仪器分析新技术-质谱分析技术（药检仪器课件）

质谱基本原理与概念德国法兰克福大学发表公告，利用质谱分析法（massspectrum，MS）科研人员找到新冠病毒利用细胞合成病毒蛋白质的机制存在一种“弱点”质谱是一种与光谱并列的谱学方法，通常意义上是指广泛应用于各个学科领域中通过制备、分离、检测气相离子来鉴定化合物的一种专门技术质谱的发展约瑟夫·约翰·汤姆逊质谱学之父19世纪末利用放电方法产生正离子记录其谱线获得了第一张质谱图阿斯顿诺贝尔化学奖质谱的发展1919年第一台质谱仪质谱的发展20世纪40年代质谱广泛用于有机物质分析，有机质谱迅速发展20世纪80年代生物质谱飞速发展，已成为现代科学前沿热点之一成为蛋白质组学中分析与鉴定肽和蛋白质的手段基本原理重要概念质谱分析法将中性分子离子化顺次分离和记录各种离子的质荷比和丰度（强度）重要概念质荷比带电离子的质量与

所带电荷之比值m/e表示1.离子源2.加速和准直狭缝3.上磁极4.下磁极5.分离开的离子离子丰度（Abundanceofions）检测器检测到的离子信号强度离子相对丰度(Relativeabundanceofions)以质谱图中指定质荷比范围内最强峰为100％其它离子峰对其归一化所得的强度重要概念重要概念质谱图重要概念质谱图重要概念

分子离子峰分子离子峰重要概念

分子离子峰最大质量数的峰质量=分子量测定有机物相对分子量最快速、可靠方法之一15342质谱法高特异性药物药物设计、组合化学、药代动力学、药物代谢等临床领域新生儿筛查、血红蛋白分析、药物滥用、兴奋剂地质生物技术蛋白质、多肽、激素环境保护水质、食品污染高灵敏度普适性本讲小结质谱的基本原理1质谱的基本概念2相对分子量部分或整个分子式推断化合物结构分子离子峰思考题质谱图中的分子离子峰并说出它的质荷比(m/z)谢谢观看第一张质谱图第一台质谱仪有机质谱生物质谱约瑟夫·约翰·汤姆逊利用放电方法产生正离子，经磁场作用后，记录其谱线，获得了第一张质谱图。被誉为“质谱学之父”19世纪末第一台质谱仪是英国科学家阿斯顿于1919年制成的。他获得了1922年诺贝尔化学奖。1919年质谱作为一种分析手段广泛用于有机物质分析，有机质谱迅速发展20世纪40年代生物质谱飞速发展，已成为现代科学前沿的热点之一，生物质谱已经成为蛋白质组学中分析与鉴定肽和蛋白质的最重要的手段。20世纪80年代质谱的发展质谱（massspectrum，MS）是样品分子或原子在外部能量作用下电离或电离后进一步分解而生成碎片离子，这些离子在质量分析器（通常是电场或磁场）作用下按照带电粒子的质量对所带电荷之比值的不同而分离排列的图谱。在此基础上可以进行各种有机物、无机物的定性和定量分析。质谱的基本原理质谱的基本概念1.质谱分析法：先将中性分子离子化，再顺次分离和记录各种离子的质荷比和丰度先将中性分子离子化，再顺次分离和记录各种离子的质荷比和丰度(强度)，从而实现分析目的的一种分析方法。质谱的基本概念2.质谱：不同质荷比的离子经质量分析器分离，而后被检测并记录下来的谱图叫作质谱图。简称质谱。质谱图的横坐标是质荷比(m/z)，纵坐标是离子强度；质谱的基本概念3.质荷比：是指带电离子的质量与所带电荷之比值，以m/e表示。是质谱分析中的一个重要参数，不同m/e值的离子在一定的加速电压V和一定磁场强度E下，所形成的一个弧形轨迹的半径r与m/e成正比。4.离子丰度

