检测中心培训-质谱基础知识
质谱基础知识 ppt
流电压,在一定的直流电压和交流电压比(u/v)以及
场半径r固定的条件下，对于某一种射频频率，只
有一种质荷比的离子可以顺利通过电场到达质量分
析器，这些离子成为共振离子，其它离子在运动过
程中撞击在圆筒电极上而被过滤掉。
且可以实现速度聚焦，即将质荷比相同，而速度(能量)
不同的离子聚焦。所以双聚焦质谱仪比单聚焦质谱仪
(只能实现方向聚焦)具有更高的分辨率。
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双聚焦磁偏转质量分析器
这种静电分析器和磁分析器配合使用，同
时实现方向和能量聚焦的分析器，称为双
聚焦分析器。
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四极杆质量分析器
由两组对角筒形构成,分别施加直流电压和射频交
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单聚焦磁偏转质量分析器
在讨论单聚焦分析器质量分离原理时，曾假定离子的初始能量为 零，离子的动能只决定加速电压。实际上，由离子源产生的离子， 其初始能量并不为零，而且其能量各不相同，经加速后的离子其能 量也就不同。因此即使是质量相同的离子，由于能量（或速度）的 不同。在磁场中的运动半径也不同，因而不能完全会聚在一起，这 就大大降低了仪器的分辨率，使相邻两种质量的离子m1和m2很难 分离。
子峰
以甲烷为反应气示例： 在电子轰击下，甲烷首先被电离：
CH4 + e→ C2H5+, CH5+, C3H7+, CH3+ 反应气离子与样品分子反应： CH5+ ＋M→[M+1]+＋CH4 C2H5+ ＋M→[M-1]+＋C2H6
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大气压电离源
大气压电离源
Atmospheric Pressure ionization, API 1. 电喷雾电离源 ElectrosprayIonization, ESI 2. 大气压化学电离源 Atmosphere Pressure Chemical Ionization, APCI 3. 大气压光致电离源 Atmosphere Pressure Photo Ionization, APPI
质谱基础知识汇总(1)
质谱基础知识汇总质谱，物质的分子在高真空下，经物理作用或化学反应等途径形成带电粒子，某些带电粒子可进一步断裂，形成离子，每一离子的质量与所带电荷的比称为质荷比（m∕z, 曾用m∕e）,不同质荷比的离子经质量分离器一一分离后，由检测器测定每一离子的质荷比及相对强度，由此得出的谱图称为质谱。
不同离子的概念1、分子离子分子被电子束轰击失去一个电子形成的离子称为分子离子。
分子离子用疗表示。
分子离子是一个游离基离子。
在质谱图中与分子离子相对应的峰为分子离子峰。
分子离子峰的质荷比就是化合物的相对分子质量，所以，用质谱法可测分子量。
2、同位素离子含有同位素的离子称为同位素离子。
在质谱图上，与同位素离子相对应的峰称为同位素离子峰。
3、碎片离子分子离子在电离室中进一步发生键断裂生成的离子称为碎片离子。
4、重排离子经重排裂解产生的离子称为重排离子。
其结构并非原来分子的结构单元。
在重排反应中，化学键的断裂和生成同时发生，并丢失中性分子或碎片。
5、奇电子离子与偶电子离子具有未配对电子的离子为奇电子离子。
这样的离子同时也是自由基，具有较高的反应活性。
无未配对电子的离子为偶电子离子。
6、多电荷离子分子中带有不止一个电荷的离子称为多电荷离子。
当离子带有多电荷离子时，其质核比下降，因此可以利用常规的四极质量分析器来检测大分子量化合物。
7、亚稳离子从离子源出口到检测器之间产生的离子。
即在飞行过程中发生裂解的母离子。
