分析化學筆記||質(zhì)譜法（MS）

昵稱14934981 2022-10-07 發(fā)布于遼寧

展開全文

考點分析

時光荏苒，不知不覺中，緊張繁忙的一年即將過去，或頹廢，或激情。過去一年的工作中，在公司領(lǐng)導(dǎo)的帶領(lǐng)下，嚴格按照各項工作流程展開工作，恪盡職守，目標明確。

名詞解釋

1、質(zhì)譜法：

是利用電磁學原理將被測物質(zhì)分子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)分子，并按質(zhì)荷比（m/s）大小進行分離并記錄其信息，從而進行物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析的方法。

2、分子離子：

化合物分子通過某種電離方式，失去一個外層價電子而形成帶正電荷的離子稱為分子離子。

3、碎片離子(fragment ion)：

分子離子產(chǎn)生后可能具有較高的能量，將會通過進一步碎裂或重排而釋放能量，碎裂后產(chǎn)生的離子形成的峰稱為碎片離子峰。

4、亞穩(wěn)離子(metastable ion)：

質(zhì)量為m₁的離子離開離子源進入質(zhì)量分析器，由于碰撞等原因，在飛行過程中進一步裂解失去中性碎片而形成低質(zhì)量的離子，一部分能量被中性碎片帶走，此時的離子比在離子源中形成的m₂⁺離子能量小，且很不穩(wěn)定，這種就是亞穩(wěn)離子。

//亞穩(wěn)離子具有峰寬大，相對強度低，m/z不為整數(shù)的特點

5、同位素離子峰(isotopic ion)：

有些元素具有一定自然豐度的同位素，在質(zhì)譜圖上出現(xiàn)一些M+1，M+2的峰，由這些同位素形成的離子峰稱為同位素離子峰。

名詞解釋中英文對照表

中文	英文	中文	英文
碎片離子	fragment ion	亞穩(wěn)離子	metastable ion
同位素離子峰	isotopic ion

論述或簡答

1、質(zhì)譜法的特點：

（1）靈敏度高，通常一次分析僅需幾微克樣品，

（2）響應(yīng)時間短，分析速度快，

（3）易于實現(xiàn)與氣相和液相色譜聯(lián)用，自動化程度高

（4）信息量大，能得到大量的結(jié)構(gòu)信息和樣品分子的相對分子質(zhì)量，還能測定分子式。

2、質(zhì)譜法的基本原理：

首先將樣品氣化為氣態(tài)分子或原子，引入至電離源將其電離，成為帶電離子，再經(jīng)過加速后進入質(zhì)量分析器（磁場），將離子按質(zhì)荷比大小順序排列起來，測量其強度，得到質(zhì)譜圖。

//補：質(zhì)譜圖是以質(zhì)荷比（m/z）為橫坐標，以相對強度為縱坐標構(gòu)成

3、質(zhì)譜儀的基本結(jié)構(gòu)及作用：

（1）真空系統(tǒng)：

為質(zhì)譜儀的進樣系統(tǒng)，離子源，質(zhì)量分析器，檢測器等提供所需的真空環(huán)境，

（2）樣品導(dǎo)入系統(tǒng)：

高效重復(fù)地將樣品引入到離子源，

（3）離子源——核心部件

將被分析的樣品電離成離子并加速和聚焦

（4）質(zhì)量分析器——核心部件

依據(jù)不同方式將樣品離子按照質(zhì)荷比m/z分開，得到按質(zhì)荷比大小順序排列的質(zhì)譜圖。

（5）離子檢測系統(tǒng)：

接收由質(zhì)量分析器分離的離子進行離子計數(shù)并轉(zhuǎn)換成電壓信號放大輸出，經(jīng)計算機采集和處理，得到按不同m/z值排列和對應(yīng)離子豐度的質(zhì)譜圖。

4、質(zhì)譜儀的性能指標：

（1）質(zhì)量范圍：能夠進行分析的樣品的相對原子質(zhì)量或m/z的最小到最大的質(zhì)量范圍，

（2）分辨率：分離相鄰質(zhì)量離子的能力，

//通常認為兩個強度相等的相鄰峰，當峰谷不大于其峰10%時，認為兩峰已經(jīng)分開

（3）靈敏度：產(chǎn)生具有一定信噪比的分子離子峰所需的樣品量，

（4）質(zhì)量準確度：離子質(zhì)量實測值M與理論值M₀的相對誤差。

5、幾種不同的電離源：

6、質(zhì)譜法中常見的質(zhì)量分析器：

7、雙聚焦質(zhì)譜儀為何能提高分辨率：

在雙聚焦質(zhì)譜儀中，同時采用電場和磁場組成的質(zhì)量分析器，因而不僅實現(xiàn)方向聚焦，即將質(zhì)荷比相同而入射方向不同的離子聚焦，而且可以實現(xiàn)速度聚焦，即將質(zhì)荷比相同而速度（能量）不同的離子聚焦，所以雙聚焦質(zhì)譜儀具有更高的分辨率。

8、陽離子的裂解類型：

（1）單純開裂：僅一個化學鍵發(fā)生斷裂，主要有均裂、異裂和半異裂，

特征：碎片離子質(zhì)量數(shù)的奇偶數(shù)應(yīng)與分子離子質(zhì)量數(shù)的奇偶數(shù)相反即分子離子為偶數(shù)時將產(chǎn)生奇數(shù)質(zhì)量數(shù)的碎片離子，反之產(chǎn)生偶數(shù)質(zhì)量數(shù)的碎片離子。

（2）重排開裂：斷裂兩個或以上化學鍵并進行重新排列的裂解，

特征：重排前后重排離子的電子數(shù)奇偶性保持不變，而質(zhì)量數(shù)的奇偶性一般也保持不變，除非重排裂解時失去奇數(shù)個氮原子。

①麥氏重排(McLafferty重排)：具有不飽和官能團C=X及其γ-H原子結(jié)構(gòu)的化合物，γ-H原子可通過六元環(huán)空間排列的過渡態(tài)向缺電子部位轉(zhuǎn)移，發(fā)生斷裂，同時伴隨不飽和鍵C=X的β鍵斷裂。

//注：麥氏重排屬于均裂

②逆狄-阿重排(RDA重排)：環(huán)己烯衍生物的開環(huán)反應(yīng)是由π電子提供的游離基反映中心引發(fā)，通過兩次α開裂，形成一個中性分子和一個離子化的丁二烯衍生物。

9、有機化合物的質(zhì)譜解析：

（1）分子離子峰的識別：

——位于質(zhì)譜圖中m/z最大的位置，處于質(zhì)譜圖的右端

分子離子峰的質(zhì)量必須符合氮數(shù)規(guī)律；

有機化合物分子離子峰穩(wěn)定性與分子離子化學穩(wěn)定性一致；

分子離子峰與其相鄰質(zhì)荷比較小的碎片離子的質(zhì)量差應(yīng)合理

分子離子峰的強弱與實驗條件有關(guān)