质谱分析技术基础理论

质谱分析技术基础理论

（一）质谱分析法原理

质谱分析法是通过应用质谱仪将被测物质离子化，按离子的质荷比分离，测量各种离子谱峰的强度而实现分析目的的一种分析方法。质量是物质的固有特征之一，不同的物质有不同的质量谱，即质谱，利用这一性质，可以进行定性分析（包括分子质量和相关结构信息）；而应用谱峰强度与它代表的化合物含量关系可进行定量分析。

（二）质谱仪的组成

质谱仪一般由真空系统、进样系统、离子源、质量分析器、检测器、数据处理系统六部分组成。

1 质谱仪的性能指标

衡量一台质谱仪性能好坏的指标很多。这些指标包括分辨率、质量范围、灵敏度、质量稳定性、质量精度等。质谱仪的种类很多，其性能指标的表示方法也不完全相同，现将主要的指标说明如下。

1.1 分辨率

质谱仪的分辨率表示质谱仪把相邻两个质量分开的能力。常用R表示。其定义是，如果某质谱仪在质量M处刚刚能分开M和M+?M两个质量的离子，则该质谱仪的分辨率为R=M/?M。

1.2 质量范围

质量范围是质谱仪所能测定的离子质荷比的范围。对于多数离子源，电离得到的离子为单电荷离子。这样，质量范围实际上就是可以测定的分子量范围；对于电喷雾源，由于形成的离子带有多电荷，尽管质量范围只有几千，但可以测定的分子量可达10万以上。质量范围的大小取决于质量分析器。四极杆分析器的质量范围上限一般在1000左右，也有的可达3000，而飞行时间质量分析器可达几十万。由于质量分离的原理不同，不同的分析器有不同的质量范围。彼此间比较没有任何意义。同类型分析器则在一定程度上反映质谱仪的性能。

1.3 灵敏度

灵敏度表示一定的样品，在一定的分辨率下，产生一定信噪比的分子离子峰所需的样品量。

1.4 质量稳定性

质量稳定性主要是指仪器在工作时质量稳定的情况，通常用一定时间内质量漂移的质量单位来表示。例如某仪器的质量稳定性为：0.1amu/12hr，意思是该仪器在12小时之内，质量漂移不超过0.1 amu。

1.5 质量精度

质量精度是指质量测定的精确程度。常用相对百分比表示。质量精度是高分辨质谱仪的一项重要指标，对低分辨质谱仪没有太大意义。

2 串联质谱及联用技术

2.1 串联质谱

两个或更match多的质谱连接在一起，称为串联质谱。最简单的串联质谱（MS/MS）由两个质谱串联而成，其中第一个质量分析器（MS1）将离子预分离或加能量修饰，由第二级质量分析器（MS2）分析结果。MS/MS最基本的功能包括能说明MS1中的母离子和MS2中的子离子间的联系。

MS/MS在混合物分析中有很多优势。在质谱与气相色谱或液相色谱联用时，即使色谱未能将物质完全分离，也可以进行鉴定。MS/MS可从样品中选择母离子进行分析，而不受其他物质干扰。

2.2 联用技术

色谱可作为质谱的样品导入装置，并对样品进行初步分离纯化，因此色谱/质谱联用技术可对复杂体系进行分离分析。因为色谱可得到化合物的保留时间，质谱可给出化合物的分子量和结构信息，故对复杂体系或混合物中化合物的鉴别和测定非常有效。