由于母离子中途已经裂解生成某种离子和中性碎片，记录器中只能记录这种离子，也称这种离子为亚稳离子，由它形成的质谱峰为亚稳峰。
8、准分子离子比分子量多或少1质量单位的离子称为准分子离子，如：(M+H) + , (M-H)+o其不含未配对电子，结构上比较稳定。
分子离子峰1、分子离子峰强度分子离子是质谱图中最有价值的信息，它不但是测定化合物分子量的依据，而且可以推测化合物的分子式，用高分辨质谱可以直接测定化合物的分子式。
一般来讲，从分子中失去的电子应该是分子中束缚最弱的电子，如双键或叁键的π电子，杂原子上的非键电子。
质谱知识总结
第四章：质谱法第一节经验1）在正离子模式下，样品主要以[M+H]+、[M+Na]+、[M+K]+准分子离子被检测；在负离子模式下，样品则大多以[M－H]－、[M+Cl]－准分子离子被检测。
2）正离子模式下，样品还会出现M-1(M-H), M-15(M-CH3), M-18(M-H2O), M-20(M-HF), M-31(M-OCH3)等的峰。
分子离子峰应具有合理的质量丢失.也即在比分子离子质量差在4-13，21-26，37-，50-53，65，66 是不可能的也是不合理的，否则，所判断的质量数最大的峰就不是分子离子峰，.因为一个有机化合物分子不可能失去4～13个氢而不断键.如果断键,失去的最小碎片应为CH3,它的质量是15个质量单位.3）分子离子峰应为奇电子离子，它的质量数应符合氮规则：在有机化合物中，凡含有偶数氮原子或不含氮原子的，相对分子质量一定为偶数，反之，凡今吸奇数氮原子的，相对分子质量一定是奇数，这就是氮规则。
运用氮规则将有利于分子离子峰的判断和分子式的推定，经元素分析确定某化合物的元素组成后，若最高质量的离子的质量与氮规则不符，则该离子一定不是分子离子。
如果某离子峰完全符合上述3项判断原则，那么这个离子峰可能是分子离子峰;如果3项原则中有一项不符合，这个离子峰就肯定不是分子离子峰.应该特别注意的是,有些化合物容易出现M-1峰或M+1峰。
基峰研究高质量端离子峰, 确定化合物中的取代基M－15(CH3); M－16(O, NH2M－17(OH, NH3); M－18(H2O);M－19(F); M－26(C2H2);M－27(HCN, C2H3); M－28(CO, C2HM－29(CHO, C2H5); M－30(NO);M－31(CH2OH, OCH3); M－32(S, CHM－35(Cl); M－42(CH2CO, CHM－43(CH3CO, C3H7); M－44(CO2, CS(.CH3) M-27(O) M-28第二节: 基本原理2.1基本原理质谱是唯一可以确定分子式的方法。
质谱仪相关知识点总结
质谱仪相关知识点总结质谱仪的工作原理质谱仪的工作原理主要包括离子化、质谱分析和数据处理三个步骤。
1. 离子化在质谱仪中，试样分子首先被转化为离子。
这通常通过电子轰击（Electron Impact，EI）或者电喷雾（Electrospray Ionization，ESI）等离子化技术来实现。
在EI离子化中，试样分子经过高能电子撞击后失去一个电子，形成分子离子。
在ESI离子化中，试样分子被溶解在溶剂中，通过喷雾器形成微小的液滴，然后在电场作用下产生离子。
2. 质谱分析离子化后的离子经过加速、分离和检测。
首先，离子被加速到一定能量，然后通过磁场或电场进行分离，根据其质荷比的不同使不同质量的离子沿不同的轨迹飞行。
最后，检测器探测到离子并将其转化为电信号，形成质谱图。
3. 数据处理得到的质谱图可以通过计算机进行数据处理和分析，包括离子峰的识别、质谱图的解释等。
通过对质谱图的分析，可以确定试样分子的分子量、组成和结构等信息。
质谱仪的应用质谱仪广泛应用于化学、生物、医学、环境等领域的研究和应用。
1. 化学领域在化学领域，质谱仪被用于分析化合物的组成和结构。
通过对化合物的质谱图进行分析，可以确定化合物的分子量、分子结构、官能团等信息，有助于化合物的鉴定和结构证明。
