岛津GCMS培训教材(定稿)

岛津国际贸易（上海）有限公司分析中心岛津GCMS培训教材第一部分GCMS基本构成3ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.LimitedGCMS:气相色谱/质谱联用仪GC:气相色谱（Gaschromatograph）MS:质谱（Massspectrometer）4ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited目的：分离样品组分GC组成进样口(样品气化)色谱柱(分离)检测器(FID,MS,···)载气样品5ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited离子源透镜系统四极杆检测器离子化离子聚焦质量分离离子检测MS组成第二部分GC基础7ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited载气氦气：高纯，99.999%10%的钢瓶气保有量8ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited载气纯度的重要性载气不纯带来的问题：载气中氧的存在导致固定相氧化，损坏色谱柱，改变样品的保留值。载气中水的存在导致部分固定相或硅烷化担体发生水解，甚至损坏柱子。气体中有机化合物或其它杂质的存在产生基线噪音和拖尾现象。气体中夹带的粒状杂质可能是气路控制系统失灵。9ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited分流/不分流进样口（SPL）填充柱进样口（WBI）冷柱头进样口（OCI）程序升温进样口（PTV）分流/不分流进样是GCMS最为常用的进样方式GC进样口10ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited分流/不分流进样口结构F1F211ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited什么是分流进样?46mL/min0.25mmI.D.x30m,df=0.25um1mL/min50mL/min47mL/minCarrierGasP分流3mL/min隔垫吹扫分流比分流流量和色谱柱流量之比当柱流量为1mL/min、分流流量为46mL/min--分流比＝46:112ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited防止色谱柱过载为什么要分流进样?加快进样时间，减小色谱峰展宽13ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited柱内径.(mm)膜厚(um)承受样品量(ng)0.100.05-0.255-250.250.10-0.5020-1000.320.25-5.080-15000.531.0-8.0530-4200Dr.P.SANDRASampleIntroductioninCGC前沿峰柱内径、膜厚和样品量14ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limitede.g．SPL-2010(Split)25mm石英棉10-15mm(10mg)34mm分流进样注意点_石英棉的装填避免分流歧视，提高重现性15ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited・不适合微量组分的分析（ppm以下）・考虑到样品进样时间，柱流量＋分流流量最好大于30mL/min・未知样品分析时，初始分流比采用50:1或者100:1・使用分流进样用玻璃衬管・正确装填石英棉・定期更换分流出口的捕集阱分流进样操作要点16ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited什么是不分流进样？（I）0.25mmI.D.x30m,df=0.25um1mL/min50mL/min47mL/min载气Ｐ46mL/min分流初始柱温：溶剂沸点-10度待机状态和进样后1min内1mL/min0mL/min分流流路关闭后总流量变为4mL/min3mL/min（进样时间设为1min时）17ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited0.25mmI.D.x30m,df=0.25um1mL/min进样时的4mL/min1mL/minCarrierGasP0mL/minSplit50mL/min47mL/min46mL/min什么是不分流进样？（II）进样1min后打开分流流路3mL/min18ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited分流流路1min后打开电磁阀的作用n-C11n-C13n-C15n-C17n-C18n-C11n-C13n-C15n-C17n-C18进样后1min打开电磁阀未打开电磁阀19ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited进样后1分钟内色谱峰展宽的影响0.25mmI.D.x30m,df=0.25um1mL/min4mL/min载气Ｐ分流初始柱温：溶剂沸点-10度1mL/min0mL/min3mL/min隔垫吹扫如何减小色谱峰展宽：1）溶剂聚焦效应2）高压进样20ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited溶剂聚焦效应溶剂在柱头重新冷凝进样口初始柱温：溶剂沸点-10度21ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited溶剂聚焦对峰形的影响色谱柱：Rtx-530m×0.25mm×0.25um进样量：1.0µL样品：5ug/mL农药混标（溶剂为正己烷）柱温程序：150°Cto275°C@4°C/min.