚焦对离子束实现质量色散和方向聚焦

+FH第十五章质谱法又增加了能量聚焦作用（四）质量分析器按m/z差异分离离子磁分析器四极杆分析器10②H不变，增大V，R电压扫描（连续改变V）(R固定，m/z由大到小出峰）离子束磁场磁场的质量色散作用M1M2M3磁场S1S2

磁场的聚焦作用MM③V不变，增大H，R↘

磁场扫描（连续改变H）(R固定，m/z由小到大出峰)①第十五章质谱法②H不变，增大V，R电压扫描（连续改变V）离子11能量聚焦2双聚焦质量分析器最常用能量色散分辩率极高第十五章质谱法能量聚焦2双聚焦质量分析器最常用能量色散分辩率极高12HowDoesaQuadrupoleMassFilterWork?M+*M+Selectedm/zNon-selectedm/z'sIonsourceIondetectorQuadrupolemassfilter++--RF,Rfrequency4.四级杆质量分析器共振离子非共振离子第十五章质谱法HowDoesaQuadrupoleMassFil132.灵敏度：产生具有一定信噪比的分子离子峰所需的样品量（硬酯酸甲酯）h/10hM

M+M

分辨率M与M+M谱线相邻两峰峰谷高<10%基本分开标志（六）主要性能指标

1.分辨率：分开相邻质谱峰的能力：（五）离子检测器电子倍增器（~10-10A~

10-3A）第十五章质谱法2.灵敏度：产生具有一定信噪比的分子离子峰h/10hM144.质量准确度：离子质量实测值M与理论值M0的相对误差（<10ppm，满足定性）3.质量范围：离子质荷比范围10~几千（amu）第十五章质谱法4.质量准确度：离子质量实测值M与理论值M03.质量范围：离15这一节就讲到这里这一节就讲到这里16质谱分析法：利用多种离子化技术，将物质分子转化为离子，按质荷比差异进行分离测定，从而进行物质成分和结构分析的方法。第十五章质谱法1.特点

①灵敏度高（10-11g）；

②分析速度快（1~几秒；10-3s）

③应用范围广（无机物，有机物；气、液、固）

④信息直观（m/z与分子量直接相关）第十五章质谱法质谱分析法：利用多种离子化技术，将物质分子转化为离子，按172.用途①求精确分子量，②根据裂解方式推测分子结构，③GC-MS，LC-MS联用分离鉴别分析（复杂样品体系）④测Cl、Br、S等原子数

SIM选择性离子监测技术第十五章质谱法第十五章质谱法2.用途第十五章质谱法第十五章质谱法18质谱形成过程

样品导入系统离子源

质量分析器质量扫描放大器记录器m/zH0第一节质谱法基本原理和质谱仪真空泵第十五章质谱法样品导入系统样品导入系统离子源样品导入系统离子源样品导入系统

质量分析器离子源样品导入系统检测器

质量分析器离子源样品导入系统放大器记录器真空泵放大器记录器检测器

质量分析器离子源样品导入系统真空泵放大器记录器检测器

质量分析器离子源样品导入系统真空泵放大器记录器H0检测器

质量分析器离子源样品导入系统真空泵放大器记录器产生离子流H0检测器

质量分析器离子源样品导入系统真空泵放大器记录器质谱形成过程样品导离子源质量质量扫描放大器m/zH0第19样品分子（M）电子流轰击轰击碎片离子A+M和A+被正电压排斥，进入质量分析器，按质荷比（m/z）由小到大进入检测器。M分子离子一、质谱法的基本原理样品分子电子流轰击轰击碎片离子M和A+被正电压排斥，进入质20分子M+M+裂解初级碎片离子次级碎片离子MM分子离子一、质谱法的基本原理第十五章质谱法分子M+M+裂解初级碎片离子次级碎片离子MM分子离子一、质谱21第一节基本原理和质谱仪

二、质谱的表示方法：棒图纵坐标：离子的相对丰度横坐标：质荷比m/z,1005080100120m/z128(M+)2729414355577199113第十五章质谱法第一节基本原理和质谱仪二、质谱的表示方法：棒图1008022三、质谱仪（一）高真空系统（10-4~10-6Pa）；（二）样品导入系统：1.直接进样，几ng2.色谱联用导入试样第十五章质谱法3.间接进样试样管三、质谱仪（一）高真空系统（10-4~10-6Pa）；1.直23第一节基本原理和质谱仪（三）离子源：将样品分子电离成离子

1.电子轰击源（EI）：样品蒸汽分子

M+e（高速）M•++2e（低速）

2.化学电离源（CI）：样品气+CH4反应气+500eV，

主要碎片：CH4·+和CH5+

再与样品作用

3.快原子轰击离子源（FAB）

70eV>20eV第十五章质谱法第一节基本原理和质谱仪（三）离子源：将样品分子电离成离子244.大气压电离API1.电喷雾离子化ESI；2.大气压化学电离APCI3.大气压光喷雾离子化APPI5.基质辅助激光解吸电离源MALDI在真空条件下用激光束轰击样品和基质共结晶，基质吸收能量并传递给样品，从而使样品解吸电离。MALDI-TOF已成为生命科学研究中重要工具4.大气压电离API1.电喷雾离子化ESI；2.大25（四）质量分析器按m/z差异分离离子磁分析器四极杆分析器1单聚焦2双聚焦对离子束实现质量色散和方向聚焦

+FH第十五章质谱法又增加了能量聚焦作用（四）质量分析器按m/z差异分离离子磁分析器四极杆分析器26②H不变，增大V，R电压扫描（连续改变V）(R固定，m/z由大到小出峰）离子束磁场磁场的质量色散作用M1M2M3磁场S1S2

磁场的聚焦作用MM③V不变，增大H，R↘

磁场扫描（连续改变H）(R固定，m/z由小到大出峰)①第十五章质谱法②H不变，增大V，R电压扫描（连续改变V）离子27能量聚焦2双聚焦质量分析器最常用能量色散分辩率极高第十五章质谱法能量聚焦2双聚焦质量分析器最常用能量色散分辩率极高28HowDoesaQuadrupoleMassFilterWork?M+*M+Selectedm/zNon-selectedm/z'sIonsourceIondetectorQuadrupolemassfilter++--RF,Rfrequency4.四级杆质量分析器共振离子非共振离子第十五章质谱法HowDoesaQuadrupoleMassFil292.灵敏度：产生具有一定信噪比的分子离子峰所需的样品量（硬酯酸甲酯）h/10hM

M+M

分辨率M与M+M谱线相邻两峰峰谷高<10%基本分开标志（六）主要性能指标