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热分析质谱仪

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  • 【原创大赛】热分析/质谱联用的数据分析方法之理论基础

    【原创大赛】热分析/质谱联用的数据分析方法之理论基础

    [b]作者:[/b][font=&]丁延伟,[/font][font=&][color=#2d374b]中国科学技术大学理化科学实验中心副主任。[/color][/font] 1. 热分析联用简介 联用技术是近年来分析仪器的一个发展趋势,许多常规的分析仪器如色谱、X射线衍射、各类光谱仪等都已实现了与其他分析技术的联用,热分析仪当然也不例外。早在两千多年前,我国战国时期的楚国诗人、政治家屈原在《楚辞• 卜居》中就已指出“尺有所短,寸有所长。物有所不足,智有所不明”。这告诉我们每种分析技术均有其独特的优势,但我们也应清醒地认识到它们自身也会存在着一定的不足。只有在实际应用中对每种分析技术扬长避短,充分发挥其优势,才可以达到事半功倍的效果。其实,在许多中文版本的文献资料中,对联用技术的描述通常使用“联用”而不是“连用”来表述,这也充分表明联用技术不是简单地将两种或多种技术连接或拼接在一起,而是要在实际上有机地、合理地将其组合在一起。也就是说,对于由多种技术的联用仪而言,其不仅仅满足于可以达到1+1+…+1 = N的效果,而且应达到1+1+…+1 N的效果。当然,对于一些不成功的联用技术而言,有时达到的效果可能为1+1+…+1 N,甚至等于0。 由常规的热分析可以得到在热分析实验过程中所研究的对象在一定的气氛和程序控制温度下由于其结构、成分变化而引起的质量、热效应、尺寸等性质的变化信息。通过将热分析技术与常规的分析技术如红外光谱技术、质谱、色谱、显微技术、拉曼光谱、X射线衍射等联用,可以得到在物质的性质发生发生变化的过程中产物的结构、成分、形貌、物相等的变化信息。通过这些信息,可以使我们了解到物质在一定的气氛和程序控制温度下所发生的各种变化的更深层次的一些信息,对于过程中的反应机理、动力学信息有更深刻的认识。热分析联用技术的特点和优势可以概括为实时、全面、高效,但我们也应清醒地认识到对于一些高温分解产生的气体分析时在传输过程中的冷凝现象的影响,一些高温产物在传输管线中的冷凝会导致由红外光谱、色谱和/或质谱进行气体分析时丢失一部分气体产物的信息。当前应用最为广泛的热分析联用技术主要有:(1)热重-差热分析、热重-差示扫描量热法以及显微热分析等,这属于同时联用的范畴;(2)热分析与红外光谱技术、质谱的联用,这属于串接式联用的范畴;(3)热分析与[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]等技术的联用,由于与热分析联用的这类技术自身在分析时需要一定的时间,因此通常称该类技术为间歇式联用技术。其实,这类技术也属于串接式联用的范畴。 2. 热分析/质谱联用技术简介TA/MS联用技术是在程序控制温度和一定气氛下,通过质谱仪在线监测由热分析(主要为热重仪、热重-差热分析仪以及热重-差示扫描量热仪)中由试样逸出的气体的信息的一种热分析联用技术,常见的联用形式有TG/MS、TG-DTA/MS以及TG-DSC/MS等技术。 质谱法(Mass Spectrometry,简称MS)是一种检测和鉴别微量气体物质的非常灵敏的方法,通过这种技术可以得到化合物的化学和结构的信息(官能团和侧链)。质谱法即用电场和磁场将运动的离子(带电荷的原子、分子或分子碎片,有分子离子、同位素离子、碎片离子、重排离子、多电荷离子、亚稳离子、负离子和离子-分子相互作用产生的离子)按它们的质荷比分离后进行检测的方法。测出离子准确质量即可确定离子的化合物组成。这是由于核素的准确质量是一多位小数,决不会有两个核素的质量是一样的,而且决不会有一种核素的质量恰好是另一核素质量的整数倍。分析这些离子可获得化合物的分子量、化学结构、裂解规律和由单分子分解形成的某些离子间存在的某种相互关系等信息。 由于对MS的详细描述内容已经超出了本文的范围,因此在本部分内容中我们仅讨论在应用时所必需的一些与MS相关的背景知识。 在联用的质谱中,样品分子通过一个离子源进入质谱,在离子源中样品分子被高能电子束(通常为~70 eV)轰击。这个能量比有机物的离子化势能和键强度大,该能量实际上足够从分子上移动一个或更多的电子,形成正电荷分子离子。另外,电子束的能量还能够引起分子发生大量的碎裂,通过复杂的裂解途径形成许多不同的正电荷碎片离子,形成的这种碎片离子与所研究的分子结构密切相关。 3. 热分析/质谱联用技术的工作原理 TA-MS主要包括一台热分析仪(主要为TG、TG-DTA、DIL)、一台质谱仪以及将两者联合的接口。为了获得释放气体分析的最佳结果,热分析仪和接口一定要设计成保证释放气体有足够量转移到质谱仪,同时质谱仪要设计成能快速扫描和长周期稳定操作。由于质谱在高真空条件下工作,从热分析仪逸出的气体只有约1%通过质谱仪(否则会失去真空条件 )。如此低的逸出气体对于高灵敏度的质谱来说足够了。热分析仪和MS之间的联用需要通过特殊设计的接口来进行,这是因为热分析仪在1个大气压下正常工作,而MS则需要在大约10-6 mbar的真空条件下进行工作。通过可以加热的陶瓷(惰性)毛细管或内衬涂层的金属管将由热分析仪逸出的一小部分气体带入至MS仪中实现联用。实验时,主要使用He作为载气,但也可以使用诸如空气或O2等之类的气体。热分析和/或质谱设备的制造商提供了用于联用的接口和软件,使得MS可以在线监测由热分析仪逸出的气体(如图1所示)。一些MS设备的制造商已经扩展了它们的应用范围,现在已经有专门的MS设备可以通过更加方便的方式与热分析设备进行联用。[align=center][img=,690,331]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910310934470794_5318_3224499_3.jpg!w690x331.jpg[/img][/align][align=center]图1 热重/质谱联用仪工作原理示意图[/align] 质谱仪提供的定性信息是靠气体分子和原子的离子比,再将所得到的离子比按它们的质量电荷比分开,每种气体物质在离子化过程中分裂产生一个特征离子模型,可与已知物质的模型辨别比较。进入MS的气体在电离室中被电子轰击,气体分子被分解成阳离子,根据这些阳离子的质量/电荷将其分离。通过测量离子的电流,可以获得如图5所示的强度为质荷比函数的谱图。[align=center][img=,690,342]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910310934599640_9061_3224499_3.jpg!w690x342.jpg[/img][/align][align=center]图2. 强度作为质量/电荷比的函数的MS谱图[/align] 在图2中给出了一个瞬时扫描的MS谱图。由于在整个TG实验期间连续扫描,因此可以(用适当的软件)合并得到的每张所有瞬时扫描谱图中相同质量/电荷比的数据,还可以针对每个质量/电荷比获得强度随时间或温度的曲线。在图3中所列举的例子中,给出了在空气气氛中加热Nd2(SO4)3· 5H2O过程中的质量/电荷比为18(H2O +)、32(O2+)和64(SO2+)的强度随温度和时间变化的曲线。[align=center][img=,504,329]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910310935098720_2749_3224499_3.jpg!w504x329.jpg[/img][/align][align=center]图3. MS信号强度作为温度的函数[/align] 借助相应的谱图库,可以将获得的碎片的实验结果与谱图库进行比较,以便识别出在离子化之前的原始气体分子的信息。

