1、GC-MS儀器及檢測技術(shù),氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀器出現(xiàn)于六十年代。由于它能迅速地進(jìn)行混合物的分離和鑒定，且十分靈敏有效，所以在聯(lián)用儀器中，色質(zhì)聯(lián)機發(fā)展最快。70年代，GC-MS已開始作為商品出售；80年代，已開始普及應(yīng)用。 目前，由于色譜儀、質(zhì)譜計、計算機等各自的技術(shù)發(fā)展，更加促進(jìn)了該項聯(lián)用技術(shù)日趨完備成熟。檢測限已達(dá)10-910-12g水平。,GC-MS儀器,4,離子源,1,2,3,質(zhì)量分析器,接口技術(shù),色譜單元,2 GC-MS儀器,電子轟擊源： 有機分子在此離子源中被一束電子流(能量一般為70eV)轟擊，失去一個外層電子，形成帶正電荷的分子離子，很快(大約10-910-10S內(nèi))又進(jìn)一步碎裂

2、成各種不同的碎片離子、中性離子或游離基，即可得到相應(yīng)的分子離子與碎片離子峰。,這種離子源的特點是 電離效率高， 能量分散小， 結(jié)構(gòu)簡單， 操作方便， 所得MS圖具有特征性。 這種離子化方式導(dǎo)致分子較大碎裂，對于供試藥物的鑒別和結(jié)構(gòu)解析十分有利。但所得分子離子峰往往并不很強，有時甚至不能識別。此法不適合高分子量的和熱不穩(wěn)定化合物,化學(xué)電離源(C1)： 是先將反應(yīng)氣(常用甲烷、異丁烷、氨氣等)與樣氣按一定比例混合，然后進(jìn)行電子轟擊，其特點是分子離子峰強度較弱，而M+l峰卻很強，以此可獲得有關(guān)分子量信息，也可用之判斷化合物的主體結(jié)構(gòu)。 其他類型的離子源： 用于聯(lián)用系統(tǒng)的還有場致離子源(F1)、場解吸

3、附源(FD)解析化學(xué)電離源(DCI)等。還有某些復(fù)合離子源，如電子轟擊源與化學(xué)電離源(EIC1)、電子轟擊源與場致電離源(EI門)等。采用復(fù)合離子源時，可同時獲得兩種電離方式下的MS圖，從而提高了分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。,質(zhì)量分析器,質(zhì)量分析器的作用 是將電離室中形成的離子按其質(zhì)荷比(mz)的大小分開，以進(jìn)行質(zhì)譜檢測，聯(lián)用系統(tǒng)中常用的質(zhì)量分析器主要有兩種。 四極桿質(zhì)量分析器： 由四根平行的圓柱形電極組成。電極分為兩組，分別加上直流電壓和具有一定振幅、頻率的交流電壓，當(dāng)樣品離子沿電極間軸向進(jìn)入電場后，會在極性相反的電極問產(chǎn)生振蕩，只有mz在一定范圍內(nèi)的離子，才可能沿軸線作有限的穩(wěn)定振蕩運動，最終達(dá)到檢

4、測器，其他離子則因振幅不斷增大而與電極相撞，放電(中和)后被抽走，這樣，按一定規(guī)律改變所加電壓或頻率，即可使不同mz的離子依次達(dá)到檢測器而分離。這種分析器掃描速度快，離子流通量大，結(jié)構(gòu)簡單，易操作，應(yīng)用較為廣泛，但其分辨率較低，對高質(zhì)量數(shù)離子有質(zhì)量歧視效應(yīng)。適用的質(zhì)量范圍也較小，有時為提高其性能，也常將幾個串聯(lián)起來使用。,磁式質(zhì)量分析器： 有單聚焦和雙聚焦兩種類型。單聚焦型質(zhì)量分析器的原理是，被電場加速的離子在未進(jìn)入磁場前沿直線前進(jìn)，進(jìn)入磁場后發(fā)生偏轉(zhuǎn)，通常離子在磁場中的軌道半徑是固定的，因此，在進(jìn)行磁場掃描和電壓掃描時，有規(guī)律地變化磁場強度和加速電壓，便可使具有不同質(zhì)荷比的離子依次達(dá)到接收器

5、，此類分析器結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。但對質(zhì)量相同、能量不同的離子分辨率較低。,MS檢測器的作用 是將離子束轉(zhuǎn)變成電信號，但是通常這種離子流是相當(dāng)小的，因此必須將信號放大。最常用的檢測器是電子倍增器，當(dāng)離子源出來的離子撞擊到檢測器時，可引起倍增器電極表面噴射出一些電子，被噴射出來的電子由于電位差被加速射向第二個倍增器電極，噴射出更多的電子，由此連續(xù)作用下去。每個電子在碰撞下一個電極時能噴射出23個以上電子，通常電子倍增器有14級倍增器電極，如果平均每個粒子噴射3個電子，那么每個離子從撞擊第一個電極起到檢測器的最后一個電極，所獲得的電子總數(shù)將是314或48106。因此大大提高了檢測靈敏度。,2.2接口

