GCMS在現代科研現代檢驗監(jiān)測領域中的進展和應用技術

1、第九章第九章 GC/MS在現代科研及檢驗在現代科研及檢驗監(jiān)測領域中的進展及應用技術監(jiān)測領域中的進展及應用技術主要內容主要內容 引言引言 色譜質譜聯用目的色譜質譜聯用目的 色譜質譜聯用的原理及應用色譜質譜聯用的原理及應用 現代有機質譜和生物質譜進展現代有機質譜和生物質譜進展 質譜原理簡介質譜原理簡介 有機質譜在現代科研及檢驗監(jiān)測領域中的地位有機質譜在現代科研及檢驗監(jiān)測領域中的地位和進展和進展 GC/MS在現代科研及檢驗監(jiān)測領域中的應用技在現代科研及檢驗監(jiān)測領域中的應用技術與色譜技術的異同點術與色譜技術的異同點第一部分：有機質譜在現代科研及檢驗監(jiān)測領域中的地位和進展第一部分：有機質譜在現代科研及檢

2、驗監(jiān)測領域中的地位和進展 一、現代科研隊伍的組成一、現代科研隊伍的組成 二、現代科技人員的發(fā)展趨向二、現代科技人員的發(fā)展趨向 三、現代科研規(guī)劃設計的指導思想三、現代科研規(guī)劃設計的指導思想 四、現代有機質譜向提高靈敏度、減少樣品的預處理方向發(fā)展四、現代有機質譜向提高靈敏度、減少樣品的預處理方向發(fā)展 五、現代檢驗監(jiān)測領域分析、鑒定的發(fā)展五、現代檢驗監(jiān)測領域分析、鑒定的發(fā)展第二部分：第二部分：GC/MSGC/MS在現代科研及檢驗監(jiān)測領域中的應用技術與色譜技術的異同點在現代科研及檢驗監(jiān)測領域中的應用技術與色譜技術的異同點 一、一、GC/MSGC/MS選擇毛細管柱的三項基本原則選擇毛細管柱的三項基本原則

3、 二、二、GC/MSGC/MS選擇毛細管柱的規(guī)格選擇毛細管柱的規(guī)格 三、三、GC/MSGC/MS毛細管柱的老化技術毛細管柱的老化技術 四、四、GC/MSGC/MS研究常用柱型流失和質譜空白的重要性研究常用柱型流失和質譜空白的重要性 五、五、GC/MSGC/MS靈敏度的測試和維護的重要性靈敏度的測試和維護的重要性 六、六、GC/MSGC/MS參數設置與作出合理性譜圖的關系參數設置與作出合理性譜圖的關系 七、七、GC/MSGC/MS數據處理與庫檢索中合理性譜圖的關系數據處理與庫檢索中合理性譜圖的關系 八、分子離子峰的辨別與合理性譜圖的關系八、分子離子峰的辨別與合理性譜圖的關系 九、試劑、標樣的純度

4、分析與選擇不可輕信標簽九、試劑、標樣的純度分析與選擇不可輕信標簽 十、做好十、做好GC/MSGC/MS分析應重視的問題分析應重視的問題提高定性準確度及測定靈敏度提高定性準確度及測定靈敏度。 在色譜中引入質譜技術法后，大大增強了定性的可靠性。在色譜中引入質譜技術法后，大大增強了定性的可靠性。質譜法針對的是分子結構，信息特征且豐富，甚至在一定程度上可質譜法針對的是分子結構，信息特征且豐富，甚至在一定程度上可以擺脫標準物質的限制。以擺脫標準物質的限制。 通用型檢測器（如通用型檢測器（如FID和和TCD）一般靈敏度有限，特異性檢測器靈）一般靈敏度有限，特異性檢測器靈敏度較好但是檢測范圍有較大限制，而質

5、譜檢測器是一種既通用靈敏度較好但是檢測范圍有較大限制，而質譜檢測器是一種既通用靈敏度又高的檢測器。敏度又高的檢測器。靈敏度取決于信號與背景靈敏度取決于信號與背景，我們通常理解的增加靈敏度需要通過盡，我們通常理解的增加靈敏度需要通過盡量提高待測物的信號值，作為一種通用型檢測器，質譜儀的信號方量提高待測物的信號值，作為一種通用型檢測器，質譜儀的信號方面沒有特別過人之處；其長處卻在于它能大大地降低檢測背景從而面沒有特別過人之處；其長處卻在于它能大大地降低檢測背景從而數量級地提高檢測靈敏度。數量級地提高檢測靈敏度。檢測背景，是檢測器對樣品基礎成分響應的反應，作為通用檢測器，檢測背景，是檢測器對樣品基礎

