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MV_RR_CNJ_0003有机质谱分析方法通则1.有机质谱分析方法通则说明编号JY/T003—1996名称(中文)有机质谱分析方法通则(英文)Generalprinciplesfororganicmassspectrometry归口单位国家教育委员会起草单位国家教育委员会主要起草人郑思定批准日期1997年1月22日实施日期1997年4月1日替代规程号无适用范围本通则规定了有机质谱法分析方法，适用于带有计算机数据处理及控制的质谱仪器。本通则适用于所用仪器规定质量范围内的有机化合物定性和定量分析。本标准包括：有机磁质谱法通则；四极质谱法通则；气相色谱—离子阱质谱联机方法通则。共三部分。本通则规定了四极质谱法分析方法，适用于带有计算机数据处理及控制的四极质谱及与气相、液相色谱联机仪器。应具备进样器，色谱与质谱联用所需的接口，离子源，质量分析器，检测器，计算机控制与数据处理系统，真空系统等。本通则适用于仪器规定质量范围的有机化合物定性和定量分析。本通则规定了有机质谱法对离子阱质谱仪的要求和分析方法，本通则适用于仪器规定质量范围内的有机化合物定性和定量分析。主要技术要求1.定义2.方法原理3.试剂和材料4.仪器5.样品6.操作步骤7.分析结果的表述是否分级无检定周期(年)附录数目无出版单位科学技术文献出版社检定用标准物质相关技术文件备注2.有机质谱分析方法通则的摘要本通则规定了有机质谱法分析方法，适用于带有计算机数据处理及控制的质谱仪器。本通则适用于所用仪器规定质量范围内的有机化合物定性和定量分析。本标准包括：有机磁质谱法通则；四极质谱法通则；气相色谱—离子阱质谱联机方法通则。共三部分。3定义本通则采用下列定义3.1原子质量单位AtomicMassUnit定义C原子质量的1/12为一个质量单位，简写为amu或u。3.2毫原子质量单位MilliMassUnit千分之一的原子质量单位，简写为mmu，lmmu＝1/1000u。3.3质荷比MasstoChargeRatio离子的质量和所带电荷的比值，简写为m/z。3.4质谱图MassSpectrum质谱分析中以质荷比为横坐标，离子的相对强度为纵坐标所作的谱图。3.5分子离子MolecularIon试样分子失去或得到一个电子而形成的离子。它在正离子场合下表示为M·＋。它的质荷比即表明试样分子所对应的分子量数值。在分子中含不同同位素时，以天然丰度昀大者作分子离子。3.6亚稳离子MetastableIon是指离子在质谱仪的离子源中产生，在达到检测器前分解的离子。其表观质量记为m※。3.7母离子ParentIon是指产生某一碎片的前体离子，母离子不一定是分子离子。3.8子离子DaughterIon是指由母子离子裂解后形成的离子。3.9碎片离子FragmentIon分子离子经过裂解后形成的离子。3.10重排离子RearrangementIon是指质谱过程中产生的与前体离子中原子排列不同的离子。3.11电子轰击电离ElectronImpactIonization试样分子在离子源内经电子流轰击电离成离子的方法，简写为EI。3.12化学电离ChemicalIonization在离子源内电子流首先使反应气如甲烷、异丁烷、氨等离子化，然后再与试样分子发生分子离子反应，使试样分子离子化，这种方法称化学电离，简写为CI。3.13解吸电离DesorptionIonization通以电流使涂在金属线圈上的试样分子迅速解吸下发生电子电离或化学电离，简写为DEI或DCI。3.14场致电离和场解吸电离FieldIonizationandFieldDesorptionIonization经过活化处理的发射丝，尖端的曲率半径可达微米级，加上高电压后，其附近的场强可达108V/cm，高场强使挥发性的试样分子产生离子化称为场致电离，简写为FI；而把试样涂在发射丝上并通以加热电流在高场强下使样品离子化称为场解吸电离，简写为FD。