氣相色譜質譜

氣相色譜/質譜的簡單介紹氣相色譜的工作原理實質上氣相色譜分離是利用試樣中各組分在色譜柱中的氣相和固定相間的分配系數不同，當汽化后的試樣被載氣帶入色譜柱中運行時，組分就在其中的兩相間進行反復多次（１０３－１０６）的分配（吸附－脫附－放出）。由于固定相對各種組分的吸附能力不同（即保存作用不同），因此各組份在色譜柱中的運行速度就不同，經過一定的柱長后，便彼此分離，順序離開色譜柱進入檢測器，產生的離子流信號經放大后，在記錄器上描繪出各組分的色譜峰。GasChromatography

Detector熱導(TCD)：熱導系數差異（通用性）火焰電離(FID)：火焰電離（有機物）電子俘獲(ECD)：化學電離火焰光度(FPD)：分子發射氮磷(NPD)：熱表面電離原子發射(AED)：原子發射（通用性）紅外(FTIR)：分子吸收質譜(MS)：電離和質量色散相結合pptrillionppbppmppthousandpercent1ppm=1ng1Lm1mgLiter1LmLiter==TCDFIDECDAEDPIDNPD(N)NPD(P)MSD(SIM)(SCAN)FPD(S)IRDELCDELCD(SorN)(X)10-15fg10-12pg10-9ng10-6mg10-3mgGC檢測器比較質量分析器四極質量分析器掃描速度快，并可從正離子到負離子檢測自動切換，而且靈巧輕便，價格便宜，是GC-MS中最流行的質量分析器。離子阱質量分析器飛行時間質量分析器質量分析器質量下限質量上限使用范圍四極桿離子阱飛行時間扇形場1~101~101~101~10500~4000500~6000500~1061000~15000小分子、多電荷離子大分子小分子、多電荷離子大分子小分子、大分子小分子、中等大小分子質譜儀的主要性能指標質量范圍

質譜儀器能檢測的最低和最高質量,質量范圍取決于質量分析器的類型。

m/z

不是m

質量下限高，得不到低質量端的特征離子；質量上限低，不能檢測分子量高于質量上限的分子離子。

質量分析器質量準確度用途類型四極桿離子阱飛行時間扇形場0.1u0.1u0.0001u0.0001u給出整數質量給出整數質量精確質量和元素組成精確質量和元素組成低分辨低分辨高分辨高分辨1.GC-MS能做什么？2.GC-MS的對象局限性3.為什么選擇GC-MS？氣相色譜－質譜分析的應用GC-MS聯用分析的靈敏度高，適合于低分子化合物(相對分子質量＜1000）的分析，尤其適合于揮發性成分的分析。在藥物的生產、質量控制和研究中在中藥揮發性成分的鑒定食品和中藥中農藥殘留量的測定體育競賽中興奮劑等違禁藥品的檢測環境監測（1）分離效率高：復雜混合物，有機同系物、異構體。手性異構體。（2）靈敏度高：可以檢測出μg.g-1(10-6)級甚至ng.g-1(10-9)級的物質量.（3）分析速度快：一般在幾分鐘或幾十分鐘內可以完成一個試樣的分析。（4）應用范圍廣：適用于沸點低于400℃的各種有機或無機試樣的分析。不足之處：對高沸點、難揮發，熱穩定性差、化學性質極為活潑或強腐蝕性物質不能用GC測定。應用范圍受到限制，在所有的有機物分析中只有15~20%能用GC進行分離分析。NIST05庫：163198種化合物的譜圖、CAS號、分子式等信息

GC-MS的一些概念1.進樣量1-2uL，進樣濃度1ppm以下（水、酸、堿不可行）2.分離溫度，約325度以下（由色譜柱決定）3.色譜柱決定分離效果，相似相溶原理4.同系物按碳數大小順序出峰5.GC-MS可以不基線分離（通過出峰時間和碎片離子定性）6.定量離子只有一個，質譜掃描范圍1-700amu7.GC-MS載氣常用He，純度99.999%

。8.GC-MS必須設置溶劑延遲。GC柱容量(克) 30ng=30x10-9gMass分析損失 99.9%氣相色譜操作條件的選擇

OptimizationofGCColumnPerformance1載氣（Carriergas）：種類，速度2色譜柱（Column）：固定液，柱長3柱溫（Columntemperature）4進樣量氣相色譜柱氣相色譜柱填料管填充柱(PackedColumn)融熔石英固定液

毛細管柱(CapillaryColumn)

內徑(I.D.)

2-4毫米長度

0.5-5米(2米最常用)填料

涂覆有0.5-25%固定液的擔體固定液

理論塔板數一般都很小內徑（I.D.）

0.1，0.25，0.32，0.53毫米長度

5-100m(30

m最常用)材質

融熔石英固定液

理論塔板數一般都較大C15|C15C18|C18C12|C12C15|C15C18|C18C12|C12C23|C23C15|C15C18|C18C12|C12C23|C23170℃等溫分析

C12-C15分離的比較好。

高沸點化合物出峰晚和峰較寬。230℃等溫分析

高沸點化合物出峰會比較早。TheseparationofC12-C15ispoor.