6、成分響應的反應，作為通用檢測器，產生響應在因素很多，所以背景會比較高，靈敏度受到限制；而質產生響應在因素很多，所以背景會比較高，靈敏度受到限制；而質譜檢測器譜檢測器通過對限定結構信息的檢測通過對限定結構信息的檢測，可以過濾掉大多數不需要的，可以過濾掉大多數不需要的背景信息，例如氣質聯用的背景信息，例如氣質聯用的SIM方式和液質聯用的方式和液質聯用的MRM方式。方式。色譜色譜- -質譜聯用的原理及應用質譜聯用的原理及應用n 色譜色譜質譜聯用簡介質譜聯用簡介 n 色譜質譜的在線聯用將色譜的分離能力與質譜的定性功能結合起來，實現色譜質譜的在線聯用將色譜的分離能力與質譜的定性功能結合起來，實現對復雜混

7、合物更準確的定量和定性分析，而且也簡化了樣品的前處理過程，對復雜混合物更準確的定量和定性分析，而且也簡化了樣品的前處理過程，使樣品分析更簡便。使樣品分析更簡便。 n 色譜質譜聯用包括氣相色譜質譜聯用色譜質譜聯用包括氣相色譜質譜聯用(GC-MS)和液相色譜質譜聯用和液相色譜質譜聯用(LC-MS)，液質聯用與氣質聯用互為補充，分析不同性質的化合物。，液質聯用與氣質聯用互為補充，分析不同性質的化合物。 n 液質聯用與氣質聯用的區(qū)別液質聯用與氣質聯用的區(qū)別:n 氣質聯用儀氣質聯用儀(GC-MS)是最早商品化的聯用儀器，適宜分析小分子、易揮發(fā)、是最早商品化的聯用儀器，適宜分析小分子、易揮發(fā)、熱穩(wěn)定、能氣

8、化的化合物；用電子轟擊方式（熱穩(wěn)定、能氣化的化合物；用電子轟擊方式（EI）得到的譜圖，可與標準）得到的譜圖，可與標準譜庫對比。譜庫對比。n 液質聯用液質聯用(LC-MS)主要可解決如下幾方面的問題：不揮發(fā)性化合物分析測主要可解決如下幾方面的問題：不揮發(fā)性化合物分析測定；極性化合物的分析測定；熱不穩(wěn)定化合物的分析測定；大分子量化合定；極性化合物的分析測定；熱不穩(wěn)定化合物的分析測定；大分子量化合物（包括蛋白、多肽、多聚物等）的分析測定；沒有商品化的譜庫可對比物（包括蛋白、多肽、多聚物等）的分析測定；沒有商品化的譜庫可對比查詢，只能自己建庫或自己解析譜圖。查詢，只能自己建庫或自己解析譜圖?，F代有機和

9、生物質譜進展現代有機和生物質譜進展在在20世紀世紀80及及90年代，質譜法經歷了兩次飛躍。在此之前，質譜法通常只能測定分子量年代，質譜法經歷了兩次飛躍。在此之前，質譜法通常只能測定分子量500Da以下的小分子化合物。以下的小分子化合物。20世紀世紀70年代，出現了場解吸（年代，出現了場解吸（FD）離子化技術，能夠測定分子量高達）離子化技術，能夠測定分子量高達15002000Da的非揮發(fā)性化合物，但重復性差。的非揮發(fā)性化合物，但重復性差。20世紀世紀80年代初發(fā)明了快原子質譜法（年代初發(fā)明了快原子質譜法（FAB-MS），能夠分析分子量達數千的多肽。），能夠分析分子量達數千的多肽。 隨著生命科學的

10、發(fā)展，欲分析的樣品更加復雜，分子量范圍也更大，因此，電噴霧隨著生命科學的發(fā)展，欲分析的樣品更加復雜，分子量范圍也更大，因此，電噴霧離子化質譜法（離子化質譜法（ESI-MS）和基質輔助激光解吸離子化質譜法（）和基質輔助激光解吸離子化質譜法（MALDI-MS）應運）應運而生。而生。目前的有機質譜和生物質譜儀，除了目前的有機質譜和生物質譜儀，除了GC-MS的的EI和和CI源，離子化方式有大氣壓電離源，離子化方式有大氣壓電離（API）（包括大氣壓電噴霧電離）（包括大氣壓電噴霧電離ESI、大氣壓化學電離、大氣壓化學電離APCI、大氣壓光電離、大氣壓光電離APPI）與）與基質輔助激光解吸電離。前者常采用基