3.15快原子轰击电离和二次离子质谱FastAtomBombardmentandSecondaryIonMassSpectrometry快速Ar原子(或Xe原子)轰击涂敷有某种底物靶面上的试样，使试样分子离子化，这种方法称为快原子轰击电离，简写FAB；如用高能量的一次离子如Xe＋、Ar＋、Cs＋来轰击涂敷在靶面上的试样而溅射出试样分子的二次离子来进行质谱分析，称为二次离子质谱法，简写SIMS。3.16磁式质谱仪MagneticSectorMassSpectrometer是一种使试样分子电离成离子，并通过扫描磁场，使它们按质荷比不同进行分离，并依次检测它们的强度，对它们进行定性和定量分析的一种仪器。3.17双聚焦质谱仪DoubleFocussingMassSpectrometer是由静电场(E)和磁场(H)所组成的质量和能量分析器的有机磁质谱仪。如静电场排列在前，称为正置式(EH)双聚焦质谱仪，反之，如磁场排列在前，称为反置式(HE)双聚焦质谱仪。3.18联动扫描LinkedScanning是在双聚焦磁质谱仪中，加速电压(V)固定，将磁场强度H和静电场强度E的比值保持不变，来扫描不同质荷比的离子，由母离子来找到各种子离子的测定方法以及将H2/E的比值保持不变来扫描，由于离子来找母离子的测定方法，皆称为联动扫描。3.19碰撞诱导解离或碰撞诱导活化CollisionInducedDissociation&CollisionInducedActivation在电场和磁场中间的无场区，具有较高动能的离子与中性原子或分子(一般为惰性气体如N2，He)发生非弹性碰撞，离子的一部分动能转化为内能，结果导致离子的解离，这种由离子与中性原子或分子碰撞而引起的解离称为碰撞诱导解离或碰撞诱导活化，简写为CID或CIA。3.20色质联机ChromatographyMassSpectrometer由色谱仪与质谱仪通过接口构成为整体的一种联用仪器。3.21色质联用法ChromatographyMassSpectrometry通过色质联机对物质进行分析的方法，气相色谱与质谱联用分析简写为GC/MS，液相色谱与质谱联用分析简写为LC/MS。3.22质谱/质谱联用法MassSpectrometry/MassSpectrometry在第一质谱仪中进行离子的质量分离，选择感兴趣的离子在碰撞室中进行解离，得到所选离子的各种裂解碎片谱图。这一过程等于获得一个质谱中某一离子的质谱，称为质谱/质谱法，此类仪器称为串联质谱仪，简写为MS/MS。3.23总离子流色谱图TotalIonChromatogram是未经质量分离的各种质荷比离子，所产生的总电流强度信号与时间相对应的关系图。在色质联用分析时，TIC与色谱分析时各种检测器所得到的色谱图相对应，各峰的面积可作为GC/MS定量分析的依据，简写为TIC。3.24质量色谱MassChromatogram由计算机从每一张质谱图中指定同一种质荷比的离子并以该离子强度对扫描序号所作的关系图，简写为MC。3.25选择离子检测SelectedIonDetection&SelectedIonMonitoring选择能表征待测成分的一个或几个离子峰进行测定的方法。在磁质谱仪中，若选定某个加速电压值，就能检测相对应质荷比的某个离子，简写为SID；若选定多个不同的加速电压值，并通过调整切换这些加速电压，便在一特定的质量数区域内，多个不同质荷比的离子同时被记录下来就称为多离子检测，Multi-IonDetection，简写为MID。这类方法灵敏度高，可用于痕量分析。3.26质量分离离子动能谱Mass-analyzedIonKineticEnergySpectrum是离子束在电场中按各离子的动能-电荷比分离而获得的谱，简写为MIKESIKES。3.27本底Background在与分析试样相同的条件下，不送入任何试样所得的质谱信号。3.28信噪比SignaltoNoiseRatio在质谱分析中，信号强度与噪声强度之比值，简写为S/N。