  • 热分析/质谱联用的数据分析方法第1部分 理论基础

    热分析/质谱联用的数据分析方法第1部分 理论基础

    [b][font=华文楷体][size=14.0pt]1. [/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]热分析联用简介[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]联用技术是近年来分析仪器的一个发展趋势,许多常规的分析仪器如色谱、X射线衍射、各类光谱仪等都已实现了与其他分析技术的联用,热分析仪当然也不例外。早在两千多年前,我国战国时期的楚国诗人、政治家屈原在《楚辞卜居》中就已指出“尺有所短,寸有所长。物有所不足,智有所不明”。这告诉我们每种分析技术均有其独特的优势,但我们也应清醒地认识到它们自身也会存在着一定的不足。只有在实际应用中对每种分析技术扬长避短,充分发挥其优势,才可以达到事半功倍的效果。其实,在许多中文版本的文献资料中,对联用技术的描述通常使用“联用”而不是“连用”来表述,这也充分表明联用技术不是简单地将两种或多种技术连接或拼接在一起,而是要在实际上有机地、合理地将其组合在一起。也就是说,对于由多种技术的联用仪而言,其不仅仅满足于可以达到1+1+…+1 = N的效果,而且应达到1+1+…+1 N的效果。当然,对于一些不成功的联用技术而言,有时达到的效果可能为1+1+…+1 N,甚至等于0。[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]由常规的热分析可以得到在热分析实验过程中所研究的对象在一定的气氛和程序控制温度下由于其结构、成分变化而引起的质量、热效应、尺寸等性质的变化信息。通过将热分析技术与常规的分析技术如红外光谱技术、质谱、色谱、显微技术、拉曼光谱、X射线衍射等联用,可以得到在物质的性质发生发生变化的过程中产物的结构、成分、形貌、物相等的变化信息。通过这些信息,可以使我们了解到物质在一定的气氛和程序控制温度下所发生的各种变化的更深层次的一些信息,对于过程中的反应机理、动力学信息有更深刻的认识。热分析联用技术的特点和优势可以概括为实时、全面、高效,但我们也应清醒地认识到对于一些高温分解产生的气体分析时在传输过程中的冷凝现象的影响,一些高温产物在传输管线中的冷凝会导致由红外光谱、色谱和/或质谱进行气体分析时丢失一部分气体产物的信息。当前应用最为广泛的热分析联用技术主要有:(1)热重-差热分析、热重-差示扫描量热法以及显微热分析等,这属于同时联用的范畴;(2)热分析与红外光谱技术、质谱的联用,这属于串接式联用的范畴;(3)热分析与[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]等技术的联用,由于与热分析联用的这类技术自身在分析时需要一定的时间,因此通常称该类技术为间歇式联用技术。其实,这类技术也属于串接式联用的范畴。[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]2. [/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]热分析/质谱联用技术简介[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]TA/MS[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]联用技术是在程序控制温度和一定气氛下,通过质谱仪在线监测由热分析(主要为热重仪、热重-差热分析仪以及热重-差示扫描量热仪)中由试样逸出的气体的信息的一种热分析联用技术,常见的联用形式有TG/MS、TG-DTA/MS以及TG-DSC/MS等技术。[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]质谱法(MassSpectrometry,简称MS)是一种检测和鉴别微量气体物质的非常灵敏的方法,通过这种技术可以得到化合物的化学和结构的信息(官能团和侧链)。质谱法即用电场和磁场将运动的离子(带[/size][/font][/b][url=https://baike.baidu.com/item/%E7%94%B5%E8%8D%B7/1144574][font=华文楷体][size=14pt][color=windowtext]电荷[/color][/size][/font][/url][b][font=华文楷体][size=14.0pt]的原子、分子或分子碎片,有分子离子、同位素离子、碎片离子、重排离子、多电荷离子、亚稳离子、负离子和离子-分子相互作用产生的离子)按它们的质荷比分离后进行检测的方法。测出离子准确质量即可确定离子的化合物组成。这是由于[/size][/font][/b][url=https://baike.baidu.com/item/%E6%A0%B8%E7%B4%A0/426295][font=华文楷体][size=14pt][color=windowtext]核素[/color][/size][/font][/url][b][font=华文楷体][size=14.0pt]的准确质量是一多位[/size][/font][/b][url=https://baike.baidu.com/item/%E5%B0%8F%E6%95%B0/2172615][font=华文楷体][size=14pt][color=windowtext]小数[/color][/size][/font][/url][b][font=华文楷体][size=14.0pt],决不会有两个核素的质量是一样的,而且决不会有一种核素的质量恰好是另一核素质量的整数倍。分析这些离子可获得化合物的分子量、化学结构、裂解规律和由单分子分解形成的某些离子间存在的某种相互关系等信息。[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]由于对MS的详细描述内容已经超出了本文的范围,因此在本部分内容中我们仅讨论在应用时所必需的一些与MS相关的背景知识。[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]在联用的质谱中,样品分子通过一个离子源进入质谱,在离子源中样品分子被高能电子束(通常为~70 eV)轰击。这个能量比有机物的离子化势能和键强度大,该能量实际上足够从分子上移动一个或更多的电子,形成正电荷分子离子。另外,电子束的能量还能够引起分子发生大量的碎裂,通过复杂的裂解途径形成许多不同的正电荷碎片离子,形成的这种碎片离子与所研究的分子结构密切相关。[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]3. [/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]热分析/质谱联用技术的工作原理[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]TA-MS[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]主要包括一台热分析仪(主要为TG、TG-DTA、DIL)、一台质谱仪以及将两者联合的接口。为了获得释放气体分析的最佳结果,热分析仪和接口一定要设计成保证释放气体有足够量转移到质谱仪,同时质谱仪要设计成能快速扫描和长周期稳定操作。由于质谱在高真空条件下工作,从热分析仪逸出的气体只有约1%通过质谱仪(否则会失去真空条件 )。如此低的逸出气体对于高灵敏度的质谱来说足够了。热分析仪和MS之间的联用需要通过特殊设计的接口来进行,这是因为热分析仪在1个大气压下正常工作,而MS则需要在大约10[sup]-6[/sup] mbar的真空条件下进行工作。通过可以加热的陶瓷(惰性)毛细管或内衬涂层的金属管将由热分析仪逸出的一小部分气体带入至MS仪中实现联用。实验时,主要使用He作为载气,但也可以使用诸如空气或O2等之类的气体。热分析和/或质谱设备的制造商提供了用于联用的接口和软件,使得MS可以在线监测由热分析仪逸出的气体(如图1所示)。一些MS设备的制造商已经扩展了它们的应用范围,现在已经有专门的MS设备可以通过更加方便的方式与热分析设备进行联用。[/size][/font][/b][align=center][b][font=华文楷体][size=14.0pt][img=,647,297]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006020811465166_5753_1879291_3.png!w647x297.jpg[/img][/size][/font][/b][/align][align=center][b][font=华文楷体][size=14.0pt]图1热重/质谱联用仪工作原理示意图[/size][/font][/b][/align][b][font=华文楷体][size=14.0pt]质谱仪提供的定性信息是靠气体分子和原子的离子比,再将所得到的离子比按它们的质量电荷比分开,每种气体物质在离子化过程中分裂产生一个特征离子模型,可与已知物质的模型辨别比较。进入MS的气体在电离室中被电子轰击,气体分子被分解成阳离子,根据这些阳离子的质量/电荷将其分离。通过测量离子的电流,可以获得如图5所示的强度为质荷比函数的谱图[10]。[/size][/font][/b][align=center][b][font=华文楷体][size=14.0pt][img=,562,273]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006020812056555_2241_1879291_3.png!w562x273.jpg[/img][/size][/font][/b][/align][align=center][b][font=华文楷体][size=14.0pt]图2. 强度作为质量/电荷比的函数的MS谱图[/size][/font][/b][/align][b][font=华文楷体][size=14.0pt]在图2中给出了一个瞬时扫描的MS谱图。由于在整个TG实验期间连续扫描,因此可以(用适当的软件)合并得到的每张所有瞬时扫描谱图中相同质量/电荷比的数据,还可以针对每个质量/电荷比获得强度随时间或温度的曲线。在图3中所列举的例子中,给出了在空气气氛中加热Nd[sub]2[/sub](SO[sub]4[/sub])[sub]3[/sub]· 5H[sub]2[/sub]O过程中的质量/电荷比为18(H[sub]2[/sub]O+)、32(O[sub]2[/sub]+)和64(SO[sub]2[/sub]+)的强度随温度和时间变化的曲线。[/size][/font][/b][align=center][b][font=华文楷体][size=14.0pt][img=,381,246]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006020812206401_7706_1879291_3.png!w381x246.jpg[/img][/size][/font][/b][/align][align=center][b][font=华文楷体][size=14.0pt]图3. MS信号强度作为温度的函数[/size][/font][/b][/align][b][font=华文楷体][size=14.0pt]借助相应的谱图库,可以将获得的碎片的实验结果与谱图库进行比较,以便识别出在离子化之前的原始气体分子的信息。[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]在接下来的几部分内容中将陆续介绍与热分析/质谱联用技术相关的数据分析、作图及应用相关的内容,敬请关注。[/size][/font][/b]

  • 珀金埃尔默仪器(上海)有限公司(PerkinElmer)正在寻找Sales Engineer-甘肃-(谱仪、质谱仪、色谱仪、热分析)职位,坐标兰州市,谈钱不伤感情!

    [b]职位名称:[/b]Sales Engineer-甘肃-(谱仪、质谱仪、色谱仪、热分析)[b]职位描述/要求:[/b]Roles and Responsibilities:• Implement sales strategies, ensures to meet sales target for responsible territory• Drive the growth of Analytical instruments business• Coordinates sales activities in responsible territories• Manage the local channels/dealers for more resource and faster business growth• Work with technical support team to implement key marketing activitiesRequirements:• More than 2 years sales experience in GanSu Analytical instruments area (spectrum, mass spectrum, chromatography, thermal analysis, etc.) • Good communication abilities with customers and colleagues• Good knowledge about Analytical instruments market/business• Aggressive, creative and hardworking • Experience in chromatography or spectrum laboratory [b]公司介绍:[/b]   PerkinElmer股份有限公司是一家全球性的业界著名技术领先公司,其业务集中在三个领域——生命科学、光电子学和分析仪器。  PerkinElmer是分析仪器行业无可争议的技术领先和主导者。珀金理查德和埃尔默查理斯于1937年4月19日创立PerkinElmer公司,1944年,PerkinElmer公司进入分析仪器的全新领域,并成功推出世界上第一台商用红外分光光度计-12型。这项新技术...[url=https://www.instrument.com.cn/job/user/job/position/67632]查看全部[/url]

  • 【讨论】关于架设质谱热分析仪器的问题, 集思广益,谢谢大家, 实物图在11楼

    【讨论】关于架设质谱热分析仪器的问题, 集思广益,谢谢大家, 实物图在11楼

    最近有一台闲置的MS, 于是考虑拿来做热分析, 设计如图所示http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/02/201102212212_278730_2199445_3.jpgMS是佳能Anelva的一个小型的, M-101QA, http://www.canon-anelva.co.jp/products/component/mass/tdms.html质量数只能测小于100的, 主要目的是测量一些无机固体物质受热分析后产生的气体, 进行机理研究. 问题如下, 方框内的第2套抽气系统一开始没有加, 就靠左上角的扩散泵抽真空, 只能抽到10 的-3Pa左右. 虽然也能达到MS的工作范围, 但是实际操作起来经常是样品受热分解后压力会有一个瞬间的升高, 导致超出MS的工作压力范围而使MS报错, 测量终止. 于是打算引入第2套抽气系统, 设想是样品受热分解产生的气体先被抽走大部分, 另外小部分进入MS检测, 这样估计可以使得瞬时压力不止于过高而损坏MS, 目前还是不断的测试中.想请问有经验的朋友, 通常这样类型的MS系统应该如果组建, 使得压力不止于过高? 谢谢大家.------------分割线-------------今天加入了方框中的第2套抽气系统, 效果还是不理想,但比之前好一点. 之前是加热到150左右质谱仪就由于压力升高自动关闭了, 今天可以到200度左右, 但离目标还有差距, 请教各位高手有没有更好的办法呢

  • 关于热分析与质谱联用

    耐驰的STA449C与质谱联用后做了一系列催化剂的样品,发现热分析上有些很大的失重峰,在质谱曲线上居然什么也看不见,而在质谱曲线上很明显的CO2的逸出峰,对应的热重曲线只是很小的一个失重。怎么解释呢?是质谱的分辨率太低?明明失重了,就一定会有气体逸出,有气体逸出,理论上就应该被质谱检测出来呀!

