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Bruker600AvanceⅢ型核磁共振仪简介及组成

时间:2023-11-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:本节主要介绍Bruker 600 AvanceⅢ型核磁共振仪。Bruker 600 Avance Ⅲ型核磁共振仪由以下几部分组成。提供均匀稳定的外磁场,除了永久性磁铁以外,亦可用电磁场调节原有磁场,对于60MHz的仪器,约需14000G的磁场强度。所以探头可以比喻为核磁共振仪的心脏。图3-70Bruker 600 Avance Ⅲ型核磁共振仪的筒体图3-71探头自动进样器。核磁共振仪随电脑的操作指示自动进样和弹出样品。由谱仪产生射频脉冲和脉冲序列,处理接收的共振信号。

Bruker600AvanceⅢ型核磁共振仪简介及组成

从Agilent 7890A的上前方,可见到前后进样口和检测器。柱箱门的开关在箱门底部右角,电源开关在箱门左下方。键盘在右前方。气体入口和出口位于仪器后上端,如图4-17所示。

如图4-18所示,Agilent 7890A键盘分各个不同的功能区。有运行按键、气相部件按键、信息按键、数字按键、方法存储与自动运行键等。与6890N不同,7890A的键盘增添了第三个检测器的操作功能键,增加了维护按键。

图4-17 气质联用仪(Agilent 7890A)前视图

图4-18 气质联用仪(Agilent 7890A)的键盘

1.离子源

离子源有两根灯丝,在分析过程中可以使用任意一根。MS ChemStation可以设置使用哪一根灯丝,同时可以设置灯丝的发射电流。灯丝的发射电流可以改变,但建议使用仪器的缺省值。 5973型和5975型的电子能量可以改变。不过通常使用70eV的电子能量,以便获得有机分子的经典谱图。新型高温离子源如图4-19所示。

推斥极使带正电荷的离子碎片向质量过滤器方向运动。推斥极位于电离室出口对面,它的极性与离子相同。推斥极帮助离子穿过几个透镜,加在推斥极上的电压为正电压,可将离子推出离子源。如果推斥极电压过低,离开离子源的离子就会太少,导致灵敏度和高质量数离子响应降低。如果电压过高,离开离子源的离子速度太快,导致前伸峰,低质量数离子响应低。拉出极帮助带正电荷的碎片向质量滤器方向移动。不同仪器的拉出极功能有所不同。拉出极是由一个圆筒和一个中心带有小孔的圆片组成的。

图4-19 新型高温离子源

2.离子聚焦透镜

如果没有其他部件,离子穿过拉出极后会发生散射。离子聚焦部件帮助离子成束状进入质量过滤器。离子聚焦带负电,形成一个电场,即使离子聚成束,又防止聚焦部件捕获离子。离子聚焦调节过高或过低都会导致离子响应低。

3.入口透镜

经过改进的Turner-Kruger入口透镜位置紧挨四极杆。作用是使离子加速,并且抑制四极杆的边缘效应,防止离子外溢;保护四极杆末端免受污染。增加入口透镜的电压会增加高质量数离子的丰度而降低低质量数离子的丰度。

4.电子电离(EI)

EI是用电子轰击分子形成离子。由于电子与电子之间的相互作用,样品分子失去轰击它的电子以及分子内的一个成键电子,结果分子形成离子并带一个正电荷(通常是正一价,但离子也可能带多个正电荷)。最初分子离子的数量依赖于电子轰击的能量,并随轰击电子的能量增加,形成离子的数量增加。当达到一定值(大约30eV)时,电子能量增加形成的分子离子数量不会增加。大多数离子,至少有机化合物形成的离子,均非常活泼并带有过剩的能量。在没有其他化合物存在的情况下(例如在真空状态下),分子离子断裂或“碎裂”成其他离子、游离基(不带电荷,但带有不成对电子)和中性分子。这些碎片的质量和丰度依赖于分子的性质,这正是质谱法具有鉴定化合物能力的原因(图4-20)。(www.xing528.com)

用70eV电子能量轰击的操作方式被称为标准电子电离(EI)。在这种方式下,只有带正电荷的碎片离子才能被检测。值得注意的是,在这种方式下,电离效率只有 0.01%。

5.四极杆

顾名思义,四极杆质量过滤器是由四个极或杆组成。从四极杆的截面看,四个杆分别位于正方形的四个角。四极杆的尺寸精密到千分之几英寸以内,以达到最佳的峰形分辨率。在 5973 MSD、5975 MSD 中,四极杆由内表面镀金的石英杆组成。

在操作过程中,对角的两根杆串联成一组。一组加正直流电压(正极杆),另一组加直流负电压(负极杆),两组电压值相等,极性相反。另外,所有四极杆上都同时加RF电压(图4-21)。

一个离子进入四极杆后,由于受到 RF 电场和直流电(DC)的作用,发生复杂的振荡运动。假设某一时刻,DC和 RF 保持恒定,如果离子的质量太低,这个离子被推离轴向,到达正极杆,而不会到达四极杆的出口。如果离子质量太高,趋于负极杆的振荡增加,直到离子撞击到负极杆或从四极杆的边缘被弹出去。只有特定质量的离子在四极杆内的振荡才会稳定,并且只有这样的离子才能从四极杆的末端出去被电子倍增器检测。

图4-20 电子电离示意图

图4-21 四极杆工作原理示意图

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