2. 生物医学领域在生物医学领域，质谱仪被用于生物大分子的分析，比如蛋白质和核酸。
通过质谱仪可以得到生物大分子的质谱图，从而确定其氨基酸序列、修饰方式等信息，有助于理解生物大分子的结构和功能。
3. 环境领域在环境领域，质谱仪被用于分析环境样品中的有机污染物。
通过质谱仪可以对环境样品中的污染物进行定性和定量分析，对环境污染的来源和危害进行评估。
质谱仪的类型根据离子化技术和质谱分析技术的不同，质谱仪可以分为多种类型，包括电子轰击质谱仪（Electron Impact Mass Spectrometer），电喷雾质谱仪（Electrospray Mass Spectrometer），气相色谱质谱联用仪（Gas Chromatography Mass Spectrometer），液相色谱质谱联用仪（Liquid Chromatography Mass Spectrometer）等。
高中质谱法知识点总结
高中质谱法知识点总结一、基本概念1. 质谱法是一种物质分析方法，通过质谱仪对物质进行分析，得到物质分子的质谱图。
2. 质谱仪根据物质的质谱图可确定物质的分子式，相对分子质量和分子结构。
二、质谱法的原理1. 质谱法的原理是利用物质分子的质谱图，通过质谱仪对物质进行解析和鉴定。
2. 质谱仪利用在电场或磁场中偏转物质分子的性质，通过将分子的质量和电荷比进行测量，得出物质的质谱图。
三、质谱法的分类1. 按照离子发生的方式和离子形成的方式，可以将质谱法分为离子化方法和非离子化方法。
2. 离子化方法包括电子轰击质谱法，电喷雾质谱法，化学电离质谱法等；非离子化方法包括基质辅助激光解吸/离子化质谱法，激光解离/电离质谱法等。
四、质谱法的步骤1. 样品的预处理：样品需要经过适当的预处理，如提取、富集、净化等，以保证分析的准确性。
2. 样品的离子化：样品通过不同的离子化方式，将其转化为带电的离子。
3. 离子传输和分析：带电离子被送入质谱仪，通过电场或磁场进行分析，并得到质谱图。
4. 数据的解析和鉴定：根据得到的质谱图，对样品的分子式、相对分子质量和分子结构进行分析和鉴定。
五、质谱法的应用1. 医药领域：用于药物成分的分析和结构鉴定。
2. 环境领域：用于污染物的检测和分析。
3. 食品领域：用于食品成分的分析和检测。
4. 农业领域：用于农药和农产品的分析和检测。
六、质谱法的优势1. 高分辨率：质谱法可以提供非常高的分辨率，能够鉴定物质的分子结构和组成。
2. 灵敏度高：质谱法可以检测到非常微小的样品量，对于微量物质的分析非常敏感。
3. 多元测定：质谱法可以同时检测多种物质的成分和结构，具有多元测定的特点。
七、质谱法的发展趋势1. 高通量：随着自动化和高通量分析技术的发展，质谱法能够进行更大规模的样品分析。
2. 多维联用：将质谱法与色谱法等其他分析技术进行联用，能够提高分析的准确度和可靠性。
3. 生物质谱学：生物质谱学的发展将为药物研发和生物医学等领域提供更多的可能性。
质谱知识总结
第四章：质谱法第一节经验1）在正离子模式下，样品主要以[M+H]+、[M+Na]+、[M+K]+准分子离子被检测；在负离子模式下，样品则大多以[M－H]－、[M+Cl]－准分子离子被检测。
2）正离子模式下，样品还会出现M-1(M-H), M-15(M-CH3), M-18(M-H2O), M-20(M-HF), M-31(M-OCH3)等的峰。
分子离子峰应具有合理的质量丢失.也即在比分子离子质量差在4-13，21-26，37-，50-53，65，66 是不可能的也是不合理的，否则，所判断的质量数最大的峰就不是分子离子峰，.因为一个有机化合物分子不可能失去4～13个氢而不断键.如果断键,失去的最小碎片应为CH3,它的质量是15个质量单位.3）分子离子峰应为奇电子离子，它的质量数应符合氮规则：在有机化合物中，凡含有偶数氮原子或不含氮原子的，相对分子质量一定为偶数，反之，凡今吸奇数氮原子的，相对分子质量一定是奇数，这就是氮规则。