  • 【原创大赛】热分析/质谱联用实验条件设定

    【原创大赛】热分析/质谱联用实验条件设定

    [font=华文楷体][size=14.0pt]在本文中将简要介绍热分析/质谱联用的实验条件设定相关的内容。为了叙述方便,热分析部分以热重为例来进行介绍。[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]概括来说 ,热重/质谱联用的实验条件设定主要包括热重仪实验条件设定、质谱仪实验条件设定和传输管线的实验条件设定三部分内容。[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]1. [/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]热重仪实验条件设定[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]实验时应根据实验需要选择实验时的实验气氛种类及流速、温度控制程序(主要包括加热/降温速率、温度范围、等温条件等)、坩埚类型、样品制备等方面的内容。[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt](1)气氛种类及流速选择[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]为了便于实验时样品产生的气体产物及时被质谱检测,在实验时通常使用动态的实验气氛。如果需要考察样品在设定的温度程序下的热裂解行为(试样不与动态气氛发生反应,气氛的作用只是将热重仪产生的气体产物传送给质谱进行检测),此时需要使用惰性气氛(如Ar、He等气体)。氮气虽然对于大多数实验而言是惰性气氛,但其对于对于一些反应是反应性气氛,在选择氮气作为实验气氛时应充分考虑在实验过程中产物是否与其发生反应。如果在实验时需要考察样品与气氛的氧化、还原等反应过程,此时应根据需要选择特定的气氛,常用的气氛有O[sub]2[/sub]、CO[sub]2[/sub]与惰性气体的混合气体。[color=red]注意:在选择气氛时应充分考虑质谱检测时需要考察的质量数,如果需要考察分解产物中低质量数的小分子信息,此时应尽可能选择分子量较小的气体[/color],如He。如果在实验时选用Ar作为气氛,则在质谱检测时质量数低于40(Ar的原子量为40)的H[sub]2[/sub]O、CH[sub]4[/sub]、NH[sub]3[/sub]、H[sub]2[/sub]等信息则很难由质谱检测到明显的变化,此时应选择He作为气氛。[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]在选择合适的气体种类后,还应选择合适的气氛流速。气氛流速的大小决定着气体产物由热重仪经传输管线到达质谱检测器的时间,选择不同的流速时,应使用已知产物的样品(如一水草酸钙或碳酸钙)来确定这个时间延迟,以使质谱仪检测产物与热重仪质量减少保持同步。[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt](2)温度控制程序设定[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]实验时应根据需要选择合适的温度控制程序,主要包括加热/降温速率、温度范围、等温条件等。常用的温度程序为在一定的温度范围内一定的加热速率进行加热样品,例如,在室温~800摄氏度范围内以20℃/min的加热速率进行实验。实验时,还可根据实验需要选择较为复杂的加热/等温/降温的加热速率(如图1)。[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]需要特别指出,在较慢的加热速率或者等温条件下,样品的质量变化过程较慢,由此得到的气体产物的浓度较低。如果需要检测含量较低的气体产物,此时应选择较快的加热速率。另外,也可通过加大样品量的方法来提高气体产物的浓度。[/size][/font][align=center][b][font=华文楷体][size=14.0pt][img=,690,605]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006030738533108_4240_1879291_3.jpg!w690x605.jpg[/img][/size][/font][/b][/align][align=center][b][font=华文楷体][size=14.0pt]图1 较复杂的温度控制程序[/size][/font][/b][/align][b][font=华文楷体][size=14.0pt](3)坩埚类型的选择[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]坩埚在实验过程为盛载样品的容器,在是实验过程中不能与样品发生任何形式的反应,也不能对分解过程起加速或减速的作用。常用的坩埚材质为氧化铝和铂,铝坩埚由于其自身化学性质较活泼而易与产物发生反应,在热重实验时较少使用。[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]另外,应根据热重仪的样品支架的形状选择合适尺寸的坩埚。由于气体产物需要及时由载气经传输管线传输至质谱仪,通常不在坩埚上方加盖(扎孔)。[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt](4)样品制备[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]样品量、样品状态等因素对于实验结果有着较大的影响,实验时应根据需要选择合适的样品量和样品状态。通常使用的样品量为所使用的坩埚体积的三分之一到二分之一。对于一些分解较为快速的样品,样品量加至覆盖坩埚底部即可。对于一些在实验过程中可能会发生剧烈分解的含能材料,样品用量还应进一步减少。[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]对于一些容易挥发的样品而言,在制样时应快速,以免由于实验时间过长引起其组成的变化。[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]2. [/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]质谱仪实验条件设定[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]质谱仪的实验条件设定取决于所使用的仪器,通常设定的实验条件包括全扫描的质量数范围和选择离子通道的质量数以及每个通道的检测时间。对于一些质量数较小的分子(如H[sub]2[/sub]O、CH[sub]4[/sub]、NH[sub]3[/sub]、H[sub]2[/sub]),由于质谱的背景值通常较高,需要通过选择离子检测得到。对于一些重点关注的目标分子的特征质量数,也应通过选择离子通道检测得到。[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]除了需要设定质量数外,还应设定质谱的工作条件(离子源和质谱的检测参数),图2给出了质谱仪的工作参数界面。[/size][/font][/b][align=center][b][font=华文楷体][size=14.0pt][img=,690,597]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006030739199145_3057_1879291_3.jpg!w690x597.jpg[/img][/size][/font][/b][/align][align=center][b][font=华文楷体][size=14.0pt]图2 质谱仪工作参数界面[/size][/font][/b][/align][b][font=华文楷体][size=14.0pt]在质谱仪工作一段时间后,还应使用标准物质(全氟三丁胺)标定质谱的质量数(图3)。当发现检测信号很弱时,还应检查灯丝是否正常和源是否受到了污染。[/size][/font][/b][align=center][b][font=华文楷体][size=14.0pt][img=,690,591]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006030739399058_8546_1879291_3.jpg!w690x591.jpg[/img][/size][/font][/b][/align][align=center][b][font=华文楷体][size=14.0pt]图3 全氟三丁胺标定质量数的界面[/size][/font][/b][/align][b][font=华文楷体][size=14.0pt]3. [/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]传输管线的实验条件设定[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]传输管线的作用是防止气体产物在由热重仪传输到质谱仪过程的冷凝现象,通常通过改变传输管线的温度的方法来尽可能地避免这种冷凝现象。[/size][/font][font=华文楷体][size=14.0pt]实验时,需要设定合适的温度条件来得到理想的结果。传输管线的温度过高会引起热稳定性不高的产物分子发生二次分解,温度过低则会造成产物的冷凝。不同的热重/质谱联用仪的传输管线的最高温度范围差别较大。应根据实验需要选择合适的传输管线的工作温度。[/size][/font][/b]

