氣相色譜質(zhì)譜

氣相色譜/質(zhì)譜的簡單介紹氣相色譜的工作原理實(shí)質(zhì)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(shù)不同，當(dāng)汽化后的試樣被載氣帶入色譜柱中運(yùn)行時(shí)，組分就在其中的兩相間進(jìn)行反復(fù)多次（１０３－１０６）的分配（吸附－脫附－放出）。由于固定相對(duì)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(yùn)行速度就不同，經(jīng)過一定的柱長后，便彼此分離，順序離開色譜柱進(jìn)入檢測器，產(chǎn)生的離子流信號(hào)經(jīng)放大后，在記錄器上描繪出各組分的色譜峰。GasChromatography

Detector熱導(dǎo)(TCD)：熱導(dǎo)系數(shù)差異（通用性）火焰電離(FID)：火焰電離（有機(jī)物）電子俘獲(ECD)：化學(xué)電離火焰光度(FPD)：分子發(fā)射氮磷(NPD)：熱表面電離原子發(fā)射(AED)：原子發(fā)射（通用性）紅外(FTIR)：分子吸收質(zhì)譜(MS)：電離和質(zhì)量色散相結(jié)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(zhì)量分析器四極質(zhì)量分析器掃描速度快，并可從正離子到負(fù)離子檢測自動(dòng)切換，而且靈巧輕便，價(jià)格便宜，是GC-MS中最流行的質(zhì)量分析器。離子阱質(zhì)量分析器飛行時(shí)間質(zhì)量分析器質(zhì)量分析器質(zhì)量下限質(zhì)量上限使用范圍四極桿離子阱飛行時(shí)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(zhì)譜儀的主要性能指標(biāo)質(zhì)量范圍

質(zhì)譜儀器能檢測的最低和最高質(zhì)量,質(zhì)量范圍取決于質(zhì)量分析器的類型。

m/z

不是m

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

質(zhì)量分析器質(zhì)量準(zhǔn)確度用途類型四極桿離子阱飛行時(shí)間扇形場0.1u0.1u0.0001u0.0001u給出整數(shù)質(zhì)量給出整數(shù)質(zhì)量精確質(zhì)量和元素組成精確質(zhì)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(duì)象局限性3.為什么選擇GC-MS？氣相色譜－質(zhì)譜分析的應(yīng)用GC-MS聯(lián)用分析的靈敏度高，適合于低分子化合物(相對(duì)分子質(zhì)量＜1000）的分析，尤其適合于揮發(fā)性成分的分析。在藥物的生產(chǎn)、質(zhì)量控制和研究中在中藥揮發(fā)性成分的鑒定食品和中藥中農(nóng)藥殘留量的測定體育競賽中興奮劑等違禁藥品的檢測環(huán)境監(jiān)測（1）分離效率高：復(fù)雜混合物，有機(jī)同系物、異構(gòu)體。手性異構(gòu)體。（2）靈敏度高：可以檢測出μg.g-1(10-6)級(jí)甚至ng.g-1(10-9)級(jí)的物質(zhì)量.（3）分析速度快：一般在幾分鐘或幾十分鐘內(nèi)可以完成一個(gè)試樣的分析。（4）應(yīng)用范圍廣：適用于沸點(diǎn)低于400℃的各種有機(jī)或無機(jī)試樣的分析。不足之處：對(duì)高沸點(diǎn)、難揮發(fā)，熱穩(wěn)定性差、化學(xué)性質(zhì)極為活潑或強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)不能用GC測定。應(yīng)用范圍受到限制，在所有的有機(jī)物分析中只有15~20%能用GC進(jìn)行分離分析。NIST05庫：163198種化合物的譜圖、CAS號(hào)、分子式等信息

GC-MS的一些概念1.進(jìn)樣量1-2uL，進(jìn)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(shù)大小順序出峰5.GC-MS可以不基線分離（通過出峰時(shí)間和碎片離子定性）6.定量離子只有一個(gè)，質(zhì)譜掃描范圍1-700amu7.GC-MS載氣常用He，純度99.999%

。8.GC-MS必須設(shè)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(jìn)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(xì)管柱(CapillaryColumn)

內(nèi)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(dān)體固定液

理論塔板數(shù)一般都很小內(nèi)徑（I.D.）

0.1，0.25，0.32，0.53毫米長度

5-100m(30

m最常用)材質(zhì)

融熔石英固定液

理論塔板數(shù)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(diǎn)化合物出峰晚和峰較寬。230℃等溫分析

高沸點(diǎn)化合物出峰會(huì)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(gòu)烷烴出峰間隔相等的低沸點(diǎn)的化合物的分離度較好高沸點(diǎn)的化合物出峰也較早柱溫與分離的關(guān)系IsothermalAnalysis|等溫分析同系物,按碳數(shù)從小到大的順序出峰正構(gòu)醇的混合物在等溫分析時(shí)，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(shù)1保留時(shí)間的對(duì)數(shù)234乙酸酯類混合物正構(gòu)醇的混合物同系物的碳數(shù)