运用氮规则将有利于分子离子峰的判断和分子式的推定，经元素分析确定某化合物的元素组成后，若最高质量的离子的质量与氮规则不符，则该离子一定不是分子离子。
如果某离子峰完全符合上述3项判断原则，那么这个离子峰可能是分子离子峰;如果3项原则中有一项不符合，这个离子峰就肯定不是分子离子峰.应该特别注意的是,有些化合物容易出现M-1峰或M+1峰。
基峰第二节: 基本原理2.1基本原理质谱是唯一可以确定分子式的方法。
而分子式对推测结构是至关重要的。
质谱法的灵敏度远远超过其它方法，测试样品的用量在不断降低，而且其分析速度快，还可同具有分离功能的色谱联用。
具有一定压力的气态有机分子，在离子源中通过一定能量(70ev)的电子轰击或离子分子反应等离子化方式，使样品分子失去一个电子产生正离子, 继而还可裂解为一系列的碎片离子，然后根据这些离子的质荷比(m/z e)的不同，用磁场或磁场与电场等电磁方法将这些正离子进行分离和鉴定。
质谱法专业知识课件
在离子源内，用电加热铼或钨旳灯丝到2023℃，产生高速电子 束，其能量为10～7OeV。当气态试样由分子漏入孔进入电离室 时，高速电子与分子发生碰撞，若电子旳能量不小于试样分子 旳电离电位，将造成试样分子旳电离。
碎片离子可用于有机化合物旳构造鉴定
优点： 1）稳定, 质谱图再现性好，便于计算机检索及比较； 2）离子碎片多，可提供较多旳分子构造信息。 缺陷：
4）基质辅助激光解吸离子源（MALDI）
原理：是用激光照射样品与基质形成旳共结晶薄膜，基质从 激光中吸收能量传递给样品，从而使样品解吸和电离旳过程。 它是一种软电离技术，合用于混合物及生物大分子旳测定。
（3）质量分析器
质谱仪旳质量分析器位于离子源和检测器之间。
作用 ：过滤
质量分析器旳主要类型有：磁分析器、飞行时间质量分 析器、离子阱质量分析器和四级杆质量分析器等。
质谱能做什么？
定性：化合物旳构造。 定量：混合物旳各构成含量。 领域：化学、生物学、医学、药学、环境、物理、材料、能源 等。
质谱分析法旳特点
➢（1）应用范围广。测定样品能够是无机物，也能够是有 机物。被分析旳样品能够是气体和液体，也能够是固体。 ➢（2）敏捷度高，样品用量少。目前有机质谱仪旳绝对敏 捷度可达50pg（pg为10−12g），无机质谱仪绝对敏捷度可 达10−14 g。用微克级样品即可得到满意旳分析成果。 ➢（3）分析速度快，并可实现多组分同步测定。 ➢（4）与其他仪器相比，仪器构造复杂，价格昂贵，使用 及维修比较困难。对样品有破坏性。
在一般有机分子鉴定时，能够经过同位素离子峰相对强度之 比来拟定其元素构成。
➢例如：CH4 M=16
➢12C+1H×4=16
M
➢13C+1H×4=17 M+1
31质谱基础知识
质谱仪结构组成 供电系统
作用：为系统提供能量，使仪器按照确 定的电磁参数正常运行。
质谱基础知识
质谱仪分类（按用途）
同位素质谱仪：用于测定同位素丰度。 对测量准确度、精密度和丰度灵敏度的 要求较高。 无机质谱仪：用于进行无机物分析。如 气体质谱分析仪、质谱检漏仪等。 有机质谱仪：用于进行有机物结构分析。 多数仪器可与色谱联用。离子源 结构与离子轨道离子源 电子轰击电离方式
离子源 化学电离方式
离子源 化学电离方式
离子源 大气压电喷雾电离方式
离子源 大气压电喷雾电离方式
离子源 大气压电喷雾电离过程
离子源 大气压化学电离方式
离子源 大气压化学电离过程
质谱常用术语
质荷比：离子质量与所带电荷的比值。 质谱图：离子碎片丰度对质荷比作图得 到质谱图。 分子离子：样品分子失去一个电子后形 成的质量与分子量相等的离子，M+。 碎片离子：由样品分子或分子离子发生 化学键断裂后形成的各种离子。
有机质谱仪的应用 石油化工
