《质谱分析》是“中国分析测试技术丛书”的一个分册。
本书系统阐述了质谱技术的原理与方法。前三章为总论部分,主要对质谱分析进行统揽式的介绍,聚焦质谱分析的基本原理、关键术语,并按质谱仪的六大系统分别介绍常用的设备部件,方便读者从仪器组成层面理解质谱技术,从而更好地理解设备性能与结构之间的关系。第四至第七章结合实际分析思路与需求,分别对气相色谱-质谱联用、液相色谱-质谱联用、直接质谱分析及无机质谱分析技术相关的原理、样品处理、方法建立等进行介绍,通过列举典型实例供读者参考,方便读者理解、掌握和运用分析方法,高效获取科研数据。
本书面向有一定理科基础的,并在实际科研或工作中应用质谱仪的实验技术人员、科研人员、相关从业者,以及高等院校化学、环境、材料、生命科学、医药、地质、食品、法医学等专业师生,也可供对质谱分析感兴趣的读者参考。本书旨在帮助读者深化对质谱分析的理解,推动这一分析技术更好地服务于科学研究与实际应用,并促进质谱分析方法的发展与应用拓展。
欧阳钢锋 中山大学教授,博士生导师,国家杰出青年科学基金获得者,英国皇家化学会会士,中组部国家“万人计划”入选者,科技部中青年科技创新领军人才。兼任中国化学会环境化学专业委员会委员,中国环境科学学会环境化学分会委员,中国分析测试协会样品制备分会主任委员等。担任 Trends Anal. Chem.、Microchem. J.等期刊副主编。主要从事环境分析化学与微萃取技术研究工作。主持包括国家重大仪器专项、国家基金重点项目等在内的多个国家级、省部级项目。在 Nat. Water、Nat. Protoc.、Chem. Rev.、Chem. Soc. Rev.等期刊发表SCI论文500余篇,他引两万余篇次,入选Elsevier中国高被引学者榜单。以第一完成人获得2023年中国分析测试协会科学技术奖特等奖和广东省自然科学二等奖等。
黄淑瑶 博士,中山大学高级实验师。主要从事痕量污染物质谱分析方法及先进样品前处理方法开发等工作,主持多项国家级及省部级项目,任中国分析测试协会高校分会青年部委员,广东省分析测试协会副秘书长。
第一章 绪论 001~018
第一节 质谱分析概念 002
第二节 质谱技术发展简史 002
一、理论基础的建立 002
二、质谱仪的诞生 003
三、质谱仪的发展 005
四、中国质谱发展概况 010
第三节 质谱分析前沿与展望 012
参考文献 015
第二章 质谱分析原理及质谱图 019~046
第一节 质谱专业术语 020
一、质谱仪专业术语 020
二、质谱图专业术语 025
三、最新质谱专业术语 027
第二节 质谱分析原理 028
一、质谱分析基本原理 028
二、质谱仪分类 030
第三节 质谱图 031
一、扫描模式 031
二、质谱图概述 033
第四节 基于质谱的定性分析 036
一、基本原理 036
二、色谱分离 037
三、质谱检测 037
四、质谱的定性应用 038
第五节 基于质谱的定量分析 040
一、质谱信号强度与待分析物含量的关系 040
二、基质效应 042
三、质谱的定量应用 043
参考文献 045
第三章 质谱仪的基本构造 047~080
第一节 离子源与样品导入系统 048
一、质谱离子源概述 048
二、质谱离子化方法的选择 050
第二节 质量分析器 052
一、扇形磁场质量分析器 052
二、四极杆质量分析器 054
三、离子阱质量分析器 056
四、飞行时间质量分析器 057
五、傅里叶变换离子回旋共振质量分析器 060
六、离子淌度谱技术 063
第三节 串联质谱中的离子活化 065
一、碰撞诱导解离 066
二、电子捕获解离 067
三、电子转移解离 069
四、光解离 070
第四节 离子检测器 072
一、电子倍增器 072
二、法拉第杯 073
三、光电倍增管 074
四、阵列检测器 074
五、电荷(感应)检测器 075
第五节 真空系统与控制系统 076
一、质谱仪的真空系统 076
二、质谱仪的控制系统 077
参考文献 078
第四章 气相色谱-质谱分析 081~132
第一节 气相色谱分离原理概述 082
一、气相色谱法的基本原理与分类 082
二、气相色谱的基本术语 083
三、气相色谱基本理论 086
四、气相色谱-质谱联用技术 091
第二节 GC-MS中的离子化方法 091
一、电子轰击离子化 092
二、化学离子化 095
三、场致电离源 098
第三节 气质谱图及谱库 099
一、扫描模式 099
二、气质谱图分析 100
三、气质常用谱库 103
四、定性分析应用示例 105
第四节 GC-MS的组成、性能指标与维护 107
