气质联用基础

《气质联用基础》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、气相色谱—质谱联用技术气相色谱（Gaschromatography，GC）具有极强的分离能力，但它对未知化合物的定性能力较差；质谱（MassSpectrometry，MS）对未知化合物具有独特的鉴定能力，且灵敏度极高，但它要求被检测组分一般是纯化合物。将GC与MS联用，彼此扬长避短，既弥补了GC只凭保留时间难以对复杂化合物中未知组分做出可靠的定性鉴定的缺点，又利用了鉴别能力很强且灵敏度极高的MS作为检测器，气质联用色谱是由两个主要部分组成：即气相色谱部分和质谱部分。气相色谱使用毛细管柱，其关键参数是柱的尺

2、寸（长度、直径、液膜厚度）以及固定相性质（例如，5％苯基聚硅氧烷）。当试样流经柱子时，根据个组分分子的化学性质的差异而得到分离。分子被柱子所保留，然后，在不同时间（叫做保留时间）流出柱子。流出柱子的分子被下游的质谱分析器做俘获，离子化、加速、偏向、最终分别测定离子化的分子。质谱仪是通过把每个分子断裂成离子化碎片并通过其质荷比来进行测定的。1.联用技术原理质谱法的基本原理是将样品分子置于高真空（<10-3Pa）的离子源中，使其受到高速电子流或强电场等作用，失去外层电子而生成分子离子，或化学键断裂生成各种碎片

3、离子，经加速电场的作用形成离子束，进入质量分析器，再利用电场和磁场使其发生色散、聚焦，获得质谱图。根据质谱图提供的信息可进行有机物、无机物的定性、定量分析，复杂化合物的结构分析，同位素比的测定及固体表面的结构和组成等分析。气相色谱法是一种以气体作为流动相的柱色谱分离分析方法，它可分为气-液色谱法和气-固色谱。作为一种分离和分析有机化合物有效方法，气相色谱法特别适合进行定量分析，但由于其主要采用对比未知组分的保留时间与相同条件下标准物质的保留时间的方法来定性，使得当处理复杂的样品时，气相色谱法很难给出准确可

4、靠的鉴定结果。气-质联用(GC—MS)法是将GC和MS通过接口连接起来，GC将复杂混合物分离成单组分后进入MS进行分析检测。GC-MSschematic把气相色谱和质谱这两部分放在一起使用要比单独使用那一部分对物质的识别都会精细很多很多倍。单用气相色谱或质谱是不可能精确地识别一种特定的分子的。通常，经质谱仪处理的需要是非常纯的样品，而使用传统的检测器的气相色谱（如，火焰离子化检测器）当有多种分子通过色谱柱的时间一样时（即具有相同的保留时间）不能予以区分，这样会导致两种或多种分子在同一时间流出柱子。在单独使

5、用质谱检测器时，也会出现样式相似的离子化碎片。将这两种方法结合起来则能减少误差的可能性，因为两种分子同时具有相同的色谱行为和质谱行为实属非常罕见。因而，当一张分子识别质谱图出现在某一特定的GC-MS分析的保留时间时，将典型地增高了对样品种感兴趣的被分析物的确定性。GC-MS吹扫和捕集在分析挥发性化合物时，可以用吹扫和俘获（PurgeandTrap，P&T)浓缩器系统导入样品。提取目标被分析物，并与水混合，然后导入气密性室。用惰性气体，比如氮气(N2)往水中鼓泡；这就叫做吹扫。挥发性化合物运动到水上方的顶空

6、（headspace）。并被压力梯度驱使（由引入吹扫气体所引起）流出气密室。这些挥发性化合物被沿着顶线抽往“阱”。阱是一个装有吸附材料的、处于室温下的柱子。它将通过把这些挥发性化合物转化成液相而保持住。然后，加热给阱样品化合物经过一个挥发性界面被引入GC-MS柱，阱在这里相当一个分流进样系统。质谱检测器的类型和气相色谱(GC)联合使用的的质谱的最常见类型是四极杆质谱仪，有时根据惠普（现在的安捷伦）的商品名叫做“质量选择检测器”（MSD）。其他相对普遍的是离子阱质谱仪。另外，扇形磁场质谱仪气质联用中也有使用

7、，然而，这些特别的仪器价格昂贵，体积庞大不适用于高通量服务的实验室。气质联用中还可能遇到的其他的质谱检测器有：飞行时间检测器（timeofflight，TOF）、串联四极杆检测器（tandemquadrupoles，MS-MS)（请见下面内容。）或在离子阱的情况下MSn这里n指的是质谱级数。分析典型的质谱检测有两种途径：全程扫描和选择性离子检测（SelectiveIonMonitoring，SIM)。典型的GC-MS能够根据对仪器的设定，分别地或同时地执行这两种功能。MS全程扫描当以全程扫描方式收集数据时

8、，确定一个质量片段目标范围并输入仪器。一个典型的检测质量片段的广度范围可以是质荷比（m/z）50到质荷比400。扫描范围的确定很大程度上决定于分析者预期试样中所含的物质，同时要考虑容易和其他可能的干扰成分。MS不应设定成寻找太低质量的片段，否则，会测到空气（发现如质荷比为28的氮气），二氧化碳(m/z44)或其他可能的干扰。另外，如果选择一个很大的扫描范围，由于每次扫描必需测定很宽的质量范围，所耗费的时间长，结构每秒钟扫描的次