实验十固体试样质谱测定

实验十一、固体试样的质谱测定

—

直接进样法

一、实验目的

1.

学习质谱分析的基本原理；

2.

了解

Quattro Micro API

质谱仪的基本构造、工作原理及操作方法；

3.

学习质谱图解析的基本方法。

二、实验原理

质谱分析法主要是通过 对样品的离子的质荷比的分析而实现对样品进行定性和定量的一种方法。因

此，质谱仪都 必须有电离装置把样品电离为离子，有质量分析装置把不同质荷比的离子分开，经检测器检

测之后可以得到样品的质谱图，由于有机样品，无机样品和同位素样品等具有不同形态、性质和不同的分

析要求，所以，所用的电离装置、质量分析装置和检测装置有所不同。但是，不管是哪种类型的 质谱仪，

其基本组成是相同的。都包括离子源、质量分析器、检测器和真空系统。

离子源的作用是将欲分析样品电离，

得到带 有样品信息的离子。

质谱仪的离子源种类很多，

有电子电

离源，化学电离源，快原子轰击源，电喷雾源，大气压化学电离源等，实验室

< br>Quattro Micro API

质谱仪配

备的电离 源为电喷雾源和大气压化学电离源。

电喷雾源（

ESI

）是近年来出现的一种新的电离方式。它主要应用于液相色谱

-

质谱联用仪。它既作为

液相色谱和质谱仪之间 的接口装置，

同时又是电离装置。

它的主要部件是一个多层套管 组成的电喷雾喷咀。

最内层是液相色谱流出物，外层是喷射气，喷射气常采用大流量的氮 气，其作用是使喷出的液体容易分散

成微滴。另外，在喷嘴的斜前方还有一个补助气喷咀 ，补助气的作用是使微滴的溶剂快速蒸发。在微滴蒸

发过程中表面电荷密度逐渐增大，当 增大到某个临界值时，离子就可以从表面蒸发出来。离子产生后，借

助于喷嘴与锥孔之间 的电压，穿过取样孔进入分析器。加到喷嘴上的电压可以是正，也可以是负。通过调

节极 性，可以得到正或负离子的质谱。其中值得一提的是电喷雾喷嘴的角度，如果喷嘴正对取样孔，则取

样孔易堵塞。因此，有的电喷雾喷嘴设计成喷射方向与取样孔不在一条线上，而错开一定角度。这样溶 剂

雾滴不会直接喷到取样孔上，使取样孔比较干净，不易堵塞。产生的离子靠电场的作用 引入取样孔，进入

分析器。电喷雾电离源是一种软电离方式，即便是分子量大，稳定性差 的化合物，也不会在电离过程中发

生分解，它适合于分析极性强的大分子有机化合物，如 蛋白质、肽、糖等。电喷雾电离源的最大特点是容

易形成多电荷离子。这样，一个分子量 为

10000

Da

的分子若带有

10

个电荷，则其质荷比只有

1000 < /p>

Da

，

进入了一般质谱仪可以分析的范围 之内。

根据这一特点，

目前采用电喷雾电离，

< br>可以测量分子量在

300000Da

以上的蛋白质。

大气压化学电离源（

APCI

APCI

喷嘴的下游放置一个针

状放电电极，通过放电电极的高压放电，使空气中某些中性分 子电离，产生

H

3

O

< br>+

，

N

2

+

，

O

2

+

和

O

+

等离

子，溶剂分子也会被电离，这些离子与分析物分子进行离子

-

分子反应，使分析物分子离子化，这些反应过

程包括由质子转移和电荷交换产生正离子，质子脱离和电子捕获产生负离子等。大气压化学电离源主要用

来分析中等极性的化合物。有些分析物由于结构和极性方面的原因，用

ESI

不能产生足够强的离子，可以

采用

APCI

方式增加离子产率，可以认为

APCI