(Abundanceofions)：检测器检测到的离子信号强度。

离子相对丰度(Relativeabundanceofions)以质谱图中指定质荷比范围内最强峰为100％,其它离子峰对其归一化所得的强度。标准质谱图均以离子相对丰度值为纵坐标。质谱的基本概念5.基峰：在质谱图中，指定质荷比范围内强度最大的离子峰叫作基峰。基峰的相对丰度为100％.基峰质谱的基本概念6.分子离子峰：是指分子受到电子流轰击或其他方式的作用,打掉一个电子后形成具有一个不成对电子的正离子称为分子离子,而产生的峰称为分子离子峰,也称母峰。一般来说最大质量数的峰就是分子离子峰,它的质量就是分子量。分子离子峰质谱的基本概念7.同位素：具有相同原子序数的同一化学元素的两种或多种原子之一，在周期表上占有同一位置，化学行为几乎相同，但原子质量或质量数不同，从而其质谱行为有所差异。质谱仪工作原理及组成质谱仪作为微观世界的天平，可以用来观测看不见的世界，可以直接测量物质的原子量和分子量，早在1956年，克莱尔.帕德森就用质谱仪测得了地球的年龄为45亿年工作原理仪器组成仪器组成真空系统凡有样品分子及离子存在和通过的地方必须真空离子源的真空度：10-3～10-5Pa质量分析器和检测器的真空度：10-3～10-6Pa一般采用两级真空系统仪器组成进样系统间接进样：气体和易挥发试样直接进样：热敏性、难挥发固体或液体色谱进样：液质联用或气质联用等仪器，适用于多组分分析仪器组成离子源将进样系统引入的气态样品分子转化成离子，并对离子进行加速电子轰击电离（EI）源化学电离（CI）源快原子轰击（FAB）源大气压电离（API）源基质辅助激光解吸电离（MALDI）源电感耦合等离子体（ICP）离子源仪器组成电子轰击电离源应用最普遍，发展最成熟用于相对分子质量400以下小分子不适宜分析难挥发、热敏性物质仪器组成质量分析器依据不同方式将样品离子按质荷比分开得到按质荷比大小顺序排列的质谱仪器组成磁质量分析器（Magnetic-Sector）四极杆质量分析器（Quadrupole）离子阱质量分析器（IonTrap，IT）飞行时间质量分析器（TimeOfFlight，TOF）傅里叶变换离子回旋共振（FourierTransformIonCyclotronResonancemassspectrometer,FTICR）四极杆质谱离子阱质谱仪飞行时间质谱磁质谱傅里叶离子回旋共振质谱仪仪器组成仪器组成检测器将来自质量分析器的离子束进行放大并进行检测电子倍增管及其阵列离子计数器感应电荷检测器法拉第收集器质谱仪分析速度快动态范围宽灵敏度高本讲小结质谱仪工作原理1质谱仪组成2使气体分子产生带正电运动离子按质荷比将它们在电磁场中分离真空系统、进样系统、离子源、质量分析器、检测器等思考题质谱仪核心组成部分是什么谢谢观看进样系统离子源质量分析器检测器真空系统仪器组成

离子源和质量分析器的压力在10–4~10–6Pa为了获得离子的良好分离和分析效果，避免离子损失，凡有样品分子及离子存在和通过的地方，必须处于真空状态。真空系统可以分为直接进样和色谱进样，单组分、高沸点的液体样品可以采用直接进样。色谱进样一般是液质联用或气质联用等仪器，适用于分析多组分。气体——直接导入或用气相色谱进样液体——加热汽化或雾化进样固体——用直接进样探头进样系统离子源将进样系统引入的气态样品分子转化成离子；电子电离

EI场电离，场解吸FD快原子轰击FAB激光解析电离MALDI电喷雾电离ESI大气压化学电离APCI离子源电子电离源是应用最普遍，发展最成熟的电离方法。常用轰击电压50～70eV,有机分子的电离电位一般为7～15eV。傅立叶变换离子回旋共振分析器利用不同m/z的离子，在磁场的作用下，各自产生不同的回旋频率。若施加一射频场，使其频率等于某一m/z离子的回旋频率，则离子就会吸收能量而激发。傅立叶变换离子回旋共振质谱的分辨率极高，灵密度高，质量范围宽，速度快，性能可靠。

质量分析器磁偏转质量分析器；Magnetic-Sector四极杆质量分析器；Quadrupole离子阱质量分析器；IT(IonTrap)飞行时间质量分析器；TOF(TimeOfFlight)傅里叶变换离