GCMS分析方法

1、質譜分析方法 質譜儀種類很多，不同類型的質譜儀的主要差別在于離子源。離子源的不同決定了對被測樣品的不同要求，同時所得到信息也不同。質譜儀的分辨率也非常重要，高分辨質譜儀可以給出化合物的組成式，這對于未知物定性是至關重要的。因此，在進行質譜分析前，要根據(jù)樣品狀況和分析要求選擇合適的質譜儀。目前，有機質譜儀主要有兩大類：氣相色譜-質譜聯(lián)用儀和液相色譜-質譜聯(lián)用儀，現(xiàn)就這兩類儀器的分析方法敘述如下： GC-MS分析方法 GC-MS分析條件的選擇 在GC-MS分析中，色譜的分離和質譜數(shù)據(jù)的采集是同時進行的。為了使每個組分都得到分離和鑒定，必須設備合適的色譜和質譜分析條件。 色譜條件包括色譜柱

2、類型（填充柱或毛細管柱），固定液種類，汽化溫度，載氣流量，分流比，溫升程序等。設置的原則是：一般情況下均使用毛細管柱，極性樣品使用極性毛細管柱，非極性樣品采用非極性毛細管柱，未知樣品可先用中等極性的毛細管柱，試用后再調整。當然，如果有文獻可以參考，就采用文獻所用條件。 質譜條件包括電離電壓，電子電流，掃描速度，質量范圍，這些都要根據(jù)樣品情況進行設定。為了保護燈綠和倍增器，在設定質譜條件時，還要設置溶劑去除時間，使溶劑峰通過離子源之后再打開燈綠和倍增器。 在所有的條件確定之后，將樣品用微量注射器注入進樣口，同時啟動色譜和質譜，進行GC-MS分析。 GC-MS數(shù)據(jù)的采集 有機混合物樣品用微量注射器

3、由色譜儀進樣口注入，經色譜柱分離后進入質譜儀離子原在離子源被電離成離子。離子經質量分析器，檢測器之后即成為質譜儀號并輸入計算機。樣品由色譜柱不斷地流入離子源，離子由離子源不斷的進入分析器并不斷的得到質譜，只要沒定好分析器掃描的質量范圍和掃描時間，計算機就可以采集到一個個的質譜。如果沒有樣品進入離子源，計算機采集到的質譜各離子強度均為0。當有樣品過入離子源時，計算機就采集到具有一定離子強度的質譜。并且計算機可以自動將每個質譜的所有離子強度相加。顯示出總離子強度，總離子強度隨時間變化的曲線就是總離子色譜圖，總離子色譜圖的形狀和普通的色譜圖是相一致的。它可以認為是是用質譜作為檢測器得到的色譜圖。 質

4、譜儀掃描方式有兩種：全掃描和選擇離子掃描。全掃描是對指定質量范圍內的離子全部掃描并記錄,得到的是正常的質譜圖,這種質譜圖可以提供未知物的分子量和結構信息?？梢赃M行庫檢索。質譜儀還有另外一種掃描方式叫選擇離子監(jiān)測(select ion Moniring SIM)。這種掃描方式是只對選定的離子進行檢測,而其它離子不被記錄。它的最大優(yōu)點一是對離子進行選擇性檢測，只記錄特征的、感興趣的離子，不相關的，干擾離子統(tǒng)統(tǒng)被排除，二是選定離子的檢測靈敏度大大提高。在正常掃描情況下，假定一秒鐘掃描2-500個質量單位，那么，掃過每個質量所花的時間大約是1/500秒,也就是說，在每次掃描中，有1/500秒的時間是在

5、接收某一質量的離子。在選擇離子掃描的情況下，假定只檢測5個質量的離子，同樣也用一秒，那么，掃過一個質量所花的時間大約是1/5秒。也就是說，在每次掃描中，有1/5秒的時間是在接收某一質量的離子。因此，采用選擇離子掃描方式比正常掃描方式靈敏度可提高大約100倍。由于選擇離子掃描只能檢測有限的幾個離子，不能得到完整的質譜圖,因此不能用來進行未知物定性分析。但是如果選定的離子有很好的特征性,也可以用來表示某種化合物的存在。選擇離子掃描方式最主要的用途是定量分析,由于它的選擇性好,可以把由全掃描方式得到的非常復雜的總離子色譜圖變得十分簡單。消除其它組作造成的干擾。GC-MS得到的信息總離子色譜圖計算機可

6、以把采集到的每個質譜的所有離子相加得到總離子強度,總離子強度隨時間變化的曲線就是總離子色譜圖（圖9.21）,總離子色譜圖的橫座標是出峰時間,縱座標是峰高。圖中每個峰表示樣品的一個組份,由每個峰可以得到相應化合物的質譜圖；峰面積和該組份含量成正比,可用于定量。由GC-MS得到的總離子色譜圖與一般色譜儀得到的色譜圖基本上是一樣的。只要所用色譜柱相同,樣品出峰順序就相同。其差別在于，總離子色譜圖所用的檢測器是質譜儀,而一般色譜圖所用的檢測器是氫焰、熱導等。兩種色譜圖中各成分的校正因子不同。  質譜圖  由總離子色譜圖可以得到任何一個組分的質譜圖。一般情況下，為了提高信噪比。通常由