11、質輔助激光解吸電離。前者常采用四極桿或離子阱質量分析器四極桿或離子阱質量分析器，統稱，統稱API-MS。后者。后者常用常用飛行時間作為質量分析器飛行時間作為質量分析器，所構成的儀器稱為基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜，所構成的儀器稱為基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜儀（儀（MALDI-TOF-MS）。）。API-MS的特點是可以和液相色譜、毛細管電泳等分離手段聯的特點是可以和液相色譜、毛細管電泳等分離手段聯用，擴展了應用范圍，包括藥物代謝、臨床和法醫(yī)學、環(huán)境分析、食品檢驗、組合化學、用，擴展了應用范圍，包括藥物代謝、臨床和法醫(yī)學、環(huán)境分析、食品檢驗、組合化學、有機化學的應用等；有機化學的應用等

12、；MALDI-TOF-MS的特點是對鹽和添加物的耐受能力高，且測樣速的特點是對鹽和添加物的耐受能力高，且測樣速度快，操作簡單。度快，操作簡單。質譜原理簡介質譜原理簡介質譜分析是先將物質離子化，按離子的質荷比分離，然后測量各種離子質譜分析是先將物質離子化，按離子的質荷比分離，然后測量各種離子譜峰的強度而實現分析目的的一種分析方法。以檢測器檢測到的離子信譜峰的強度而實現分析目的的一種分析方法。以檢測器檢測到的離子信號強度為縱坐標，離子質荷比為橫坐標所作的條狀圖即為質譜圖。號強度為縱坐標，離子質荷比為橫坐標所作的條狀圖即為質譜圖。 常見術語常見術語: 質荷比質荷比: 離子質量離子質量(以相對原子量單

13、位計以相對原子量單位計)與它所帶電荷與它所帶電荷(以電子電量為以電子電量為單位計單位計)的比值，寫作的比值，寫作m/Z。峰峰: 質譜圖中的離子信號通常稱為離子峰或簡稱峰。質譜圖中的離子信號通常稱為離子峰或簡稱峰。離子豐度離子豐度: 檢測器檢測到的離子信號強度。檢測器檢測到的離子信號強度。基峰基峰: 在質譜圖中，指定質荷比范圍內強度最大的離子峰稱作基峰。在質譜圖中，指定質荷比范圍內強度最大的離子峰稱作基峰。 總離子流圖；質量色譜圖；準分子離子；碎片離子；多電荷離子；同總離子流圖；質量色譜圖；準分子離子；碎片離子；多電荷離子；同位素離子位素離子 總離子流圖總離子流圖: 在選定的質量范圍內，所有離子

14、強度的總和對時間或掃描次數所作的圖，在選定的質量范圍內，所有離子強度的總和對時間或掃描次數所作的圖，也稱也稱TIC圖。圖。 質量色譜圖：指定某一質量質量色譜圖：指定某一質量(或質荷比或質荷比)的離子其強度對時間所作的圖。的離子其強度對時間所作的圖。 利用質量色譜圖來確定特征離子，在復雜混合物分析及痕量分析時是利用質量色譜圖來確定特征離子，在復雜混合物分析及痕量分析時是LC/MS測定中最測定中最有用的方式。當樣品濃度很低時有用的方式。當樣品濃度很低時LC/MS的的TIC上往往看不到峰，此時，根據得到的分子上往往看不到峰，此時，根據得到的分子量信息，輸入量信息，輸入M+1或或M+23等數值，觀察提

15、取離子的質量色譜圖，檢驗直接進樣得到的等數值，觀察提取離子的質量色譜圖，檢驗直接進樣得到的信息是否在信息是否在LC/MS上都能反映出來，確定上都能反映出來，確定LC條件是否合適，以后進行條件是否合適，以后進行MRM等其他掃等其他掃描方式的測定時可作為參考。描方式的測定時可作為參考。 準分子離子峰：指與分子存在簡單關系的離子，通過它可以確定分子量。液質中最常準分子離子峰：指與分子存在簡單關系的離子，通過它可以確定分子量。液質中最常見的準分子離子峰是見的準分子離子峰是M+H+ 或或M-H- 。在。在ESI中中, 往往生成質量大于分子量的離子如往往生成質量大于分子量的離子如M+1,M+23,M+39

