實驗室分析儀器--氣質聯用離子源與質量分析器功能介紹
離子源的作用是接受樣品產生離子,常用的離子化方式有:
1、電子轟擊離子化(electron impact ionization,EI)EI是最常用的一種離子源,有機分子被一束電子流(能量一般為70eV)轟擊,失去一個外層電子,形成帶正電荷的分子離子(M+),M+進一步碎裂成各種碎片離子、中性離子或游離基,在電場作用下,正離子被加速、聚焦、進入質量分析器分析。
EI特點:
(1)電離效率高,能量分散小,結構簡單,操作方便。
(2)圖譜具有特征性,化合物分子碎裂大,能提供較多信息,對化合物的鑒別和結構解析十分有利。
(3)所得分子離子峰不強,有時不能識別。
本法不適合于高分子量和熱不穩定的化合物。
2、化學離子化(chemicalionization,CI)將反應氣(甲烷、異丁烷、氨氣等)與樣品按一定比例混合,然后進行電子轟擊,甲烷分子先被電離,形成一次、二次離子,這些離子再與樣品分子發生反應,形成比樣品分子大一個質量數的(M+1) 離子,或稱為準分子離子。準分子離子也可能失去一個H2,形成(M-1)離子。
CI特點
(1)不會發生象EI中那么強的能量交換,較少發生化學鍵斷裂,譜形簡單。
(2)分子離子峰弱,但(M+1) 峰強,這提供了分子量信息。
(3)場致離子化(fieldionization,FI) 適用于易變分子的離子化,如碳水化合物、氨基酸、多肽、抗生素、苯丙胺類等。能產生較強的分子離子峰和準分子離子峰。
4、場解吸離子化( field desorption ionization,FD) 用于極性大、難氣化、對熱不穩定的化合物。
5、負離子化學離子化(negative ion chemical ionization,NICI)是在正離子MS的基礎上發展起來的一種離子化方法,其給出特征的負離子峰,具有很高的靈敏度(10-15g)。
質量分析器
其作用是將電離室中生成的離子按質荷比(m/z)大小分開,進行質譜檢測。常見質量分析器有:
1、四極質量分析器(quadrupole analyzer)
原理:由四根平行圓柱形電極組成,電極分為兩組,分別加上直流電壓和一定頻率的交流電壓。樣品離子沿電極間軸向進入電場后,在極性相反的電極間振蕩,只有質荷比在某個范圍的離子才能通過四極桿,到達檢測器,其余離子因振幅過大與電極碰撞,放電中和后被抽走。因此,改變電壓或頻率,可使不同質荷比的離子依次到達檢測器,被分離檢測。
2、扇形質量分析器
磁式扇形質量分析器(magnetic-sector massanalyzer)被電場加速的離子進入磁場后,運動軌道彎曲了,離子軌道偏轉可用公式表示:當H,V一定時,只有某一質荷比的離子能通過狹縫到達檢測器。
特點:分辨率低,對質量同、能量不同的離子分辨較困難。
3、雙聚焦質量分析器(double-focusing massassay)
由一個靜電分析器和一個磁分析器組成,靜電分析器允許有某個能量的離子通過,并按不同能量聚焦,先后進入磁分析器,經過兩次聚焦,大大提高了分辨率。