安捷伦气质联用仪(Agilent-GCMS)培训教材

AgilentGCMS化学工作站操作培训2020年3月3日第一章气相色谱/质谱基础3主要内容：MS和GC检测器的对比MS的基本理论45973MSD和6890GC5975BMSD和6890GC安捷伦GC/MS产品线的演变5975CMSD和7890GC5INTERFACEGCMSD10-5Torr2mL/min760Torr0.5-15mL/min传输线6气相色谱和质谱的联用技术——传输线传输线涡轮泵自动进样器离子源炉箱7PurposeOfThisCourseTolearntheoperationsofthe6890G.C.whileachievingabasicunderstandingofthefunctionandimpacteachofoftheG.C.componentshasonsampleanalysisandtolearnbeginningtroubleshootingskills.色谱柱流量控制器稳压器空气氢气载气分子筛脱水管固定进样口检测器电子部件PC限流器典型的气相色谱8分子筛P/N5060-9084捕氧管P/NIOT-2-HP1/8”铜环P/N5180-4196勿泄露气路连接主供气开关法阀二级减压阀9这些气体必须：根据所使用的检测器类型而选择惰性干燥纯净使用压缩气体的安全性请从贵公司的安全部门或当地气体供应商处获得安全知识。载气和检测器支持气10氧气捕集器微量的氧气会破坏色谱柱，特别是对毛细管柱。氧气也会降低ECD检测器的功能。氧气捕集器应连接在分子筛干燥器和仪器设备的进样口之间。分子筛干燥器11须使用GC专用铜管或不锈钢管。塑料管会渗透O2和其它污染物。还可能会释放其它可被检测到的干扰物。管子使用前先用溶剂冲洗，载气吹干。根据工厂的推荐更换过滤器，以防止发生气体的污染。每隔一定时间，应对所有外加接头进检漏（大约每隔4-6个月）。管路和净化器12根据所用的柱类型，载气压力应在60-100psi(大孔径柱即取60，细孔径柱即取100)。空气压力应为80psi。推荐管线压力氢气压力应为60psi。载气必须通过控制形成恒定的压力和恒定的流量。上下游控制器压差保持1公斤以上。减压阀和流量控制器13保留时间用于确定样品组分，即进行样品定性分析。峰面积用于测定样品的含量，即定量分析。典型色谱图14柱长(米)I.D.(mm).5-102-45-100.5305-100.1-.25填充柱530系列柱细孔径柱填充柱开管柱（毛细管柱）壁涂开管柱色谱柱类型Agilent7890A前视图15检测器盖检测器进样口阀显示屏键盘电源开关炉箱开关Agilent7890A后视图16炉箱排气出口进样口和检测器出口气路连接口电缆连接口电源连接口炉箱冷却风进口Agilent7890A键盘介绍17运行按键气相部件按键数字按键信息按键方法存储和自动运行按键维护按键18AgilentGC6890前视图19AgilentGC6890侧后视图20即时功能键功能键快捷键信息键数字键多功能键方法存贮与自动运行AgilentGC6890键盘介绍21质谱基础22质谱常用术语丰度质荷比(M/Z)基峰分子离子碎片离子偶电子离子奇电子离子510152025303540455055606570758085909510010505001000150020002500300035004000450050005500600065007000750080008500900095008541561006727CH3O23常见元素同位素表元素AA+1A+2元素类型质量%质量%质量%H110020.05“A”P31100“A”F19100“A”I127100“A”C12100131.1“A+1”N14100150.37“A+1”O16100170.04180.20“A+2”S32100330.80344.4“A+2”Si28100295.1303.4“A+2”Cl351003732.5“A+2”Br791008198.0“A+2”24离子源离子源传输线25推斥极灯丝eeeeeeeeeMMMMM+.M+.FF+.12Meeeeeeeeeeeeeeeeeeeeee电子电离（EI）26电离技术简介为了得到分子离子峰，采用了一些“软电离”技术：化学电离（CI）快原子轰击（FAB）场电离与场解析（FI，FD）电喷雾电离（ESI）大气压化学电离（APCI）这些电离方式与EI方式不同。它们共同之处在于电离时所需的能量比较低，因而不容易导致分子离子继续断裂。27四极杆28+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++------------------四级杆检测器离子聚焦高能打拿极电子倍增器电子正离子信号输出高能打拿极和电子倍增器29(0to-3000V)+IncomingIonX-RayLens(0to218V)SignalOutEMVoltage电子倍增器电压有使用上限（3000伏）电压的提高，可以提高检测器的信号30电子倍增器的寿命曲线31提供足够的平均自由程提供无碰撞的离子轨道减少离子-分子反应减少背景干扰延长灯丝寿命消除放电增加灵敏度为什么MS需要真空32M/ZM/ZAbundance82166182303501001502002501000000Scan32(5.281min):ALKDEMO.DAbundance82166182303501001502002501000000Scan33(5.289min):ALKDEMO.DM/Z50100150200250Abundance821661823031000000Scan34(5.297min):ALKDEMO.DM/ZAbundance82166182303501001502002501000000Scan35(5.305min):ALKDEMO.DTimeAbundance5.255.265.275.285.295.305.315.325.332000000400000060000008000000TIC:ALKDEMO.D32333435313630总离子流色谱33125010015020025030011109876Time[minutes]气质联用数据是三维的34出口气相高真空泵传输线化学工作站软件（电脑）离子源质量分析器机械泵检测器质谱仪器内部连接示意图35第二章ChemStation简介与开机关机的介绍36远程开机系统硬件浏览(网络化的)LAN集线器LANLAN37进入工作站仪器控制窗口用于编辑和运行方法、序列、设定工作站控制级别等界面切换通过功能键－视图3839调谐和真空控制窗口40用于数据后处理（积分、本底扣除、谱库检索、定量分析等）数据分析窗口41ChemStation文件夹42放气阀须关好MSD连接到接地的电源上MSD的接口伸入柱温箱老化好的毛细柱接好两端99.999%的氦载气接到GC上,推荐使用净化器开机前的准备:5975的放气阀位置5973的放气阀位置43597XMSD开机顺序打开计算机打开气相色谱及597X质谱电源。待气相色谱完成自检，597X质谱真空泵工作正常（如果机械泵声音不正常，检查侧门和放空阀是否关闭）进入工作站44系统开机或者45系统放空,关机46系统放空（续）5973的放气阀位置5975开盖装置47质谱的本地控制面板诊断放空/抽真空调谐运行/停止48第三章调谐49主要内容MS调谐的基本原理化学工作站中的不同调谐50调谐做什么?设定离子源部件的电压,以得到良好的灵敏度设定amugain和amuoffset以得到正确峰宽设定massgain和massoffset以保证正确的质量分配设定EM电压51稳定可挥发碎片涵盖质量范围宽仅有C-13和N-15同位素无质量缺陷全氟三丁胺(PFTBA)650Scan:10.00-650.00Samples:16Thresh:500117peaksBase:69.00Abundance:1974784MassAbundRelAbundIsoMassIsoAbundIsoRatio69.001974784100.0070.00203441.03219.00116121658.80219.95459683.96502.00566482.87503.00569010.045010015020025030035040045050055060005010013121926469414502614FCFCFCFCNCFCFCFCF..3222FCFCFCFC32222223调谐标样52AMUgain,offset高能打拿极电子倍增器入口透镜推斥极离子化区域样品入口灯丝灯丝拉出极离子聚焦Massaxisgain,offset补偿调谐参数EI部件电压影响灯丝通常为70ev电子束能量推斥极0–42.7volts推离子出离子源拉出极不加电孔径入口离子聚焦0–242.0volts相对丰度入口透镜0–128mV/amu相对丰度入口透镜补偿t0–127.5volts相对丰度AMUGain0–4095AMUOffset0–255HED-10,000volts将离子转换为电子电子倍增器0–3000volts灵敏度MassAxisGain2047质量分配MassAxisOffset499质量分配53离子源结构电离室：永久磁铁、灯丝、靶透镜：推斥极、拉出极、离子聚焦、入口透镜GCMS5975C新型高温离子源54参数阶程55四极杆质谱0+-RF振幅DC振幅极性RF频率56-0+负棒RF振幅0+-正棒DC振幅两对电极上的复合电压大小相等，直流电压极性相反57过滤高质量-0+负棒电位负棒M+*58M+*PositiveRodPositiveRod正棒电位过滤低质量0+-59{MathieuStabilityDiagram马绍方程图解50221969RF电压扫描线DC电压斜率=AMUGAINAMUOFFSETAMUGain及其偏移60扫描线AMUGain及其偏移DC电压扫描线选择AMUOFFSET斜率=AMUGAINRF电压61AMUGAIN69219502AMUOFFSET69219502AMUGain渐增会:峰宽受影响大的是影响高质量和低质量区AMUOffset渐增会:AMUGain及其偏移如何影响峰宽峰宽分辨本领灵敏度四极杆是由四根金属棒构成的，他们等距离且相互平衡，相互位置为对角位置。工作原理是在一对相对位置的四极杆上加上相同的直流电压DC和射频电压RF，在另一相对对杆上加上与上述的一对四极杆极性相反但大小相同的DC电压和相位相反但振幅相同的RF电压。通过精确设置调节这两种电压并应用在四极杆上，可以实现scan、sim和全通过的扫描模式。这两种电压决定了增益和补偿（马修方程），决定了扫描线的位置从而而增益和补偿影响了灵敏度和分辨率。仪器通过使用调谐液，因为调谐液中所电离出来的离子都为已知的，通过已知的离子来对扫描线进行校正来调节增益和补偿，从而调节分辨率和灵敏度。一般手动调谐的参数过多，包括从离子源到光学传输组件到四极杆到检测器等一系列参数的调节，不建议使用。如果调谢不当，会影响仪器的性能。63予期质量观测质量MassAxisGain10020030040050050040030020010069219502质量轴校正MassAxisoffset64为什么做自动调谐?提供:1.诊断2.编写系统性能变化表3.提高灵敏度65寻找质量峰粗调EM电压和峰宽调节离子源部件使灵敏度达到最佳调节EM和峰宽达到最佳质量轴校正保存文件自动调谐流程图66例如:*ThisisknownasAutoTuneontheHP5973MSD上述丰度值不是精确值，只做演示用(DefaultValue)mVamu(){M/ZEnt.LensOffset入口透镜电压ENTR(SettoMaximizeM/Z69)M/Z{69502Ent.L