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    分析器起着分离或区分导入离子的功能,是质谱仪的核心部件,也是我们学习和使用质谱仪必须了解掌握的知识点,今天小析姐整理了分析器:四级杆和扇形磁场部分的基础知识分享给大家,希望能对你有所帮助。[size=14px]四级杆[/size][size=14px]在1953年,西德物理科学家Wolfgang Paul和Helmut Steinwedel描述了四级杆质谱仪。[/size][size=14px]在4根平行杆之间,叠加的射频(RF)和恒定的直流(DC)电势能够作为质谱分离器,或过滤器,仅限于特点质量范围的离子,以恒定振幅振荡,能够在分析器上收集。现代仪器制造商将四级杆瞄准到特定的应用中。单四级杆质谱仪要求基质干净,以避免无用离子的干扰,表现出非常好的灵敏度。[/size][size=14px][/size][size=14px]三重四级杆或串联四级杆(参见四级杆),是将一个四级杆加到另一个附加的四级杆上,四级杆串联后能以各种方式发挥作用。一种途径是通过离子独有的质荷比(m/z)分离并检测复杂混合物中的目标离子。证实串联四级杆有效的另一途径是当与可控裂解分析联用时。这些分析通常将目标离子与其它分子(典型的气体,如氩)进行碰撞,母离子裂解成产物离子,MS/MS质谱仪通过其独特组成部分鉴别目标化合物。[/size][align=center][img]https://file.jgvogel.cn/134/upload/resources/image/234484.jpeg?x-oss-process=image/resize,w_700,h_700[/img][/align][size=14px]如上图所示,[/size][size=14px]当设置过滤某一特定离子,那么其它质量的离子则会以多种方式中丢失,比如撞击到四级杆上,或直接偏离去检测器的轨道。[/size][size=14px][/size][size=14px]四级杆分析器由四根杆组成,通常平行排列,材质为金属,比如钼合金。已投入了大量的技术和研究,设计开发四级杆。按照离子在DC和RF场中的运动,将质量分类。通过在软件上改变参数,系统可改变场强,在任何指定时间内,某一m/z值的离子被过滤掉,或通过四级杆到达检测器。[/size][size=14px][/size][color=#ff4c41][size=14px]相比于一些质谱仪的设计,比如飞行时间(TOF)质谱仪,四级杆分辨率较低。而四级杆相对简单,容易使用,是具有较高实用性的质谱仪,能以相对低的成本提供各种接口。[/size][/color][size=14px][/size][size=14px]在比较和说明MS的分析能力时,一些专业用语是必需的,在该入门指南的后续内容中将会给出完整的定义:[/size][size=14px]分辨力(通常缩写为"res"-质谱仪分离两种质量的能力):[/size][size=14px][/size][size=14px][color=#ff4c41]- 低分辨力=单位质量=1000- 较高或中等分辨力=1000到10000- 高分辨力=10000+- 非常高的分辨力=高达3-5百万Fragmentation[/color][/size][size=14px]"精确质量"(Exact Mass)是化合物质量的理论值,而准确质量(Accurate Mass)是化合物质量的测量值,有相关的误差范围,比如5ppm。准确质量也经常用于针对具体的技术,而不是测得的质量。[/size][size=14px][/size][size=14px]MS/MS - [/size][size=14px][color=#ff4c41]描述了监测前体离子或碎片向产物离子转变的多种实验(多反应监测[MRM]和单反应监测[SRM])[/color][/size][size=14px],总的趋势是在一台仪器上提高检测的选择性、专一性或灵敏度。即前后两个质量分析器,两极质谱分析在一台质谱仪器中实现。[/size][size=14px][/size][size=14px]在三重四级杆质谱仪中有3套四级杆过滤器,但是仅有第1和第3套四极杆用作质量分析器。近来的设计完全将中间设备区分开(取代早期设计的四级杆),增加了更多的功能,通常将其改称为串联四级杆。[/size][size=14px][/size][size=14px]第一套四级杆(Q1),作为质量过滤器,传输并加速选定离子,将其送向Q2(被称为碰撞室)。虽然在一些设计中,Q2类似于其它两套四级杆,[/size][size=14px][color=#ff4c41]RF施加在杆上的作用仅是传输,而不是质量选择。[/color][/size][size=14px]Q2中的压力较高,离子在碰撞室内与中性气体相碰撞。结果经CID发生裂解。碎片随后加速进入Q3,另一个质量过滤器,离子被排列后,进入检测器。[/size][size=14px][/size][size=14px]裂解CID也称为碰撞激活解离(CAD),为一种裂解机制,通过该机制在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相[/color][/url]中,分子离子裂解,通常在真空区域经电势加速到高动能,接着与中性气体分子碰撞,比如[/size][size=14px][color=#ff4c41]氦、氮或氩[/color][/size][size=14px]。部分动能通过碰撞而转化(或内化),这引起化学键的断裂,分子离子减小形成较小的碎片。一些类似的‘特别目的'的裂解方法,包括电子转移解离(ETD)和电子捕获解离(ECD)。[/size][size=14px][/size][align=center][img]https://file.jgvogel.cn/134/upload/resources/image/234485.jpeg?x-oss-process=image/resize,w_700,h_700[/img][/align][size=14px]上面是硫丹-β产物离子质谱图。237Da的前体离子从左边进入,在MS/MS碰撞室内裂解。关于MS谱的全扫描,数据系统仅能够显示目标碎片(不是得到的所有碎片),得到相对简单的图谱。我们能控制破碎的限度,因此能选择前体离子。[/size][align=center][img]https://file.jgvogel.cn/134/upload/resources/image/234486.png?x-oss-process=image/resize,w_700,h_700[/img][/align][size=14px]这张图MRM响应(左)和SIR响应(右)的比较图表明,由于基质的化学背景,被测物即使在溶液中,也不能由SIR数据确定被测物峰。使用相同的GC/MS/MS质谱仪,选择m/z=146的丁基化离子作为前体离子,裂解该离子,得到产物离子(显示为57m/z),定量鉴别它的存在。[/size][size=14px][/size][size=14px]在一些控制工业中,为了满足阳性化合物的鉴别要求,每个MRM计为1.5"鉴别点",而每个SIR计为1.0。因此,为满足选择性要求,得到3"IPS",每个化合物需要2个MRM转换,或3个SIR。[/size][size=14px]扇形磁场[/size][size=14px]扇形磁场或扇形磁场质量分析器,是早期仪器,一直用到现今,尽管用的较少[/size][size=14px][color=#ff4c41](已被现代的能以ESI电离模式工作的质谱仪取代)[/color][/size][size=14px]。[/size][size=14px][/size][size=14px]扇形磁场弯曲成弧形离子轨道。离子的"动能与电荷"比率决定了轨道的半径,可通过电或磁场测定。较大m/z的离子比较小m/z通过的轨道路径长。通过改变磁场强度,可控制轨道路径。双聚焦质谱仪可按各种组合方式,将磁场和电场结合起来,但扇形电场后接磁场更常见。[/size][size=14px][/size][size=14px]两种场最初联用时,按照离子流出离子源的动能采用扇形电场聚焦离子。角度聚焦之前的能量聚焦,使相同质量,但分子式不同的离子实现分离。[/size][size=14px]离子阱[/size][size=14px]离子阱和其它非扫描质谱仪离子阱质谱仪的原理类似于四级杆质谱仪。不同于过滤式的四级杆质谱仪,离子阱和功能更强的离子回旋(ICR)质谱仪一样,将离子存储在三维空间中。在饱和之前,离子阱或回旋加速器将选定离子射出以进行检测。在离子阱范围内,可实现一系列实验分析,裂解目标离子,通过形成的碎片,以准确的确定前体离子。[/size][size=14px][/size][size=14px]RF电压产生的电场作用于排列成"三明治"几何构形(端盖相对的端盖电极)离子阱的两电极之间的空间。扫描RF电压,改变某离子的固有频率使其逸出。有时动态范围不宽。[/size][size=14px][/size][size=14px]离子阱对捕获存储离子的有限体积和容量,限制了该种质谱的使用范围,尤其对于复杂基质中的样品。[/size][size=14px][/size][size=14px]离子阱质谱仪于1980年推出,但是早期这类质谱仪采用内部电离,具有一定的局限性,限制了其在很多领域的应用。仅当出现外部电离技术后,这类质谱仪才得到了越来越广泛的使用。[/size][size=14px][/size][size=14px]多级碎裂的能力,从一个被测物中可衍生出更多结构信息(即,碎裂-碎片离子-选择-特定片段-碎裂,并重复这一过程)被称为MSn。[/size][size=14px][/size][size=14px]GC色谱峰不够宽,不允超过一个碎裂过程的进行(MS/MS或MS2)。离子阱质谱仪的MS/MS分析或裂解是根据时间,而不是空间,与四级杆和扇形磁场相同。因此,离子阱不能用于某些MS/MS分析,比如中性丢失和前体离子的比较。[/size][size=14px][/size][size=14px]而且,在离子阱质谱仪的MS/MS图谱中,低质量端约1/3母离子m/z的碎片离子丢失,这是离子阱设计本身造成的结果。为了抵消这一损失,一些制造商通过软件加宽扫描要求弥补了这一损失。加宽扫描要求在数据采集时转换工作参数。[/size][size=14px][/size][color=#ff4c41][size=14px]离子阱的设计设置了前体质荷比(m/z)和最低俘获碎片离子之间的比率上限,通常称为"三分之一规则"。[/size][/color][size=14px]例如,一个m/z1500的母离子,其m/z500以下的碎片离子检测不到,这大大限制了多肽的人工测序分析。当太多离子进入离子阱的空间,由于空间电荷效应,动态范围受到限制。制造商已经开发了自动扫描技术,在离子进入离子阱之前,能够对离子进行计数,或门控制允许离子进入的数量。在大量背景离子共存目标离子很少时,仍然会遇到困难。因为功能设计类似,杂交型串联质谱仪吸收了四级杆和离子阱两方面的长处,提高了灵敏度,并可以进行快速实验分析,实现两种质谱仪单独使用不能实现的功能。[/size][size=14px][/size][size=14px]这种质谱仪有时称为线性离子肼(或Q-TRAPs)。[/size][size=14px]线性离子阱质谱仪离子阱体积的增加(与三维离子阱相比),提高了动态的范围。[/size][size=14px]离子阱质谱仪不能像四级杆质谱仪那样扫描,因此使用单离子监测(SIM)或单离子记录(SIR)技术不能像四级杆和扇形质谱仪那样提高离子阱的灵敏度。[/size][size=14px][/size][size=14px]快速傅里叶变换离子回旋加速器(FTICR)具有极高的质量测量能力,能够分辨紧密靠近的质量。[/size][size=14px]虽然对大多数应用还不可行,但是14.5特斯拉的磁场能够取得超过350万的分辨率,因此能够区分质量相差小于单个电子质量的化合物。[/size][size=14px]回旋加速器采用恒定磁场,通过静电平衡作用捕获离子。[/size][size=14px]RF电压脉冲引起轨道离子运动,然后,在轨道上运动的离子在捕获单元的检测板上产生一微弱信号(离子轨道频率)。[/size][size=14px]该频率与离子的m/z成反比,信号强度与单元中该m/z离子的数量成比例。[/size][size=14px][/size][size=14px]在非常低的气压下,回旋加速器能够保持恒定的离子轨道,这样在长时间里,都能够进行超高分辨率的测量。[/size][size=14px]持续非共振,辐射(SORI)是在傅立叶变换离子回旋共振质谱技术中使用的CID技术。[/size][size=14px]在回旋加速运动中压力增加,离子被加速,引起碰撞,得到离子碎片。[/size][size=14px]离子裂解后,压力减小,恢复高真空,以分析碎片离子。[/size][size=14px]TOF质谱仪[/size][size=14px]TOF质谱仪已开发多年,因其快速、准确的电子组件和现代的电离技术(如ESI),已成为很多现代研究工作的基础。TOF质谱仪能提供准确的质量测量,误差范围是分子真实质量的几个ppm。TOF质谱仪为时间分散质量分析仪,使用时以线性方式,或需静电网格和透镜(作为反射板)的辅助。当以反射式操作时,分辨率增加,且无灵敏度的显著损失,或不需要增加飞行管(或漂移管)的大小。[/size][align=center][img]https://file.jgvogel.cn/134/upload/resources/image/234487.jpeg?x-oss-process=image/resize,w_700,h_700[/img][/align][size=14px]TOF分析通过脉冲加速一组离子到达检测器。离开离子源后,每个离子从"推进"电得到一个相同的电荷或电势,离子被加速射进超低压管。因为所有带类似电荷的离子具有相同的动能(动能=mv2,m为离子质量,v是速度),在撞击到检测器前,较低质量的离子具有较高的速度和更小的间隔。[/size][size=14px][/size][size=14px]因为质量、电荷和动能决定了离子到达检测器的时间,离子的速度可表示为v=d/t=(2KE/m)1/2。离子通过指定的距离(d)的时间(t)取决于质荷比(m/z)。[/size][size=14px][/size][size=14px]因为每次"电压推动"后,TOF测量的是所有质量数,所有相对于扫描型质谱仪,TOF质谱仪可得到非常高的灵敏度。[/size][size=14px][/size][size=14px]如今,四级杆MS系统常规扫描速度为每秒10000Da(或原子质量单位)。因此一次全扫描,即使持续时间短的一次扫描(例如,1秒钟的LC或GC峰),在每秒内捕获每个离子的次数达不到10次或更多。TOF质谱仪检测器记录离子轰击检测板的数目,轰击彼此间隔时间为纳秒级。[/size][size=14px][/size][size=14px]当直接与扫描质谱仪(比如四级杆)相比较,TOF的分辨率扩宽了动态范围,提供更高的分辨率。总的来说,当检测复杂混合物中的目标被测物时,四级杆类的仪器更灵敏感,通常是更好的定量工具。[/size][size=14px]一些仪器,像离子阱,具有组合功能,但直到杂交型质谱仪出现前,没有单个质谱仪表现出全方位的高效性能。[/size][size=14px][/size][size=14px]早期的MALDI-TOF的设计加快了离子离开离子源。[/size][size=14px]该技术分辨率相对低,准确性有限。[/size][size=14px]延迟提取技术(DE)是为MALDI-TOF质谱仪开发的一项技术,在离子形成后,加速离子在进入飞行管之前冷却"并聚焦离子大约150纳秒。[/size][size=14px]与未冷却的离子相比,冷却的离子具有较低的动能分布,当冷却离子进入TOF分析器时,降低离子时间展宽,结果增加了分辨率和准确度。[/size][size=14px]DE对大分子成效不显著(例如,蛋白质30000Da)。[/size][align=center][img]https://file.jgvogel.cn/134/upload/resources/image/234488.png?x-oss-process=image/resize,w_700,h_700[/img][/align][size=14px]适合的指定条件下(比如,无基质干扰),当选择扫描模式工作时,TOF比串联四级杆的灵敏度高很多倍,因为TOF不用‘扫描',不会牺牲"占空比"。[/size][size=14px][/size][size=14px]最后咱们聊一聊上文提到的杂交技术。[/size][size=14px]"杂交"适用于各种质谱仪设计,杂交技术是现存技术的集成,比如双聚焦、扇形磁场和近来的"前端"回旋加速的离子阱。最值得注意的一种杂交方式是四级杆飞行时间(QTOF)质谱仪,将TOF质谱仪和四级杆质谱仪组合在一起。这种是几种性能特征的最佳组合:准确的质量检测、裂解分析的功能以及高质量的定量分析。[/size][align=center][img]https://file.jgvogel.cn/134/upload/resources/image/234489.jpeg?x-oss-process=image/resize,w_700,h_700[/img][/align][size=14px][/size][size=14px]串联质谱技术的进一步发展,产生了离子迁移率测量和分离相结合的串联质谱技术技术。离子迁移率质谱法(或IMMS法,通常缩写为‘IMS')是基于多种因素的组合来区分离子的技术,这些因素包括:离子大小、形状、电荷和质量。IMMS通常在机场和手持领域的元件中使用,可对迁移率已知的小分子实现快速(20毫秒)检测:例如某些毒品和炸药的检测。当采用更高位的质谱仪,IMMS提供正交分离(对LC和MS),以及一些独特功能,包括:[/size][size=14px]- 分离异构体、同重化合物和构象异构体(从蛋白质到小分子),测定其平均转动碰撞横截面。- 增强复杂化合物的分离(通过MS或LC/MS),引起峰容量增加和样品清洁度的增加(离子的物理分离,尤其是化学噪音和干扰目标分析物的离子)。- 在结构分析研究中,通过CID/IMMS、IMMS/CID或CID/IMMS/CID等性能获得更多有用信息。[/size][size=14px][/size][size=14px]在所有的3个分析方案中,高效离子迁移率和串联质谱法的组合有助于克服分析中存在的问题,其它分析方法,包括传统的质谱分析法或[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]测试设备,可能也无法解决这些现存的问题。[/size][size=14px][/size][size=14px]结尾引用H.H.Hill Jr.等人的评论文章,比较各种类型的离子迁移率,各种被测物应用离子迁移率的益处。目前在质谱分析中,应用的4种离子迁移率分离方法:- 漂移时间离子迁移率质谱法(DTIMS)- 吸入离子迁移率质谱法(AIMS)- 差异迁移率质谱法(DMS),也称为不对称场波形离子迁移率质谱(FAIMS)- 行波离子迁移率质谱(TWIMS)[/size][size=14px]按照作者的观点,"DTIMS能提供最高的IMS分辨力,它是仅有的(IMMS)能够直接测量截面碰撞的方法。AIMS是低分辨的迁移率分离方法,但是它只能连续监测离子。DMS和FAIMS具有连续的离子监测能力,以及正交离子迁移率分离的功能,能够实现高分离选择性。TWIMS是一种新(IMMS)方法,其分辨能力相对低,但具有较好的灵敏度,能很好地与商品化的质谱仪工作结合。"[/size][align=center][img]https://file.jgvogel.cn/134/upload/resources/image/234490.png?x-oss-process=image/resize,w_700,h_700[/img][/align][size=14px]用彩球表示的,不同迁移率的无差异离子被俘获、累积,然后释放到T-波离子迁移率分离(IMS)装置中。[/size][align=center][img]https://file.jgvogel.cn/134/upload/resources/image/234491.png?x-oss-process=image/resize,w_700,h_700[/img][/align][size=14px]一旦释放进入T-波区域,行波波形驱动离子通过中性缓冲气(通常是0.5毫巴的氮气),按照离子迁移率分离离子。[/size][align=center][img]https://file.jgvogel.cn/134/upload/resources/image/234492.png?x-oss-process=image/resize,w_700,h_700[/img][/align][size=14px]离子迁移与MS联用,也应用在生物分子[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相[/color][/url]结构的研究。Pringle等(在此引用)应用杂交型四级杆-行波离子迁移分离器-正交加速TOF质谱仪,考察了一些肽和蛋白离子的迁移率分离。将从行波(TWIMS)分离设备上获取的离子迁移率数据与使用其它类型迁移率分离器获取的数据比较表明:"当迁移率特点类似时,新的杂交技术的质谱仪提供的迁移率分离不影响质谱仪的基本灵敏度。该功能在显著分析水平上有利于样品迁移率的研究[/size]