石油化工应用有机质谱最早。 石油产品组分与性能的关系。 油品添加剂的剖析：润滑油中防腐剂的 剖析；油品中非离子表面活性剂的分析。
有机质谱仪的应用 煤化工
煤的汽化和液化产品：多为脂肪烃和芳 烃
有机质谱仪的应用 生命科学
利用稳定同位素标记示踪剂研究人体代 谢过程及代谢产物。 生物大分子的测定。牛胰岛素（5733）、 小牛血清白蛋白（66430-66709）、核 糖核酸酶（13687）、干扰素 （19273）。 药物结构鉴定及药物代谢研究。 生物样品中小分子化合物。
质谱仪结构组成 进样系统
质谱仪结构组成 离子源
作用：用某种电离方式将待测样品分子 （或原子）电离成离子（正离子、负离 子、分子离子、碎片离子、单电荷离子、 多电荷离子），并将离子加速、聚焦成 为离子束，送进质量分析器。
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四 质谱进行定量分析
质谱的定量计算
用LC-MS/MS进行定量分析，其基本方 法与普通液相色谱法相同。
即通过色谱峰面积和标样进行定量。
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五 质谱是如何得到如此丰富的图谱 的？（质谱的扫描方式）
质谱的扫描方式
Full Scan（全扫描）
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五 质谱是如何得到如此丰富的图谱 的？（质谱的扫描方式）
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三 质谱基本概念
质谱图
选择离子流图（SIM)：选取其中几个 特征离子扫描，对保留时间作图，即 得到选择离子色谱图。
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三 质谱基本概念
选择离子流图（SIM)：
SIM通过去除本底和其 他无关离子的干扰， 降低噪声，提高选择 性、分辨率和灵敏度， 可使复杂的TIC简化， 对特定化合物的分析 或化合物的分类十分 有用。
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三 质谱基本概念
只有一定质荷比的离子才能通过质 量分离器而被检测器所感应
离子源
X+,X-
mabove m
mbelow
RF/DC RF/DC
离子源
质量分析器
检测器
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三 质谱基本概念
质谱图
样品的分子在离子源内电离，产生各 种质荷比（m/e）的离子，然后通过质 量分析器按其质荷比分离，分离后的 离子依次被检测器检测并记录下来， 形成一个按质荷比大小排列的图谱。
质谱的扫描方式
MRM（多级反应监测）
在药残分析中，常用的扫描 方式是多反应监测
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五 质谱是如何得到如此丰富的图谱 的？（质谱的扫描方式）
质谱的扫描方式
MRM（多级反应监测）
多组分同时分析 共流出物的分析 母离子-子离子关系明确，定性能力强 复杂样品、脏样品的分析 同位素内标的使用
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三 质谱基本概念
棒状图：
碎片离子峰 分子离子峰
分子离子峰： 进入质谱离子 源的物质在电 离过程中失去 一个电子而形 成的单电荷离 子，它代表该 物质的分子量
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Байду номын сангаас
三 质谱基本概念
棒状图：
基峰 碎片离子峰
分子离子峰
基峰：丰度最 高的那个峰
离子丰度: 检 测器检测到的 离子信号强度.
