质谱分析法的基本原理、仪器组成与应用领域

该思维导图概述了第10章的质谱分析法,包括基本原理、仪器组成和工作流程。核心概念涉及样品分子电离及质量分析。内容涵盖电离技术如EI、CI和ESI,质量分析器的对比,以及质谱联用技术(GC-MS、LC-MS、ICP-MS)。此外,针对质谱图的解析,包括质荷比和相对丰度的信息。应用领域包括有机化学、生物医药、环境科学和地质考古,最后提到质谱的前沿发展,如高分辨质谱和成像质谱技术。

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# 质谱分析法的基本原理、仪器组成与应用领域
- 基本原理
  - 核心概念
    - 离子化过程
      - 样品分子转化为离子
      - 按质荷比(m/z)进行分离
    - 质谱方程
      - $m/z = \frac{B^2 r^2}{2V}$
  - 工作流程
    - 电离
      - 选择适合的电离技术
    - 质量分离
      - 按质荷比分离离子
    - 离子检测
      - 收集离子信号
    - 数据处理
      - 生成质谱图并解析
- 仪器组成
  - 进样系统
    - 样品引入方式
      - 直接进样
      - 色谱联用
  - 离子源
    - 样品电离方法
      - 电子轰击(EI)
      - 化学电离(CI)
      - 电喷雾(ESI)
      - 基质辅助激光解吸电离(MALDI)
      - 大气压化学电离(APCI)
  - 质量分析器
    - 按m/z分离离子类型
      - 磁偏转
      - 四极杆
      - 飞行时间(TOF)
      - 离子阱
      - Orbitrap
  - 检测器
    - 离子信号转换机制
      - 电子倍增器
      - 法拉第杯
  - 真空系统
    - 功能与组件
      - 机械泵
      - 分子涡轮泵
- 电离技术
  - 电子轰击(EI)
    - 工作原理
    - 应用
  - 化学电离(CI)
    - 优势与局限
  - 电喷雾(ESI)
    - 特点与应用
  - 基质辅助激光解吸电离(MALDI)
    - 适用领域
- 质量分析器对比
  - 四极杆
    - 优缺点
  - 飞行时间(TOF)
    - 特性
  - 离子阱
    - 应用场景
  - Orbitrap
    - 原理与优势
- 质谱联用技术
  - 气相色谱-质谱联用(GC-MS)
    - 应用实例
  - 液相色谱-质谱联用(LC-MS)
    - 特点
  - 感应耦合等离子体质谱(ICP-MS)
    - 应用分析
- 质谱图解析
  - 横坐标
    - 质荷比(m/z)
  - 纵坐标
    - 相对丰度(%)
  - 关键信息
    - 分子离子峰
    - 同位素峰
    - 特征碎片峰
- 应用领域
  - 有机化学
    - 应用实例
  - 生物医药
    - 临床应用
  - 环境科学
    - 污染物检测
  - 地质考古
    - 古物分析
- 发展前沿
  - 高分辨质谱(HRMS)
    - 研究进展
  - 成像质谱(如MALDI-IMS)
    - 医学应用
  - 微型化便携式质谱仪
    - 便携式应用场景
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