  • 实验室分析仪器--质谱仪的主要技术指标

    [b]一、质量范围[/b]质量范围是质谱仪所能测定离子质荷比的离子质量范围。不同用途质谱仪器的质量范围相差很大,稳定同位素气体质谱仪的质量范围通常在1~200之间;固体质谱仪的质量范围大都在3~380之间;有机质谱仪的质量范围从几千到几万不等,甚至更高。现在质谱分析中质量范围最大的质谱仪是基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪该种仪器测定的分子质量可高达10000以上(质荷比啊啊:m/z,质量单位:amu或u,Da或D)[b]二、分辨本领[/b]分辨本领又称分辨率(resolution ratio)定义为质谱仪可分辨相邻两个质谱峰的能力,广义以R=M△M来度量M为可分辨两个质谱峰的质量平均值:△M为可分辨的两个质谱峰的质量差。实际上,可分辨的两个质谱峰允许有一定重叠,使用时应注明重叠程度。通常用两峰间的峰谷高度为峰高的5%或10%测量分辨率,即分辨率记为R5%或R10%,用下式计算:R10%=M/△M ×a/b式中,a为相邻两峰的中心距;b为峰高10%处的峰宽;M=(M1+M2)2,为两个质谱峰的质量平均值;△M=M2-M1,为两个峰质量的差值分辨率定义示意见图1[img=1a5d9bc3a78c20c874d745ddc287dea.jpg]https://i5.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643179988174254.jpg[/img]图1 分辨率定义示意图[b]三、灵敏度[/b]同位素质谱仪的灵敏度通常用原子/离子的转换效率来定义,即用接收器接收到的离子数去除以进入离子源的样品原子总数之比的百分数。灵敏度取决于离子源的电离效率和离子在离子源、分析器的传输效率和接收器的接收效率。[b]四、丰度灵敏度[/b]丰度灵敏度是质谱仪器的一个重要性能指标其定义为:质量为M的离子峰AM与它在质量数[M+1]位置,或质量数[M-1]位置的离子拖尾峰Am+1、Am-1之比的倒数,即AM+1/AM和AM-1/AM丰度灵敏度反映仪器聚焦性能、分辨率,也与测量时的真空度状态相关。拖尾峰主要由强峰离子与管道缝隙或管道内残存的气体发生非弹性或弹性碰撞,导致离子散射或电荷转移形成的带电离子和非带电粒子组成。提高丰度灵敏度的主要原则是:降低离子在传输过程中弹性、非弹性碰撞的概率,阻滞散射离子进入接收器。通过改善测量时的真空环境,减少离子与管道内残存气体碰撞概率;使用具有质量、能量双聚焦功能的分析器,及采用不同类型阻滞透镜优化离子传输,可提高同位素质谱仪的丰度灵敏度。[b]五、精密度和准确度[/b]精密度(或称精度)定义为在规定条件下所获得的独立测量结果之间的一致程度。单次进样测量结果的标准偏差称为内精度;重复进样测量结果的标准偏差称为外精度。内精度主要反映仪器性能,外精度由仪器性能和施加的测量条件决定。外精度通常大于内精度。准确度指测量结果与被测量真值或约定真值间的一致程度。随着真空、材料、电子学及计算机技术的快速发展,越来越多的新技术被用在质谱仪器上,使得质谱仪的各项性能指标都取得了显著提高。提供的测试数据在国民经济运行过程中发挥着不可替代作用。今大,尤其是一些新方法在新一代的质谱仪上得以实现,如原位微区分析方法,对解决地矿、环境、生化、核裂变产物和宇宙空间的稀有样品分析具有更加特殊的意义。在现在分析领域中,质谱仪器有着不可替代的作用。但由于其结构复杂,仪器制造成本高,同样限制了它的使用范围。因此发展小型及便携的质谱仪器和发展有更高性能指标的大型质谱仪器同样重要