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四 质谱进行定性分析
质谱怎么确证物质的？
色谱的保留时间
母离子的质荷比
子离子的特征
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四 质谱进行定性分析
欧盟2002/657/EC指令中规定在农药和兽 药残留分析中以质谱作为确认方法，必 须达到4点的要求，才能满足鉴定
LC/MS/MS，一个母离子为1点，一个子 离子为1.5点，那么确认时只需选择1个 母离子和2个子离子即可达到4点的要 求——二级质谱很容易到达此要求
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三 质谱基本概念
质谱图
总离子流图（TIC）：计算机可以把采 集到的每个质谱的所有离子相加得到 总离子强度,总离子强度随时间变化的 曲线就是总离子色谱图
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三 质谱基本概念
总离子流图（TIC）
总离子流图的横座标是出峰时间,纵座标是峰高。总离 子色谱图与一般色谱仪得到的色谱图基本上是一样的。
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三 质谱基本概念
质谱图：
棒状图：
对于电喷雾串联三重四级杆质谱，Q1中 离子还是完整的（母离子），分子在q2中 与Ar碰撞，产生子离子，子离子在Q3中 分离，并为计算机所记录，可得到棒状图
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三 质谱基本概念
棒状图：
横坐标是质荷比 (m/z)、纵坐标是 离子的相对强度， 以基峰为100%、 经过计算机处理 的质谱棒状谱图 称为棒图。
质谱的扫描方式
SIM（选择离子监控）
与全扫描相比，基质的影响大大降低，得到一个 m/z特定的峰。 但这就能定性了吗？
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五 质谱是如何得到如此丰富的图谱 的？（质谱的扫描方式）
质谱的扫描方式
MRM（多级反应监测）
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五 质谱是如何得到如此丰富的图谱 的？（质谱的扫描方式）
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二 质谱基本原理
质谱：称量离子质量的工具
12 units 12 m/e
8 9 10 11 12 13 14 15 16
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二 质谱基本原理
质谱：称量离子质量的工具
12 units 14 m/e
8 9 10 11 12 13 14 15 16
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二 质谱基本原理
质谱的扫描方式
Full Scan（全扫描）
残留分析的样品基质较为复杂，用全扫描的话，得 到的图可能一个特征的峰都没有
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五 质谱是如何得到如此丰富的图谱 的？（质谱的扫描方式）
质谱的扫描方式
SIM（选择离子监控）
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五 质谱是如何得到如此丰富的图谱 的？（质谱的扫描方式）
质谱：称量离子质量的工具
分子的数量
12 m/e
8 9 10 11 12 13 14 15 16
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质荷比
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三 质谱基本概念
质谱分析法：主要是通过对样品离子质 荷比的分析而实现对样品进行定性和定 量的一种方法
质荷比：指带电粒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值的粒子在一定电 磁场下，所运行的轨迹是不同的。
检测中心培训（一）080114
液相色谱串联三重四级杆质谱基础知识
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一 液质联用
为什么要液质联用？
有很多物质如硝基呋喃类、氨基糖苷 类在常规的检测器如紫外、荧光检测 器上没有响应的
液质联用的实质
质谱仪作为液相色谱的检测器
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一 液质联用
液质联用仪
兽药残留中应用最广泛的一种液质联 用仪--液相色谱串联三重四级杆质谱
数据处理系统 液相色谱
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质谱
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一 液质联用
液质联用仪的组成
液相色 谱
大气
样品入 口
离子化 （离子源）
真空系统
质量分析 器
检测器
数据系 统
质谱部分
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4
一 液质联用
离子源
最常用的离子源-电喷雾离子源（ESI)
喷雾针装置 喷雾室
干燥 气
四极预 杆
毛细 管
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5
一 液质联用
质量分离器
兽药残留最常用的是三重串联四级杆（QqQ）
Q1
q2
Q3
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一 液质联用
整个质谱仪的模式图
电喷雾离子源
Q1 q2
Q1 检测器
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二 质谱基本原理
质谱：称量离子质量的工具
12 units 0 m/e
可整理ppt
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二 质谱基本原理
质谱：称量离子质量的工具
12 units 12 m/e