C12-C15分離的比較差。100℃

-10℃

/min-280℃

程序升溫分析

正構烷烴出峰間隔相等的低沸點的化合物的分離度較好高沸點的化合物出峰也較早柱溫與分離的關系IsothermalAnalysis|等溫分析同系物,按碳數從小到大的順序出峰正構醇的混合物在等溫分析時，通常出峰早的化合物峰形較尖銳，通常出峰晚的化合物峰形較寬乙酸酯類混合物甲醇乙醇正丙醇正丁醇乙酸甲酯乙酸乙酯乙酸正丙酯碳數1保留時間的對數234乙酸酯類混合物正構醇的混合物同系物的碳數

(沸點)和保留時間的對數之間大致成的線性關系。程序升溫分析同系物中碳數的較小先出峰正構醇的混合物乙酸酯類混合物乙酸甲酯乙酸乙酯乙酸正丙酯含碳數1保留時間234乙酸酯類混合物正構醇的混合物同系物的碳數

(沸點)和保留時間之間大致成的線性關系。(出峰時間間隔幾乎相等)甲醇乙醇正丙醇正丁醇樣品注入方法氣體樣品:0.2-1毫升液體的樣品:1-2uL注入太多樣品

-->造成峰形變差及進樣口污染注入GC的樣品體積各種不同溶劑的汽化體積(在進樣口

250℃及

140kPa的情況下）溶劑的閃蒸注入方法吸入樣品前吸溶劑和適當體積的空氣進入注射器,而且調整針桿到刻度。進樣口123uL0溶劑空氣注射1uL樣品進入GC。溶劑留在針尖部分。123uL0樣品溶液123uL0吸入１uL樣品空氣123uL0防止進樣誤差測試時使用同一個注射器，樣品進樣體積可保持一致。因為是

(樣品+少量溶劑)的方式進樣,峰面積

(包括溶劑)會變化。定量時必需使用標準曲線。標準樣品的抽取時需要使用與樣品一樣的方式，操作較麻煩。吸空氣進入針部分質譜儀OutletQuadrupolesQuadrupoles離子源質量分析器檢測器*IonformationandcollimationIonseparationandspeciationHighVacuumPumpMechanicalPumpIondetectionandamplification樣品導入真空系統VacuumManifold離子源

電子轟擊源（EI）是GC-MS中最常用的離子源

優點：①譜圖重現性好

②有較多的碎片離子，提供豐富的結構信息③靈敏度高

化學電離源（CI）也是GC-MS配置的離子源之一（軟電離，分子離子峰）

相近的峰寬平滑對稱的峰形適當的EM電壓合適的豐度值Lowwaterandair正確的質量分配典型的相對豐度自動調諧報告合適的同位素比例手動調諧：檢漏（28,18,32,69）

自動調諧：調整儀器狀態色譜－質譜的掃描模式及其提供的信息色譜-質譜聯用分析掃描模式全掃描（fullscanning）選擇離子監測(SIM)色譜－質譜三維譜

X坐標表示質荷比m/z，Y坐標表示時間或連續掃描的次數，Z坐標表示離子流的強度(離子豐度)。

全掃描

全掃描是質量分析器在給定的時間范圍內對給定質荷比范圍進行無間斷地掃描，獲得樣品中每一個組分（或在某一特定時刻）的全部質譜。在這種掃描模式下，可以獲得各種定性和定量信息。總離子流色譜圖（TIC）是總離子流強度隨時間（掃描次數）變化的色譜圖其中對應某一時間點的峰高是該時間點流進的組分的所有質荷比的離子強度的加和。給出保留值、峰高和峰面積提取離子流色譜圖（EIC質譜圖將全掃描得到的所有碎片離子的質荷比與其對應的離子流的相對強度作圖給出總離子流色譜圖上每一個色譜峰的質譜用途：用于目標化合物檢測和復雜混合物中雜質的定量分析。參數的設置：1化合物特征離子（分子離子、特征碎片離子或重排離子）

定量離子、輔助定量離子

2離子掃描停留時間

3質量窗口0.1特點：比全掃描模式有更高的靈敏度，因排除了干擾，峰形較好，提高了信噪比，適于定量分析。不用于未知物鑒定。選擇離子檢測操作流程：依次啟動計算機、氣相色譜、質譜的電源

進入化學工作站

view菜單tune/vacuumcontrolpumpdown

2~4h,調諧設定儀器操作參數

采樣分析譜圖檢索積分定量譜圖檢索應注意的問題：（１）相似系數的使用：90%比較可靠60%可靠性較差注：并非匹配率較高的化合物就一定是未知物，異構體、同系物和結構比較相似的化合物譜圖也比較相似，所以匹配率相近。（2）影響譜圖庫檢索的因素：

A儀器調諧方式不對，導致離子相對強度不對；

B采集數據或處理譜圖時，設定的檢測質量范圍不合適；

C色譜分離不好，得到的不是單一組分的質譜圖，而是共流出的混合物譜圖；

D譜圖處理或選擇不當（平均譜、峰頂譜、峰起點譜等）。（3）譜圖分析：

計算分子量、分析碎片離子、研究斷裂方式等。（4）色譜峰純度判別：

自動判別色譜峰純度，解疊共流出組分（Automatedmassspectrometrydeconvolutionandidentificationsystem,AMDIS)8、譜圖檢索

Librarysearch作為定性分析的手段，應用日益廣泛。