  • 新型化学分析仪器——质谱仪(Mass Spectrometer)

    新型化学分析仪器——质谱仪(Mass Spectrometer)新型化学分析仪器——质谱仪(Mass Spectrometer)是一种具有创新性的技术,它在化学领域的研究和应用中起到了重要的作用。质谱仪采用了先进的技术和方法,可以对化学样品进行精确的分析和鉴定,为科学家们提供了更为准确和可靠的数据。质谱仪的创新之处在于其结合了质量分析和光谱分析的原理,实现了对化学样品的高灵敏度和高分辨率的测量。传统的化学分析仪器往往只能提供宏观的化学数据,而质谱仪通过将样品中的分子离子化并分离,可以实现对各种化学物质的定性和定量分析。这种高灵敏度和高分辨率的分析能力能够更加准确地了解化学样品的组成和结构,提供了更为详细和全面的信息。质谱仪在前处理合计数方面也进行了改进和优化。传统的化学分析仪器在前处理过程中往往需要复杂的操作和多个步骤,容易出现误差和不确定性。而质谱仪通过引入自动化和智能化的前处理系统,可以实现对样品的快速处理和准确计数。这不仅提高了分析的效率,还减少了人为因素对结果的影响,提高了分析的精确度和可靠性。作为一名北化学子,我有幸在实验室中使用了质谱仪,这是一种非常先进的仪器,可以用于分析物质的组成和结构。在使用质谱仪的过程中,我有了一些真实的使用心得。首先,质谱仪的操作相对复杂,需要一定的技术和经验。在使用之前,我们需要对仪器进行详细的了解,并且掌握基本的操作方法。这包括样品的准备、仪器的开机、参数的设置等等。只有熟练掌握了这些基本操作,才能更好地使用质谱仪进行分析。其次,质谱仪的结果需要进行正确的解读和分析。质谱仪可以提供非常详细的分析结果,包括物质的分子量、分子结构、相对丰度等等。然而,这些结果并不是直接给出的,而是需要我们进行解读和分析。在解读结果时,我们需要结合样品的特性和实验的目的,进行合理的判断和推理。只有正确地解读结果,才能得到准确的分析结论。再次,质谱仪在实验中的应用非常广泛。质谱仪可以用于分析各种不同类型的样品,包括有机物、无机物、生物样品等等。它可以用于分析样品的成分、结构、质量等等。这使得质谱仪成为化学研究和实验的重要工具。在我的实验中,我使用质谱仪进行了有机物的分析,得到了非常有价值的结果。最后,质谱仪的使用需要注意安全。质谱仪在操作过程中会产生一些有害物质,如有机溶剂的蒸气、气体等等。因此,在使用质谱仪时,我们需要佩戴适当的防护设备,如手套、护目镜等等。同时,我们也需要注意仪器的维护和保养,确保仪器的正常运行和安全使用。质谱仪在化学领域的研究和应用中取得了重要的成果。例如,在药物研究中,质谱仪可以帮助科学家们快速鉴定和定量分析药物中的活性成分和杂质,从而保证药物的质量和安全性。在环境监测中,质谱仪可以实时监测空气、水和土壤中的各种有机和无机污染物,为环境保护和治理提供有力支持。此外,质谱仪还可以应用于食品安全、生物医学等领域,实现对各种化学样品的快速分析和鉴定。质谱仪作为一种新型化学分析仪器,具有创新性的技术和方法。它通过高灵敏度和高分辨率的分析,实现了对化学样品的精确鉴定和分析。在前处理合计数方面的改进,使得分析结果更加准确和可靠。研究成果在化学领域的应用广泛,为科学家们的研究和实践提供了重要的支持。在使用质谱仪时,我们需要掌握基本的操作方法,正确解读结果,并注意安全。通过使用质谱仪,我们可以更好地进行化学研究和实验,为科学的发展做出贡献。

  • 实验室分析仪器--质谱仪的定义、分类和应用

    [font=微软雅黑]一、质谱定义[/font][font=微软雅黑] 质谱分析是一种测量离子荷质比(电荷-质量比)的分析方法,其基本原理是使试样中各组分在离子源中发生电离,生成不同荷质比的带正电荷的离子,经加速电场的作用,形成离子束,进入质量分析器。在质量分析器中,再利用电场和磁场使发生相反的速度色散,将它们分别聚焦而得到质谱图,从而确定其质量。[/font][font=微软雅黑]二、质谱分类[/font][font=微软雅黑] 质谱仪种类非常多,工作原理和应用范围也有很大的不同。从应用角度,质谱仪可以分为下面几类:[/font][font=微软雅黑][font=微软雅黑]有机质谱仪[/font][font=微软雅黑]:由于应用特点不同又分为:[/font][/font][font=微软雅黑]①[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]-质谱联用仪([url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]GC-MS[/color][/url])[/font][font=微软雅黑][font=微软雅黑]在这类仪器中[/font][font=微软雅黑],由于质谱仪工作原理不同,又有[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]-四极质谱仪,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url] -飞行时间质谱仪,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]-离子阱质谱仪等。[/font][/font][font=微软雅黑]②[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]-质谱联用仪([url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url])[/font][font=微软雅黑][font=微软雅黑]同样[/font][font=微软雅黑],有[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]-四器极质谱仪,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]-离子阱质谱仪,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]-飞行时间质谱仪,以及各种各样的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]-质谱-质谱联用仪。[/font][/font][font=微软雅黑]③ 其他有机质谱仪,主要有:[/font][font=微软雅黑][font=微软雅黑]基质辅助激光解吸飞行时间质谱仪[/font][font=微软雅黑](MALDI-TOFMS),傅里叶变换质谱仪(FT-MS)[/font][/font][font=微软雅黑][font=微软雅黑]无机质谱仪[/font][font=微软雅黑],包括:[/font][/font][font=微软雅黑]① 火花源双聚焦质谱仪。[/font][font=微软雅黑]② 感应耦合等离子体质谱仪([url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url])。[/font][font=微软雅黑]③二次离子质谱仪(SIMS)[/font][font=微软雅黑][font=微软雅黑]但以上的分类并不十分严谨。因为有些仪器带有不同附件[/font][font=微软雅黑],具有不同功能。例如,一台[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]-双聚焦质谱仪,如果改用快原子轰击电离源,就不再是[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]-质谱联用仪,而称为快原子轰击质谱仪(FAB MS)。另外,有的质谱仪既可以和[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]相连,又可以和[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]相连,因此也不好归于某一类。在以上各类质谱仪中,数量最多,用途最广的是有机质谱仪。[/font][/font][font=微软雅黑][font=微软雅黑]除上述分类外[/font][font=微软雅黑],还可以从质谱仪所用的质量分析器的不同,把质谱仪分为双聚焦质谱仪,四极杆质谱仪,飞行时间质谱仪,离子阱质谱仪,傅立叶变换质谱仪等。[/font][/font][font=微软雅黑][/font][font=微软雅黑] [/font][font=微软雅黑]三、质谱应用[/font][font=微软雅黑] 质谱技术发展很快。随着质谱技术的发展,质谱技术的应用领域也越来越广。由于质谱分析具有灵敏度高,样品用量少,分析速度快,分离和鉴定同时进行等优点,因此,质谱技术广泛的应用于化学,化工,环境,能源,医药,运动医学,刑侦科学,生命科学,材料科学等各个领域。[/font][font=微软雅黑] 质谱仪种类繁多,不同仪器应用特点也不同,一般来说,在300C左右能汽化的样品,可以优先考虑用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]GC-MS[/color][/url]进行分析,因为[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]GC-MS[/color][/url]使用EI源,得到的质谱信息多,可以进行库检索。毛细管柱的分离效果也好。如果在300C左右不能汽化,则需要用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url]分析,此时主要得分子量信息,如果是串联质谱,还可以得一些结构信息。如果是生物大分子,主要利用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url]和MALDI-TOF分析,主要得分子量信息。对于蛋白质样品,还可以测定氨基酸序列。质谱仪的分辨率是一项重要技术指标,高分辨质谱仪可以提供化合物组成式,这对于结构测定是非常重要的。双聚焦质谱仪,傅立叶变换质谱仪,带反射器的飞行时间质谱仪等都具有高分辨功能。[/font][font=微软雅黑] 质谱分析法对样品有一定的要求。进行[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]GC-MS[/color][/url]分析的样品应是有机溶液,水溶液中的有机物一般不能测定,须进行萃取分离变为有机溶液,或采用顶空进样技术。有些化合物极性太强,在加热过程中易分解,例如有机酸类化合物,此时可以进行酯化处理,将酸变为酯再进行[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]GC-MS[/color][/url]分析,由分析结果可以推测酸的结构。如果样品不能汽化也不能酯化,那就只能进行[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url]分析了。进行[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url]分析的样品最好是水溶液或甲醇溶液,LC流动相中不应含不挥发盐。对于极性样品,一般采用ESI源,对于非极性样品,采用APCI源。[/font][font=Calibri] [/font]