色谱柱：Rtx-530m×0.25mm×0.25um进样量：1.0µL样品：5ug/mL农药混标（溶剂为正己烷）柱温程序：40°Cto150°C@25°C/min.然后275°C@4°C/min.22ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited0.25mmI.D.x30m,df=0.25um1mL/min9mL/min载气分流初始柱温：溶剂沸点-10度6mL/min0mL/min3mL/min隔垫吹扫高压进样待机状态和进样后1min内（高压时间设为1min时）1mL/min6mL/min100Kpa250Kpa进样1min后，柱压回到100Kpa，柱流量恢复为1mL/min23ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited・主要用于分析微量组分（数十ppm或更低）・使用不分流进样衬管或去活性不分流进样衬管・衬管中可装填少量石英棉以提高重现性。如样品有强吸附性，最好不加石英棉。・必须使用程序升温方式，初始温度低于溶剂沸点10～20度・建议使用高压进样方式・不适合气体样品和低沸点溶剂类样品的分析・不适合分析在溶剂峰之前出峰的组分不分流进样操作要点24ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.LimitedWBI进样口用于：宽孔径毛细管柱填充柱25ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited载气毛细柱隔垫吹扫出口分流出口1.ColumnSleeve/Guide(OCI-mode)2.玻璃衬管（GlassInsert)(PTV-mode)OCI/PTV进样口26ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited注意事项-样品气化不完全进样口温度过低，将导致高分子量化合物气化不完全，并且不能有效转移到色谱柱中。进样口温度：200℃进样口温度：300℃27ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited注意事项-样品分解进样口温度过高，导致热稳定性差的化合物分解。进样口温度：280℃进样口温度：200℃28ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited注意事项－样品歧视高沸点化合物的响应值相对同样量的低沸点化合物，响应值偏低。热进样口（温度恒定进样口）的常见问题，尤其是对宽沸程样品的时候最为明显。在分析条件固定的情况下，歧视是重现的，一般不会对定量结果准确度产生影响。可以选择冷进样方式或者更改衬管类型改善样品歧视效应。分流无分流进样口进样口温度：340℃冷柱头进样口初始进样口温度：40℃29ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited注意事项-其他谨慎选择进样量（小于2uL)，避免样品溢出采用大分流比分流进样时，建议开启载气节省功能进水样时，建议开启分流阻尼固定功能注意衬管中石英棉的用量和位置，以及和进样针的配合情况分析高活性样品时，注意衬管和石英棉去活分析较脏样品时，要增强衬管和石英棉检查的频度30ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited毛细管柱主要类型PorousLayerOpenTubularWallCoatedOpenTubular多孔层开口柱管壁涂渍开口柱31ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited毛细管柱管材熔融石英–合成高纯石英外表面涂覆聚酰亚胺内表面经化学处理不锈钢用于高温分析最不易断裂内表面经特殊处理32ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited固定相大多数固定相为聚合物WCOT毛细管柱:聚甲基硅氧烷（Polysiloxanes,silicones）聚乙二醇（Polyethyleneglycols,PEG）33ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited固定相－聚甲基硅氧烷CH3CH2CH2CH2CNCH2CH2CF3R=methylcyanopropyltrifluoropropylphenylsiloxanebackboneOSiOSiORRRR34ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited固定相－“ms”orlowbleedversion苯基基团键合入硅氧烷聚合物主链Rtx-5msDB-5msBPX-5e.g.SiOSiRRRRSiOSiRRRR温度稳定性更好35ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited固定液流失021868101214164202224100°C270°C300°C300°Cfor12minBleed36ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited固定相－聚乙二醇HOCH2CH2OHn“WAX”or“FFAP”类固定液e.g.Rtx-WAX,Stabilwax-DA，DB-FFAP温度稳定性比聚硅氧烷类差，最高使用温度低于聚硅氧烷类固定液37ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited常用商品化毛细柱对照表固定液类型RestekJ&WSGEAlltechMacherey－Nagel100%dimethylpolysiloxaneRtx-1Rtx-1msDB-1DB-1MSBP1AT-1AT-1MSOptima195%dimethyl/5%diphenylpolysiloxaneRtx-5Rtx-5msRxi-5msDB-5DB-5MSBP5BPX5AT-5AT-5MSSE-54Optima565%dimethyl