(沸點(diǎn))和保留時(shí)間的對(duì)數(shù)之間大致成的線性關(guān)系。程序升溫分析同系物中碳數(shù)的較小先出峰正構(gòu)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(shù)1保留時(shí)間234乙酸酯類混合物正構(gòu)醇的混合物同系物的碳數(shù)

(沸點(diǎn))和保留時(shí)間之間大致成的線性關(guān)系。(出峰時(shí)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(jìn)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(jìn)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(dāng)體積的空氣進(jìn)入注射器,而且調(diào)整針桿到刻度。進(jìn)樣口123uL0溶劑空氣注射1uL樣品進(jìn)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(jìn)樣誤差測試時(shí)使用同一個(gè)注射器，樣品進(jìn)樣體積可保持一致。因?yàn)槭?/p>

(樣品+少量溶劑)的方式進(jìn)樣,峰面積

(包括溶劑)會(huì)變化。定量時(shí)必需使用標(biāo)準(zhǔn)曲線。標(biāo)準(zhǔn)樣品的抽取時(shí)需要使用與樣品一樣的方式，操作較麻煩。吸空氣進(jìn)入針部分質(zhì)譜儀OutletQuadrupolesQuadrupoles離子源質(zhì)量分析器檢測器*IonformationandcollimationIonseparationandspeciationHighVacuumPumpMechanicalPumpIondetectionandamplification樣品導(dǎo)入真空系統(tǒng)VacuumManifold離子源

電子轟擊源（EI）是GC-MS中最常用的離子源

優(yōu)點(diǎn)：①譜圖重現(xiàn)性好

②有較多的碎片離子，提供豐富的結(jié)構(gòu)信息③靈敏度高

化學(xué)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(duì)稱的峰形適當(dāng)?shù)腅M電壓合適的豐度值Lowwaterandair正確的質(zhì)量分配典型的相對(duì)豐度自動(dòng)調(diào)諧報(bào)告合適的同位素比例手動(dòng)調(diào)諧：檢漏（28,18,32,69）

自動(dòng)調(diào)諧：調(diào)整儀器狀態(tài)色譜－質(zhì)譜的掃描模式及其提供的信息色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析掃描模式全掃描（fullscanning）選擇離子監(jiān)測(SIM)色譜－質(zhì)譜三維譜

X坐標(biāo)表示質(zhì)荷比m/z，Y坐標(biāo)表示時(shí)間或連續(xù)掃描的次數(shù)，Z坐標(biāo)表示離子流的強(qiáng)度(離子豐度)。

全掃描

全掃描是質(zhì)量分析器在給定的時(shí)間范圍內(nèi)對(duì)給定質(zhì)荷比范圍進(jìn)行無間斷地掃描，獲得樣品中每一個(gè)組分（或在某一特定時(shí)刻）的全部質(zhì)譜。在這種掃描模式下，可以獲得各種定性和定量信息?？傠x子流色譜圖（TIC）是總離子流強(qiáng)度隨時(shí)間（掃描次數(shù)）變化的色譜圖其中對(duì)應(yīng)某一時(shí)間點(diǎn)的峰高是該時(shí)間點(diǎn)流進(jìn)的組分的所有質(zhì)荷比的離子強(qiáng)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(zhì)譜圖將全掃描得到的所有碎片離子的質(zhì)荷比與其對(duì)應(yīng)的離子流的相對(duì)強(qiáng)度作圖給出總離子流色譜圖上每一個(gè)色譜峰的質(zhì)譜用途：用于目標(biāo)化合物檢測和復(fù)雜混合物中雜質(zhì)的定量分析。參數(shù)的設(shè)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(shí)間

3質(zhì)量窗口0.1特點(diǎn)：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(dòng)計(jì)算機(jī)、氣相色譜、質(zhì)譜的電源

進(jìn)入化學(xué)工作站

view菜單tune/vacuumcontrolpumpdown

2~4h,調(diào)諧設(shè)定儀器操作參數(shù)

采樣分析譜圖檢索積分定量譜圖檢索應(yīng)注意的問題：（１）相似系數(shù)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(gòu)體、同系物和結(jié)構(gòu)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(diào)諧方式不對(duì)，導(dǎo)致離子相對(duì)強(qiáng)度不對(duì)；

B采集數(shù)據(jù)或處理譜圖時(shí)，設(shè)定的檢測質(zhì)量范圍不合適；

C色譜分離不好，得到的不是單一組分的質(zhì)譜圖，而是共流出的混合物譜圖；

D譜圖處理或選擇不當(dāng)（平均譜、峰頂譜、峰起點(diǎn)譜等）。（3）譜圖分析：

計(jì)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(dòng)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(yīng)用日益廣泛。