  • 实验室分析仪器--质谱仪的定义、分类和应用

    [font=微软雅黑]一、质谱定义[/font][font=微软雅黑] 质谱分析是一种测量离子荷质比(电荷-质量比)的分析方法,其基本原理是使试样中各组分在离子源中发生电离,生成不同荷质比的带正电荷的离子,经加速电场的作用,形成离子束,进入质量分析器。在质量分析器中,再利用电场和磁场使发生相反的速度色散,将它们分别聚焦而得到质谱图,从而确定其质量。[/font][font=微软雅黑]二、质谱分类[/font][font=微软雅黑] 质谱仪种类非常多,工作原理和应用范围也有很大的不同。从应用角度,质谱仪可以分为下面几类:[/font][font=微软雅黑][font=微软雅黑]有机质谱仪[/font][font=微软雅黑]:由于应用特点不同又分为:[/font][/font][font=微软雅黑]①[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]-质谱联用仪([url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]GC-MS[/color][/url])[/font][font=微软雅黑][font=微软雅黑]在这类仪器中[/font][font=微软雅黑],由于质谱仪工作原理不同,又有[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]-四极质谱仪,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url] -飞行时间质谱仪,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]-离子阱质谱仪等。[/font][/font][font=微软雅黑]②[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]-质谱联用仪([url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url])[/font][font=微软雅黑][font=微软雅黑]同样[/font][font=微软雅黑],有[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]-四器极质谱仪,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]-离子阱质谱仪,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]-飞行时间质谱仪,以及各种各样的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]-质谱-质谱联用仪。[/font][/font][font=微软雅黑]③ 其他有机质谱仪,主要有:[/font][font=微软雅黑][font=微软雅黑]基质辅助激光解吸飞行时间质谱仪[/font][font=微软雅黑](MALDI-TOFMS),傅里叶变换质谱仪(FT-MS)[/font][/font][font=微软雅黑][font=微软雅黑]无机质谱仪[/font][font=微软雅黑],包括:[/font][/font][font=微软雅黑]① 火花源双聚焦质谱仪。[/font][font=微软雅黑]② 感应耦合等离子体质谱仪([url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url])。[/font][font=微软雅黑]③二次离子质谱仪(SIMS)[/font][font=微软雅黑][font=微软雅黑]但以上的分类并不十分严谨。因为有些仪器带有不同附件[/font][font=微软雅黑],具有不同功能。例如,一台[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]-双聚焦质谱仪,如果改用快原子轰击电离源,就不再是[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]-质谱联用仪,而称为快原子轰击质谱仪(FAB MS)。另外,有的质谱仪既可以和[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]相连,又可以和[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]相连,因此也不好归于某一类。在以上各类质谱仪中,数量最多,用途最广的是有机质谱仪。[/font][/font][font=微软雅黑][font=微软雅黑]除上述分类外[/font][font=微软雅黑],还可以从质谱仪所用的质量分析器的不同,把质谱仪分为双聚焦质谱仪,四极杆质谱仪,飞行时间质谱仪,离子阱质谱仪,傅立叶变换质谱仪等。[/font][/font][font=微软雅黑][/font][font=微软雅黑] [/font][font=微软雅黑]三、质谱应用[/font][font=微软雅黑] 质谱技术发展很快。随着质谱技术的发展,质谱技术的应用领域也越来越广。由于质谱分析具有灵敏度高,样品用量少,分析速度快,分离和鉴定同时进行等优点,因此,质谱技术广泛的应用于化学,化工,环境,能源,医药,运动医学,刑侦科学,生命科学,材料科学等各个领域。[/font][font=微软雅黑] 质谱仪种类繁多,不同仪器应用特点也不同,一般来说,在300C左右能汽化的样品,可以优先考虑用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]GC-MS[/color][/url]进行分析,因为[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]GC-MS[/color][/url]使用EI源,得到的质谱信息多,可以进行库检索。毛细管柱的分离效果也好。如果在300C左右不能汽化,则需要用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url]分析,此时主要得分子量信息,如果是串联质谱,还可以得一些结构信息。如果是生物大分子,主要利用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url]和MALDI-TOF分析,主要得分子量信息。对于蛋白质样品,还可以测定氨基酸序列。质谱仪的分辨率是一项重要技术指标,高分辨质谱仪可以提供化合物组成式,这对于结构测定是非常重要的。双聚焦质谱仪,傅立叶变换质谱仪,带反射器的飞行时间质谱仪等都具有高分辨功能。[/font][font=微软雅黑] 质谱分析法对样品有一定的要求。进行[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]GC-MS[/color][/url]分析的样品应是有机溶液,水溶液中的有机物一般不能测定,须进行萃取分离变为有机溶液,或采用顶空进样技术。有些化合物极性太强,在加热过程中易分解,例如有机酸类化合物,此时可以进行酯化处理,将酸变为酯再进行[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]GC-MS[/color][/url]分析,由分析结果可以推测酸的结构。如果样品不能汽化也不能酯化,那就只能进行[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url]分析了。进行[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url]分析的样品最好是水溶液或甲醇溶液,LC流动相中不应含不挥发盐。对于极性样品,一般采用ESI源,对于非极性样品,采用APCI源。[/font][font=Calibri] [/font]

  • 各类质谱仪质量分析器及其特性

    各类质谱仪质量分析器及其特性

    质谱仪种类很多,一般以质量分析器分类。根据质量范围大小和分辨率高低可分为高、中、低档仪器,其结构特点、体积、适用范围不同,价格也有很大的差异。不同质量分析器可以串联,获得性能更好的仪器 。 质谱仪器各类质量分析器概览 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512171102_578409_2984502_3.jpg 质量分析器特性 真空状态下,根据离子在不同场中的运动规律,将离子源产生的离子按 m/z大小分离 各类质量分析器特性 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512171103_578410_2984502_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512171104_578411_2984502_3.jpg 各类质量分析器串联组合总览表http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512171105_578412_2984502_3.jpg

  • 网络讲堂:9月11日 热分析过程中的逸出气体分析

    网络讲堂:9月11日  热分析过程中的逸出气体分析

    http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20140801/5404018/http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191656_647490_2507958_3.gif热分析过程中的逸出气体分析时间:2014-09-11 14:30讲师:唐远旺梅特勒-托利多中国公司热分析技术应用主管,热分析专家,长期从事热分析仪器的应用研究工作,《热分析应用手册丛书》之《热塑性聚合物》、《逸出气体分析》等的译者,中科院研究生教材《热分析简明教程》编者之一,熟悉DMA、DSC、TGA、TMA等热分析仪器在各行业的应用。讲座内容: 热重分析(TGA)为我们提供了测试样品的质量随温度或时间变化而改变的信息。但是TGA技术无法识别或表征测试过程中逸出气体产物的性质。TGA与质谱仪(MS)或傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)的结合可以对热重分析中产生的气体进行在线分析。本次研讨会中,我们将会讨论TGA-MS或TGA-FTIR联用技术的优势,并介绍一些大家感兴趣的应用。-------------------------------------------------------------------------------1、报名条件:只要您是仪器网注册用户均可报名参加。2、报名并参会用户有机会获得100元手机充值卡一张哦~3、报名截止时间:2014年09月11日 14:004、报名参会:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/08/201408011630_508801_2507958_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191656_647490_2507958_3.gif

  • 【求助】激光能量对质谱仪分析能力的影响

    在使用bruker的质谱仪时,使用的激光器是LTB公司的MNL100激光器,请问,该激光器的衰减情况是怎样的?使用寿命是多久?它的那些参数对实验分析的结构会有影响?激光强度,频率,以及其他参数会对实验结构产生怎样的影响?请高手指点!

  • 实验室分析仪器--质谱仪器真空系统结构分析

    真空系统能够使离子源、质量分析器和检测器在低气压状态下工作,待测离子不会因与残存气体分子发生碰撞而散射,有利于分辨率和灵敏度的提高。常用旋片式机械泵、涡轮分子泵和钛离子泵串联组成真空系统,使离子源区气压约为10-3~10-5Pa,分析器区气压约为10-4~10-Pa,检测器区气压为10-10-2Pa以上。为防止残存有机物和反油污染离子源和分析室,在前级机械泵与涡轮分子泵接口处、离子源与分析室接口处设置液氮冷阱。亦可用旋片式机械泵和油扩散泵(加去除烃分子的捕集器)串联组成抽真空系统,并在油扩散泵与质谱仪之间加可自动控制的隔板,一旦停电隔板将自动关闭,既可防止反油污染质谱仪,又可维持质谱仪的真空在一定时间内变化不大。[b]1)油扩散泵[/b]优点:价格便宜、使用寿命长。缺点:抽速慢、耗时长,往往需要一小时以上才能达到所需要的真空要求。[b]2)涡轮分子泵[/b]优点:仅需十几分钟就可以达到所需的真空度,既无反油危险,噪声本底也小。缺点:价格昂贵、使用寿命短。[img=f90a81ec3d9887cd55167161ab7ac95.jpg]https://i2.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643179791717997.jpg[/img]涡轮分子泵结构图[b]3)离子泵[/b]在排气量较小时,离子泵是最佳选择,它不但无污染,而且使用寿命长,极限真空比涡轮泵还高。要求超高真空的静态真空质谱仪都选用涡轮泵和离子泵。真空系统是影响质滤器及检测器功能的重要因素。质谱仪根据离子不同质荷比进行分离,需将离子引入某种电场和/或磁场中,利用电场和/或磁场分离离子,要求离子具有较大的平均自由程,与其他离子、背景气体分子等的碰撞概率最低。研究表明,压力为10-6Torr时可确保质滤器中扰动碰撞次数少于1