6、技術(shù),直接偶合法 將色譜流出物引入MS最簡單的一種接口是直接偶合法，即利用真空密封法蘭盤將色譜柱出口直接插入質(zhì)譜儀的離子源中，這種接口沒有富集裝置，靈敏度不高，但裝置簡單，適用于具有典型流速12mLmin的小口徑毛細(xì)管柱，現(xiàn)代MS儀采用的真空系統(tǒng)即可與之相匹配。另一種直接偶合的接口是在質(zhì)譜儀上安裝一個固定的進(jìn)口限流器，同時用一個針形閥把部分色譜流出物旁路掉，這樣對色譜柱流速的調(diào)節(jié)更加靈活。,濃縮型接口 濃縮型接口又稱分子分離器，包括有隙透分離器、半透膜分離器等。廣泛采用的是噴射分離器，接口故入色譜儀和離子源之間，既是載氣和試樣的分離器，又是富集裝置。最適合GC填充住，也可用于毛細(xì)管住。噴射式分

7、離器：按分子噴射動量和擴散能力不同分離濃縮。有單極或雙極不銹鋼噴射分離器，適合于相對分子量小的載氣如H2、He等，多用于電子轟擊MS聯(lián)用，還有單級玻璃噴射分離器，多與化學(xué)電離MS聯(lián)用。,開口分流型接口 這種接口技術(shù)通過設(shè)置旁路，排除過量的色譜流出物。色譜柱和進(jìn)入質(zhì)譜離子源的限流管通過一只T形三通玻璃管內(nèi)的一段套管連接。操作時，由三通的另一路支管導(dǎo)入氮氣，以形成常壓保護(hù)氣氛，當(dāng)打開閥門時，色譜流分便可經(jīng)限流管進(jìn)入離子源。這種接口對聯(lián)機運行過程中色譜柱更換非常方便。適合小徑或中徑的毛細(xì)管柱。,開口分流型接口,色譜單元,1.色譜柱 色譜柱有填充柱和空心柱。尤其是熔融二氧化硅空心柱(FSOT)，本身具

8、有彈性，可拉直，易與質(zhì)譜離子源連接，目前采用較多，如果樣品不太復(fù)雜。對分離效果要求不太高時，可采用內(nèi)徑2mm的填充柱。若樣品比較復(fù)雜，可供使用的樣品量又很少，則應(yīng)使用毛細(xì)管柱。對固定相要求不得有足以干擾質(zhì)譜檢測的嚴(yán)重流失。以防本底抬高，靈敏度降低。不太嚴(yán)重時可采用基始電流補償器補償。在分析痕量組分時，也可在色譜柱出口串聯(lián)一支流失固定液捕集小柱。橫向交聯(lián)固定相和鍵合相填充柱使用壽命較長。,色譜單元,2.載氣 所用的載氣應(yīng)是化學(xué)惰性，對MS檢測無干擾。且具有使載氣流中的樣品富集的性能和不干擾總離子流檢測，選擇時主要從分子量、電離勢、接口方式等方面考慮，常用氮氣和氦氣。為了減少載氣總量，常采用較低的

9、載氣流量和較高的柱溫或程序升溫。 3.樣品量 正常的樣品量應(yīng)以不超載為限，但有時為了對小組分檢測，也可過量進(jìn)樣。 4.接口溫度 一般略低于柱溫，且使接口整體任何部位均不應(yīng)出現(xiàn)“冷區(qū)”。,常用檢測方法,1總離子流色譜法 該法是利用MS來記錄色譜流出物的總離子流，此時，MS僅作為GC的檢測器。因此，總離子流色色譜圖一般是與GC圖譜一致的。1990年劉學(xué)志等用同樣方法從人體血清、血漿、乳汁等液體中萃取出游離脂肪酸與酯化態(tài)脂肪酸混合物，經(jīng)薄層層析分離甲酯化后，以十五烷酸作內(nèi)標(biāo)，進(jìn)行GC-M S 總離子流質(zhì)譜色譜定量測定，本方法最小檢出量約為50nmoL,常用檢測方法,2反復(fù)掃描法(repetitive

10、 scanninmethod，RSM) 該法是在整個色譜分離過程中，MS儀可按一定間隔時間進(jìn)行反復(fù)掃描，這樣，在復(fù)雜的混合組分分析中，可得許多MS圖然后用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行自動測量、記錄和運算，最后根據(jù)GC圖譜上的相應(yīng)點，制得標(biāo)準(zhǔn)MS譜圖,常用檢測方法,3.質(zhì)量色譜法(mass chromatography，MC) 此法是從上述反復(fù)掃描所得并已儲存在計算機中的MS圖中重新畫出一個或若干個碎片的洗脫過程圖。根據(jù)特征峰下的面積進(jìn)行定量測定。此法的優(yōu)點是：即使色譜過程中分離很差或有峰重疊時，也能對測定物作出鑒定，并可進(jìn)行定量。,常用檢測方法,4選擇性離子監(jiān)測 此法是GC-MS測定中最重要的方法之一，以保留時間為橫坐標(biāo)，記錄一個或若干個特征離子碎片的強度所構(gòu)成的質(zhì)量碎片圖譜，也就是進(jìn)行選擇性離子記錄。通過同時記錄多個碎片及其相應(yīng)的離子強度比，可大大提