气相色谱-质谱联用

气相色谱质谱联用（GCMS）主讲人：2019-08-05内容•气相色谱基础•质谱法原理及质谱仪•气质联用仪•气质联用仪的应用气相色谱法的特点◎气相色是一种将混合物分离为单独的化合物组分的分析技术。流动相携带化合物通过固定相，由于样品中不同的成分在固定相上移动的速度不同，因此这些成分发生了分离。◎气相色谱法提供保留时间和强度二维信息，得到的是二维谱图。◎气相色谱法定性依据是色谱峰的保留时间，定量依据则是色谱峰高或峰面积作为定性和定量分析方法，气相色谱法最大特点在于高效的分离能力和高的灵敏度，因此是分离混合物的有效手段。典型的色谱图自动进样器柱温箱控制面板MS检测器FID检测器典型的气相色谱气路气相色谱仪工作过程GC进样方式•分流/不分流进样口（SPL）•隔垫吹扫填充（柱）进样口（WBI）•冷柱头进样口（OCI）•多模式进样口（MMI）•挥发进样口进样系统—分流/不分流分离系统—色谱柱检测系统（一）热导检测器（TCD）TCD：是一个非破坏型的浓度型检测器。载气通过灯丝时带走一定热量使之冷却。优点：它对无机物和有机物都有响应，线性范围宽且不破坏样品。缺点：灵敏度较低，一般适用于常量及含量在1.0×10-4数量级以上的组分分析。二）火焰离子化检测器（FID）（二）火焰离子化检测器（FID）FID:是一个破坏性、质量型检测器。火焰中产生大量碳正离子，被收集后形成检测器信号。（三）电子捕获检测器（ECD）电子俘获检测器：具有高选择性和高灵敏度的检测器。高选择性：只对具有电负性的物质有很高的信号适用于：医务、食品检验、动植物体的农药残留量、大气及水质污染等领域。由放射源发射源发射的β射线轰击载气分子使之丢去外层电子，在阳极形成基础电流（四）火焰光度检测器（FPD）又称硫、磷检测器，对含硫、磷有机化合物具有高选择性和灵敏度的质量型检测器。可用于有机磷和有机硫农药残留量的测定；大气中痕量硫化物以及农副产品，（五）脉冲火焰光度检测器（PFPD）质谱的发展7890B/5977B（7697A）GC/MS（顶空）顶空MS质谱法以离子源产生气相离子，再利用质量分析器测质核比，计算出分析物的分子量，是目前所有质谱仪器运作的基本原理他的基本原理是这样的：磁质谱首先，使用各种方法将物质分子变为带电粒子，然后将带电粒子在电场中加速。使它们以一定的动能进入与其运动轨迹垂直的磁场中，在磁场作用下，粒子受到偏转并作圆周运动。而圆周运动的半径由加速电场强度、偏转磁场的磁场强度和粒子质荷比决定。因此，如果保持相同的电场强度和磁场强度，那么质荷比不同的粒子就有不同的旋转半径，所有质荷比不同的粒子就可以得到分离质谱分析示意图真空系统真空是保证质谱正常运行的基本条件！GCMS（四极杆）真空条件：10－5Torr1Torr＝1mmHg＝133.32Pa，平均自由程＝5m为什么MS需要真空提供足够的平均自由程提供无碰撞的离子轨道减少分子－离子反应减少背景干扰延长灯丝寿命消除放电增加灵敏度1、离子源为了适应样品的分析要求，人们利用气体放电、粒子轰击、场致电离、离子、分子反应等机理，发展了数十种离子源。它们使样品中的原子（分子）电离成为离子（有正离子、负离子、分子离子、碎片离子、单电荷离子、多电荷离子），并将离子加速、聚集成为离子束，以便送进质量分析器。（一）电子轰击电离源（EI）用70ev电子能量轰击——标准电离（EI）只有带正电荷的离子才能被检测电子能量与EI谱图苯甲酸电子轰击电离源（EI）（二）化学电离源（CI）化学源的的技术基础是离子和分子反应产生电离。和EI电离一样，阴极发射的电子使中性分子电离，不同的是样品和反应试剂一起进入离子化反应，反应气浓度高于样品浓度，首先电离的是反应试剂中性分子，由于压力较高，发生离子－分子反应，产生各种活性反应离子，这些离子与样品分子再发生离子－分子，实现样品分子的电离。常见的反应气有甲烷、氨气等。eee＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋N极S极灯丝样品入口离子盒收集极离子出口透镜组反应气化学电离源（CI）功能是将离子源产生的离子，按其质荷比m/z进行分离、检测，得到化合物特征质量信息。低分辨高分辨串联四极杆离子阱三重四极杆……飞行时间质谱扇形场（磁质谱）傅立叶变换离子回旋共振2、质量分析器四极杆质量分析器的特点质量分析器—四级极杆滤质器质谱图气质联用仪气质联用仪气相色谱-质谱联用接口选择离子模式（SelectedIonMonitoring)—SIMSIM&SCANGC/MS的应用领域1.在环境分析中的应用：例如测定空气中的乙醛、丙烯醛、丙醛、正戊醛等醛类化合物等2.在医药方面的应用：①兴奋剂体内药物分析：a.苯丙胺类药物；b.甾体类兴奋剂；c.特殊管理药物体内药物分析:吗啡类镇痛药物。②在中药研究中的应用：对中药中挥发油成分的分析；③在保健食品违禁化学物质分析中的应用：a.减肥食品；b.抗疲劳食品分析（违禁添加物：糖皮质激素）；c.安神镇静食品分析；d.降血压食品分析；e.消炎镇痛食品分析GC/MS的应用领域3.在农药残留检测方面的应用：在食品中的应用：a.分析牛奶饮品和奶粉中的有机磷农药残留量；b.检测大米中农药的残留量；4.测定饮用水中邻苯二甲酸酯类化合物5.在社会安全中的应用：a.在爆炸物监测的应用；b.在火灾物证鉴定中的应用：可将火场中易燃液体放火物与干扰物燃烧生成物区分开；6.在刑事鉴识中的应用：a.刑侦毒理学；b.分析人身体上的小颗粒将帮助罪犯与罪行建立联系。GC/MS的应用领域7.在生物利用度和药代动力学研究中的应用：如测定血药浓度；8.在有机物环境监测分析中的应用：为复杂样品中微量挥发性有机溶剂的定性、定量分析提供新的途径。9.对药物合成过程、药物作用机制的研究：为研究药物药理毒理做好准备,也为药品的质量控制以及制定药品质量标准提供依据。10.生物大分子的研究。11.临床诊断：通过检测由疾病诱导产生的代谢产物的变化进行分析，有助于了解病变过程和机体内代谢途径，同时助临床治疗种类齐全的质谱库一.农药及其代谢产物(937种)二.挥发性有机化合物库(66种)三.脂肪酸甲酯库(37种)四.毒物库(277种)五.香精香料库(419种)六.多氯联苯库(209种)七.有机酚类库（70种）八.有机锡库（17种）九.香精香料当中过敏源物质(30种）十.负化学源农药谱库（323种）十一.室内气体当中挥发性有机化合物（113种）谢谢！