  • 实验室分析仪器--有机质谱仪器的性能指标

    通常衡量一台质谱仪性能好坏的指标主要有灵敏度、分辨率和质量范围。但是由于质谱仪种类繁多,有些性能指标还应当结合仪器的功能来衡量,如质谱仪的进样方式、电离方式。此外,质量分析器的功能、软件处理功能等也是衡量质谱仪性能的指标。一、灵敏度灵敏度(sensitivity)主要反映仪器对样品在量的方面的检测能力。它是一台质谱仪的电离效率、离子传输效率及检测效率的综合体现。根据检测条件的不同,灵敏度可用不同的方式来描述,如绝对灵敏度、相对灵敏度、分析灵敏度。绝对灵敏度表示检测器对一定样品量的信号响应值;相对灵敏度表示仪器所能分析的样品中组分的最低相对含量;分析灵敏度表示仪器可检测的最低分析物浓度,又称检出限。有机质谱中常用某种标准样品的最小检测量来衡量仪器的灵敏度。例如在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url]中,常用利血平标准品,检测获得其分子离子峰信号,同时给出信噪比值。在相同的检测条件下,所用的样品量越小,表明仪器的灵敏度越高。一些质谱仪也用相对灵敏度来反映其性能。相对灵敏度可衡量仪器检测样品中微量或痕量物质的能力。灵敏度参数还与许多其他条件有关系,如离子化手段、检测器类型等,不同的样品也产生不同的灵敏度。因此,必须先清楚具体的检测条件,讨论灵敏度参数时才能反映仪器的真实性能。二、分辨率分辨率(resolution)即分辨本领,是质谱仪对不同质量离子分离和对相同质量离子聚焦两种能力的综合表征。如果两个离子峰的质量数分别为m1和m2,两离子峰的质量之差△m=m2-m1,当仪器能把这两个离子峰刚好分开时,则定义仪器的分辨率为R=m1/△m。所述两个离子峰刚好分开是指前一个离子峰的峰尾和后一个离子峰的起点相连,且连接点刚好落在基线上,或者说两个离子峰的中心距△x等于两离子峰的平均宽度W=(W1+W2)/2(如图1所示)。例如,假设两离子峰的质量数分别为100和101,当两峰刚好分开时,仪器的分辨率R=100/(101-100)=100;如果刚好被分开的两离子峰质量数分别为100.0和100.1,则此时仪器的分辨率为1000。换言之,如果要将质量数分别为100.0和100.1的两离子峰分开,仪器的分辨率至少达到1000。由此可见,分辨率的物理意义是质谱仪在质量数m附近能够分辨的最小相对质量差。分辨率为100表示在质量数附近,仪器能够分辨的质量差△m为1u;而分辨率为1000表示在质量数100附近能够分辨的质量差为0.1u,而在质量数1000附近则只能分辨1u的质量差。同样是分辨1u的质量差,离子质量m越大,要求仪器的分辨率越高。在相同离子质量数上,分辨率越高,能够分辨的质量差越小,测定的质量精度越高。这说明质量测量精度既与仪器分辨率有关,又与被测离子的质量有关。在相同的分辨率下,测量低质量离子的质量精度高,而测量高质量离子的质量精度低。如果在相同的质量精度要求下,量较高质量离子,则要求更高的仪器分辨率。在实际测量仪器分辨率时,找到两个刚好分开的离子峰往往比较困难,因此,可以任意选择两个分开的离子峰,或选择有部分重叠的离子峰。则分辨率R可表示为:image.png式中,a为两离子峰的中心距:b为平均峰宽(当两离子峰相隔不远时,可近似为其中任一离子峰的峰宽)。现在国际上规定使用10%峰谷作为测量分辨率的标准。10%峰谷是指相邻的两个相等峰高的峰谷高度为峰高的10%(如图2所示),即两离子峰分别以5%峰高重叠,此时,峰宽b的测量点确定为5%峰高处。image.png图1 分辨率的定义image.png图2 分辨率的测量分辨率是衡量一台质谱仪性能的重要指标,质谱仪的分辨率几乎决定了仪器的价格。分辨率在500左右的质谱仪可以满足常规有机分析的需要,此类仪器的质量分析器一般有四极杆、离子阱等,它们的价格相对较低。当要进行准确的同位素质量及有机分子质量测定时,分辨率大于10000的高分辨率质谱仪具有很大的优势。目前市场上有分辨率超过100000的高分辨率质谱仪,这类质谱仪的价格是低分辨率质谱仪的数倍。三、质量范围质量范围(mass range)是指一台质谱仪能够测量的离子质量下限与上限之间的一个范围这是质谱仪一个非常重要的参数,它决定了可测量样品的分子量。质量分析器是决定质谱仪质量范围大小的关键,四极杆分析器的质量范围上限一般为几千,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。随着仪器制造技术的不断发展,质谱仪的质量上限也在不断突破。新的电离方法,如电喷雾电离技术、基质辅助激光解吸电离技术、快原子轰击电离技术等手段能够将大分子有效离子化,也使得质谱仪检测的质量范围不断提高。四、质量稳定性质量稳定性是指质谱仪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02u/12h,意思是该仪器在12h之内,质量漂移不超过0.2u。五、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,例如,某化合物的质量为195.0876u,用某一质谱仪多次测定该化合物,测得的质量与该化合物理论质量之差在0.001u之内,则该仪器的质量精度为百万分之五即5×10-6)。质量精度是高分辨质谱仪的一项重要指标,而对于低分辨质谱仪没有太大意义

  • 实验室分析仪器--质谱仪的主要性能参数

    质谱仪的性能参数是用户选购质谱仪和使用过程中验收调试仪器的依据,也是质谱仪分析能力的重要标志,常用质量范围、分辨率(也叫分辨本领)、灵敏度、丰度灵敏度、精密度和准确度等指标表征。[b]一、质量范围[/b]表示仪器测定质量数的能力,例如质量范围1~100,则表示能测定m/z 1~100之间的离子。不同用途质谱仪的质量范围不同,分析气体稳定同位素仪器的质量范围在1~200之间(如MAT251气体同位素质谱仪);热电离同位素质谱仪的质量范围在3~380之间(如MAT261质谱仪);而有机质谱仪的质量范围从几千到几万不等(如 JMS-DX300和 JMS-HX100质谱仪)。[b]二、分辨本领[/b]分辨本领是质谱仪的最重要指标,也是一台仪器对离子束分离和成像总效果的体现。当两个高度相等、质量为M1和M2的质谱峰正好分开时,则质谱仪的分辨本领定义为 Rp=M/△MM=M1+M2;△M=∣M2-M1∣两个峰完全分开是不可能的,因此,国际上有一个比较公认的10%谷值的定义,即质量为M和M-△M的两个等高度的峰,它们被分开到两峰之间峰谷的最低点(谷值),等于峰高的10%,对于质量大于M的类似峰,谷值则会高于10%峰高,此时M1和M2峰叫作“刚好”分开再用上式计算分辨本领Rp。在实际测量中很难找到两个质量峰等高,重叠后的谷高又刚好为峰高的10%。[b]三、灵敏度和丰度灵敏度[/b]灵敏度是质谱仪对样品感测能力的标志,也是仪器电离效率、传输效率、检测效率、本底噪声等状况的综合体现。使用场合不同,灵敏度有不同提法,它涉及多种因素,因此对给定的灵敏度要注意附加条件。有机质谱常用绝对灵敏度,表示一定样品在特定分辨率的条件下,产生一定信噪比的分子离子峰所需要的样品量,其灵敏度可达10[sup]-10[/sup]g 无机质谱和同位素质谱常用相对灵敏度,表示仪器所分析样品中杂质元素的最低浓度,最低可达10[sup]-15[/sup]g/g 气体质谱仪的灵敏度常以单位压强所产生的离子流强度表示,它实际上是一种绝对灵敏度。同位素质谱仪除可用相对灵敏度表示检测元素的能力外,用丰度灵敏度更能表征仪器的检测性能,是低丰度同位素分析时选择仪器的重要依据。丰度灵敏度表示大丰度同位素“拖尾”对相邻小丰度同位素的影响。它实际上是一种相对灵敏度。一般同位素质谱仪的丰度灵敏度为10[sup]-4[/sup]~10[sup]-5[/sup]。[b]四、精密度和准确度[/b]精密度表示质谱仪进行重复测量时,所得结果之间的偏差,即符合程度,常以测定3-6次的“次间”相对标准偏差,外加一定的置信水平来表达。假定在相同测定条件下,独立进行了n次测量,可得到n个同位素丰度比值R1,R2…,Rn,由此可以得到一个算术平均值:[img=CodeCogsEqn(2).gif]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643180043149563.gif[/img]此时n个测定值围绕R值将有一个确定了的标准偏差S间,依据定义则有:[img=10.jpg,400,100]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643180044354019.jpg[/img] 则次间相对标准偏差:S=S间/R平均 x100%准确度是指质谱测定质量、同位素比值,元素含量的测量值与真实值的相对标准偏差。而真实值永远不会测得,因此常用测定标准样品的测量值与标准值相比较来衡量结果的准确度。设测量值为A测、标样的标准值为A标,相对标准偏差S标可由下式求得S标=[(A测-A 标)/ A 标]×100%测量值与真实值的偏差(也叫误差)是由系统误差和测量的精密度构成的,系统误差可通过标样测定进行校正,精密度可通过多次测量而获得,因此,人们总是竭尽全力以获得接近真实值的准确结果。由于标准样品的标准值虽经多种方法或多家实验室用一种方法比对分析后求得,但仍然带有一定的误差(也叫不确定度)。因此,目前在同位素质谱分析中,对测量结果已经不用准确度表示,而改用不确定度来表征

  • 【求助】分析时质谱仪漏气部位的鉴定方法?

    简述[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质联用[/color][/url]分析时质谱仪漏气部位的鉴定方法?通常采用什么方法检测离子源室的真空状态?为什么?我们的测试题,请大家不要给我讲现在市面上用什么仪器,谢谢大家了!

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