一、基本组成 107
二、性能指标 111
三、日常维护 113
第五节 GC-MS样品前处理 117
一、液-液萃取 118
二、液-固萃取 119
三、加速溶剂萃取 119
四、微波萃取 119
五、超临界流体萃取 120
六、固相萃取 120
七、QuEChERS法 121
八、凝胶净化 122
九、衍生化技术 122
十、其他前处理方式 123
第六节 气质联用应用实例 123
一、食品分析 124
二、环境分析 127
三、临床分析 129
参考文献 131
第五章 液相色谱-质谱分析 133~196
第一节 液质分析离子化与接口技术 134
一、电喷雾离子化 134
二、大气压化学电离 140
第二节 液质分析的分离原理与技术 144
一、高效液相色谱法 144
二、毛细管电泳法 153
第三节 液质联用技术的定性与定量方法 156
一、MRM与定量分析 157
二、LC-MS对未知化合物的定性分析 159
第四节 液质样品处理与方法选择 164
一、溶剂萃取技术 165
二、固相萃取技术 169
三、化学衍生技术 174
四、自动化与高通量样品前处理技术 175
第五节 LC-MS应用实例 177
一、类固醇激素的LC-MS分析 177
二、农药残留LC-MS分析 181
三、内源性植物激素LC-MS分析 182
四、脂质双键异构体的LC-MS分析 184
五、花生四烯酸CYP450代谢物的LC-MS分析 186
参考文献 187
第六章 直接质谱分析 197~262
第一节 直接质谱分析的概念与分类 198
第二节 基质辅助激光解吸/电离技术 199
一、解吸/烧蚀与电离机理 200
二、基质选择与样本处理 201
三、激光器 202
四、质量分析器 202
五、相关技术 203
六、应用实例 206
第三节 基于电喷雾电离的敞开式电离技术 207
一、解吸电喷雾电离 208
二、空气动力辅助电离 210
三、电喷雾萃取电离 211
四、液体萃取表面分析 214
五、探针电喷雾电离 215
六、纸喷雾电离 218
七、木签电喷雾电离 219
第四节 基于等离子体的敞开式电离技术 222
一、实时直接分析 223
二、介质阻挡放电电离 226
三、大气压固体分析探针 228
四、表面解吸常压化学电离 229
五、解吸电晕束电离 231
六、纳米尖端敞开式电离质谱 232
七、等离子体辅助解吸电离 233
八、常压火焰电离 235
第五节 基于激光的直接电离技术 236
一、电喷雾辅助激光解吸电离 237
二、基质辅助激光解吸电喷雾电离 238
三、激光烧蚀大气压光电离 239
四、等离子体辅助激光解吸电离 240
五、激光解吸电晕放电电离 241
六、激光诱导声波解吸电喷雾电离 241
第六节 基于其他原理的直接电离技术 242
一、快速蒸发电离 243
二、基质辅助电离 244
第七节 直接质谱分析的发展方向 245
一、机理与理论研究 245
二、小型化与智能化 246
三、产业化和国产化 247
四、特色应用和创新应用 247
参考文献 248
第七章 无机质谱 263~373
第一节 无机质谱概论 264
一、无机质谱发展历史 264
二、无机质谱分类 270
三、无机质谱法应用概述 274
第二节 电感耦合等离子体质谱法 275
一、概述 275
二、电感耦合等离子体离子源 278
三、样品引入系统 280
四、质谱仪 286
五、电感耦合等离子体质谱法的干扰消除 288
六、电感耦合等离子体质谱法分析基础 291
七、电感耦合等离子体质谱法的应用 294
第三节 二次离子质谱法 299
一、概述 299
二、二次离子法原理及工作模式 300
三、二次离子质谱仪器构造 318
四、二次离子质谱应用 326
第四节 辉光放电质谱法 332
一、概述 332
二、辉光放电基本原理 332
三、辉光放电质谱仪 334
四、辉光放电质谱法分析基础 336
五、辉光放电质谱法的应用 338
第五节 同位素比质谱法 340
一、概述 340
二、同位素比质谱法测量基本原理 341
三、同位素比质谱法分析装置 342
四、同位素比质谱法应用研究 344
第六节 热电离质谱法 345
一、概述 345
二、热电离质谱法原理 346
三、热电离质谱分析装置 348
四、热电离质谱测试方法 351
五、热电离质谱法应用研究 353
第七节 加速器质谱法 354
一、概述 354
二、加速器质谱法原理 355
三、加速器质谱分析装置 356
四、加速器质谱分析方法 359
五、加速器质谱法应用研究 360
参考文献 363
缩略词 374~377
索引 378~379