3.29灵敏度Sensitivity质谱仪的灵敏度是指在符合规定的信噪比时对特定化合物的昀小检出量，简写为S。3.30分辨本领Resolution指在给定样品的条件下，仪器对相邻两质谱峰的区分能力。相邻等高的两个峰，其峰谷不大于峰高的10％，就定义为可以区分。当两个峰的峰谷等于峰高的10％时，分辨本领R等于两峰质量的平均值与质量差的比值，即R＝m/△m，简写为R。3.31基峰BasePeak在质谱图中，强度昀大的峰称为基峰。以它作为其他各峰相对强度的基准。3.32仪器校正样品SampleforCheckingInstrument为校验仪器的分辨本领、质量测定的准确度、灵敏度和操作条件所选用的纯样品。3.33四级质谱QuadrupoleMassSpectrometer不同质荷比离子的分离，是由加有射频电压与直流电压的四极电场形成的质量分析器来完成。四极质谱是由离子源、质量分析器、检测器、进样器、计算机、真空系统等构成。3.34离子阱检测器IonTrapDetector，简写为ITD是由环形电极和两个端盖电极构成的离子阱质量分析器来完成离子的质荷比(m/z)分离，它可以作为色谱的质量检测器。4方法原理有机质谱分析是先将试样离子化，经质量分析器按离子的质荷比分离，并能测量离子峰的强度的一种分析方法。不同的化合物除一些异构体之外，有不同质谱。利用这个性质，可以进行定性分析。谱峰的强度与它代表的化合物的含量成正比。混合物的质谱是各成分的质谱的算术加和谱。图1是90°单聚焦磁质量分析器的原理图。在离子源内生成的质量为m、电荷为z的离子，在加速电压v的作用下，以速度v进入强度为H的均匀磁场，受到与离子运动方向和磁场方向垂直的力，沿着曲率半径为r的轨迹运动。离子经过质量分析器按质荷比(m/z)分离并焦聚。离子的质荷比与各参数的关系可由公式(1)表示：m/z＝kH2r2/v(1)5试剂和材料5.1校正样品利用氟代化合物有很大的挥发性和氟原子没有其他同位素的特点，使得仪器校正样品(又称标准样品或参考样品)中每个碎片离子质量都是有规律的和已知的，常用的有全氟煤油，简写为P.F.K.(m/z60～881)，全氟三丁胺，简写为PFTBA(m/z～614)，Csl。5.2氦气用作气相色谱/质谱联用时的载气，纯度要求99.95％以上。5.3有机溶剂常用的乙醚、丙酮、无水乙醇、氯仿、甲醇等，纯度要求分析纯，用作溶解试样和清洗离子源、微量注射等。5.4微量注射器用作色质联用法时的试样在色谱仪中进样和校正样品或试样在质谱仪中进样。规格要求昀大刻度通常为0.5μl～50μl。用于质谱和GC/MS进样器，其容积通常为0.1μl～10μl。6仪器6.1仪器组成质谱仪通常由进样器、色谱、接口、离子源、质量分析器、检测器、计算机控制及数据处理系统、真空系统等构成6.1.1进样器进样器是将样品引入仪器离子源的装置。要求进样器在不改变样品的结构和组成的条件下，将样品引入离子源。常用的进样方式有气体进样器、直接进样器(固体和高沸点液体)、隔膜进样器(PFK及沸点较低的液体和溶液)、FAB进样器和适用于混合物的气相色谱和液相色谱进样的进样器等。6.1.2接口在色质联用仪器中，为了不破坏质谱仪离子源的真空度，以保证色谱仪与质谱仪间的匹配，必须采用适当的接口装置以排除气相色谱的载气。内径小于0.25mm的气相色谱毛细管柱通常可与离子源直接连接。6.1.3离子源离子源是使样品分子离子化的装置。离子源有多种类型，其中电子轰击电离源是昀常用的一种。6.1.3.1电子轰击电离(EI)6.1.3.2化学电离源(CI)6.1.3.3快原子轰击(FAB)电离源和二次离子质谱(SIMS)电离源6.1.4质量分析器6.1.4.1磁质量分析器分析器由分析管、磁铁等组成。6.1.5检测器检测器由离子收集器、放大器所构成。法拉第筒接收器和电子倍增器是昀常用的。前者精确度高，而后者有较高的灵敏度。光电二极管阵列检测器有更高的灵敏度。6.1.6计算机控制和数据处理系统由接口、