第三章:质谱 §3.1质谱/质谱基础 §3.2质谱/质谱仪器 §3.3质谱/质谱应用
§3.1 质谱/质谱基础 §3.2 质谱/质谱仪器 §3.3 质谱/质谱应用
§3.1质谱/质谱基础 根据不同的需要,将各种类型的质量分析器以不同的方式 联结起来,提供更为强大的质谱分析功能,解决气相离子的各 种问题 基本概念 1、质谱/质谱与色谱/质谱串联技术的比较 串联的概念是一致的。 M1M2M3进M1M2M x. I 离子源 分离 鉴定 M,M 3 M 1, M2, M M Ix, M ly 碰撞室 色谱/质谱:中性混合物的分离分析。 质谱/质谱:对纯物质,分别研究分子离子和碎片离子,结构结构信息 对混合物,分别研究各个不同的分子离子,具有部分分离能力, 各个物质的结构信息
§3.1 质谱/质谱基础 串联的概念是一致的。 色谱/质谱：中性混合物的分离分析。 质谱/质谱：对纯物质，分别研究分子离子和碎片离子，结构结构信息。 对混合物，分别研究各个不同的分子离子，具有部分分离能力， 各个物质的结构信息。 M 1,M 2,M 3 M 1, + M 2 +,M 3 + M 3 M 2 M 1 M 1 + M 2 + M 3 + M 1x +,M 1y + M 1,M 2,M 3 M 1,M 2,M 3 … M 1x +,M 1y 离 +… 子 源 离子源 碰撞室 分离 鉴定 进 样 口 GC MS1 MS MS2
2、质量分析器串联方式 ≥空间上的串联 ( tandem in space) 将同类型种或不同类型的质量分析器依次联结在一起。 a)同种类型的质量分析器串联 扇形磁场、扇形静电场串联质谱 四极杆串联质谱。 飞行时间串联质谱 b)混合型串联质谱( hybrid mass spectrometry) 扇形磁场、扇形电场和四极杆串联 扇形磁场、扇形电场和飞行时间质谱串联 四极杆和飞行时间质谱串联。 离子阱和飞行时间质谱串联。 时间上的串联 ( tandem in time) 在同一质量分析器上,在不同时间里,依次实现离子的选取、离子的碰撞诱 导解离(或碰撞活化解离)、离子的分析,时间上的串联。 离子阱质谱仪。 离子回旋共振质谱仪
将同类型种或不同类型的质量分析器依次联结在一起。 a) 同种类型的质量分析器串联 扇形磁场、扇形静电场串联质谱。 四极杆串联质谱。 飞行时间串联质谱。 b) 混合型串联质谱(hybrid mass spectrometry) 扇形磁场、扇形电场和四极杆串联。 扇形磁场、扇形电场和飞行时间质谱串联。 四极杆和飞行时间质谱串联。 离子阱和飞行时间质谱串联。 在同一质量分析器上，在不同时间里，依次实现离子的选取、离子的碰撞诱 导解离(或碰撞活化解离)、离子的分析，时间上的串联。 离子阱质谱仪。 离子回旋共振质谱仪
3、质谱仪内离子分解的方式 亚稳分解( Metastable Decomposition,MD) 碰撞诱导解离( Collisional induced dissociation,CID或碰撞活化解离 Collisional Activation Dissociation, CAD) 表面诱导解离( Surface Induced Dissociation,SID) 黑体红外辐射解离( Blackbody Infra-Red Dissociation,BIRD) 光解离( Photo- Dissociation,PD) a)红外多光子解离(nfra- Red Multi-Photon dissociation, IRMPD b)紫外光解离( Ulta-Violet Photon dissociation,UVPD) 电子捕获解离( Electron Capture Dissociation,ECD)
a) 红外多光子解离(Infra-Red Multi-Photon Dissociation, IRMPD) b) 紫外光解离(Ulta-Violet Photon Dissociation, UVPD)
质谱/质谱中离子的能量分布 质谱中的三种类型离子,对于电磁质谱来说,离子源内产生的离子 稳定离子离子寿命大于10μs,分解速率小于105,正常离子峰 不稳定离子,离子寿命小于1μus,分解速率大于106,检测不到 亚稳离子,离子寿命介于1-10μs,分解速率在105到106之间,亚稳峰。 1、亚稳离子 分解过程中不专与任何其它粒子(包括 中性分子、离子、电子或光子)进行能量交 AD 换,分解的驱动主要是沉积在离子上的略高P(E 于分解反应临界能的内能,分解速率在 105~106之间 主要出现在扇形电磁质谱和飞行时间质 谱中。 6--- 电磁质谱中亚稳离子的内能和寿命的关 系见右图和下图: Internal energy
质谱中的三种类型离子，对于电磁质谱来说，离子源内产生的离子： 稳定离子 离子寿命大于10s, 分解速率小于10 5 ，正常离子峰。 不稳定离子，离子寿命小于 1s， 分解速率大于106 ，检测不到。 亚稳离子， 离子寿命介于1-10s, 分解速率在10 5到10 6之间，亚稳峰。 分解过程中不专与任何其它粒子(包括 中性分子、离子、电子或光子)进行能量交 换，分解的驱动主要是沉积在离子上的略高 于分解反应临界能的内能，分解速率在 10 5~10 6之间。 主要出现在扇形电磁质谱和飞行时间质 谱中。 电磁质谱中亚稳离子的内能和寿命的关 系见右图和下图：