7、色譜峰峰頂處得到相應質譜圖。但如果兩個色譜峰有相互干擾，應盡量選擇不發(fā)生干擾的位置得到質譜?；蛲ㄟ^扣本底消除其他組分的影響。 庫檢索 得到質譜圖后可以通過計算機檢索對未知化合物進行定性。檢索結果可以給出幾個可能的化合物。并以匹配度大小順序排列出這些化合物的名稱、分子式、分子量和結構式等。使用者可以根據(jù)檢索結果和其它的信息，對未知物進行定性分析。目前的GC-MS聯(lián)用儀有幾種數(shù)據(jù)庫。應用最為廣泛的有NIST庫和Willey庫，前者目前有標準化合物譜圖13萬張，后者有近30萬張。此外還有毒品庫，農藥庫等專用譜庫。 質量色譜圖（或提取離子色譜圖） 總離子色譜圖是將每個質譜的所有離子加合得到的。同樣，由

8、質譜中任何一個質量的離子也可以得到色譜圖，即質量色譜圖。質量色譜圖是由全掃描質譜中提取一種質量的離子得到的色譜圖，因此，又稱為提取離子色譜圖。假定做質量為m的離子的質量色譜圖，如果某化合物質譜中不存在這種離子，那么該化合物就不會出現(xiàn)色譜峰。一個混合物樣品中可能只有幾個甚至一個化合物出峰。利用這一特點可以識別具有某種特征的化合物，也可以通過選擇不同質量的離子做質量色譜圖，使正常色譜不能分開的兩個峰實現(xiàn)分離，以便進行定量分析（見圖9.22）。由于質量色譜圖是采用一種質量的離子作色譜圖。     因此，進行定量分析時也要使用同一離子得到的質量色譜圖測定校正因子

9、。選擇離子監(jiān)測（select ion monitoring ，SIM） 一般掃描方式是連續(xù)改變Vrf使不同質荷比的離子順序通過分析器到達檢測器。而選擇離子監(jiān)測則是對選定的離子進行跳躍式掃描。采用這種掃描方式可以提高檢測靈敏度。由于這種方式靈敏度高，因此適用于量少且不易得到的樣品分析。利用選擇離子方式不僅靈敏度高，而且選擇性好，在很多干擾離子存在時，利用正常掃描方式得到的信號可能很小，噪音可能很大，但用選擇離子掃描方式，只選擇特征離子，噪音會變得很小，信噪比大大提高。在對復雜體系中某一微量成分進行定量分析時，常常采用選擇離子掃描方式。由于選擇離子掃描不能得到樣品的全譜。因此,這種譜圖不能進行庫檢

10、索，利用選擇離子掃描方式進行GC-MS聯(lián)用分析時，得到的色譜圖在形式上類似質量色譜圖。但實際上二者有很大差別。質量色譜圖是全掃描得到的，因此可以得到任何一個質量的質量色譜圖；選擇離子掃描是選擇了一定m/z的離子。掃描時選定哪個質量，就只能有那個質量的色譜圖。如果二者選擇同一質量，那么，用SIM靈敏度要高得多。 GC-MS定性分析 目前色質聯(lián)用儀的數(shù)據(jù)庫中，一般貯存有近30萬個化合物的標準質譜圖。因此,GC-MS最主要的定性方式是庫檢索。由總離子色譜圖可以得到任一組分的質譜圖，由質譜圖可以利用計算機在數(shù)據(jù)庫中檢索。檢索結果，可以給出幾種最可能的化合物。包括化合物名稱、分子式、分子量、基峰及可靠程

11、度。表4是由計算機給出的某未知物譜圖的檢索結果。 表9.4某未知化合物的檢索結果   利用計算機進行庫檢索是一種快速、方便的定性方法。但是在利用計算機檢索時應注意以下幾個問題： 數(shù)據(jù)庫中所存質譜圖有限，如果未知物是數(shù)據(jù)庫中沒有的化合物，檢索結果也給出幾個相近的化合物。顯然，這種結果是錯誤的。 由于質譜法本身的局限性，一些結構相近的化合物其質譜圖也相似。這種情況也可能造成檢索結果的不可靠。 由于色譜峰分離不好以及本底和噪音影響，使得到的質譜圖質量不高，這樣所得到的檢索結果也會很差。  因此，在利用數(shù)據(jù)庫檢索之前,應首先得到一張很好的質譜圖,并利用

12、質量色譜圖等技術判斷質譜中有沒有雜質峰；得到檢索結果之后,還應根據(jù)未知物的物理、化學性質以及色譜保留值、紅外、核磁譜等綜合考慮,才能給出定性結果。 GC-MS定量分析 GC-MS定量分析方法類似于色譜法定量分析。由GC-MS得到的總離子色譜圖或質量色譜圖，其色譜峰面積與相應組分的含量成正比，若對某一組份進行定量測定，可以采用色譜分析法中的歸一化法、外標法、內標法等不同方法進行。這時，GC-MS法可以理解為將質譜儀作為色譜儀的檢測器。其余均與色譜法相同。與色譜法定量不同的是，GC-MS法可以利用總離子色譜圖進行定量之外，還可以利用質量色譜圖進行定量。這樣可以最大限度的去除其它組份干擾。值得注意的是，質量色譜圖由于是用一個質量的離子做出的，它的峰面積與總離子色譜圖有較大差別，在進行定量分析過程中，峰面積和校正因子等