16、,M+18.稱準分子離子，表示為稱準分子離子，表示為:M+H+，M+Na+等碎片離子。等碎片離子。 碎片離子：準分子離子經過一級或多級裂解生成的產物離子。碎片峰的數目及其豐度碎片離子：準分子離子經過一級或多級裂解生成的產物離子。碎片峰的數目及其豐度則與分子結構有關，數目多表示該分子較容易斷裂，豐度高的碎片峰表示該離子較穩(wěn)則與分子結構有關，數目多表示該分子較容易斷裂，豐度高的碎片峰表示該離子較穩(wěn)定，也表示分子比較容易斷裂生成該離子。定，也表示分子比較容易斷裂生成該離子。 多電荷離子：多電荷離子： 指帶有指帶有2個或更多電荷的離子，常見于蛋白質或多肽等離子。有機質譜中個或更多電荷的離子，常見于蛋白

17、質或多肽等離子。有機質譜中,單電荷離子是絕大多數，只有那些不容易碎裂的基團或分子結構如共軛體系結構才會單電荷離子是絕大多數，只有那些不容易碎裂的基團或分子結構如共軛體系結構才會形成多電荷離子，它的存在說明樣品較穩(wěn)定。用電噴霧的離子化技術可產生帶很多電形成多電荷離子，它的存在說明樣品較穩(wěn)定。用電噴霧的離子化技術可產生帶很多電荷的離子，最后經計算機自動換算成單質荷的離子，最后經計算機自動換算成單質/荷比離子。荷比離子。esi+100150200250300350400450500550600650m/z0100%0100%321.0129.7362.8321.3527.8363.4129.6129

18、.4112.5396.8148.0378.2320.8360.5544.1397.2526.4545.3EPR(I.S.)EPIMH+MH+0.501.001.502.002.503.003.50Time0100%0100%0100%0100%0100%0100%BA+BR_18_546MRM of 5 Channels ES+ 546 3991.01e41.58BA+BR_18_546MRM of 5 Channels ES+ 528 3211.33e52.46BA+BR_18_546MRM of 5 Channels ES+ 528 3637.99e42.45BA+BR_18_546MRM

19、 of 5 Channels ES+ 544 1301.27e41.86BA+BR_18_546MRM of 5 Channels ES+ 544 3976.34e31.86BA+BR_18_546MRM of 5 Channels ES+ TIC2.10e52.451.861.58TIC總離子流圖總離子流圖質量色譜圖質量色譜圖氣質聯用儀對于樣品的試劑的干凈程度與普通氣相實驗沒什么區(qū)別，只要能上氣質聯用儀對于樣品的試劑的干凈程度與普通氣相實驗沒什么區(qū)別，只要能上ECD的的樣品，氣質就肯定沒問題。樣品，氣質就肯定沒問題。最要注意最要注意“干凈干凈”的是液質聯用儀，主要表現在（的是液質聯用儀，主要

20、表現在（1）流動相要干凈。國產的試劑就想）流動相要干凈。國產的試劑就想也不要想了，進口的都不能保證一定好用，特別是流動相用的水，一定要干凈。（也不要想了，進口的都不能保證一定好用，特別是流動相用的水，一定要干凈。（2）樣品前處理要盡量干凈。樣品前處理要盡量干凈。(當然干凈與效率和回收是成反比的，要綜合考慮當然干凈與效率和回收是成反比的，要綜合考慮)。最好能配。最好能配上十通閥，將非出峰時間的流動相排除于質譜之外。（上十通閥，將非出峰時間的流動相排除于質譜之外。（3）在滿足靈敏度的前提下，流）在滿足靈敏度的前提下，流動相的用量也要盡量少動相的用量也要盡量少(摸索條件時盡量考慮普通液相摸索條件時盡

21、量考慮普通液相)，進樣量盡量小，進樣濃度盡量，進樣量盡量小，進樣濃度盡量低，在針泵模式時，濃度最好不要超過低，在針泵模式時，濃度最好不要超過1 ppm，而做樣品時的樣液濃度應該更低。（，而做樣品時的樣液濃度應該更低。（4）離子源要常清洗干凈，樣品量大時，每天清洗一次也不過分。（離子源要常清洗干凈，樣品量大時，每天清洗一次也不過分。（5）做完樣品后，在沖）做完樣品后，在沖柱開始前，記得把柱出口的管路擰下來，畢竟讓這些廢液進入質譜腔中是毫無意義的。柱開始前，記得把柱出口的管路擰下來，畢竟讓這些廢液進入質譜腔中是毫無意義的。液質聯用儀與普通液相色譜儀的區(qū)別液質聯用儀與普通液相色譜儀的區(qū)別液質聯用儀所

22、用的液相色譜儀與普通的液相在結構上沒有什么區(qū)別，但是在使用時卻液質聯用儀所用的液相色譜儀與普通的液相在結構上沒有什么區(qū)別，但是在使用時卻有不少限制。（有不少限制。（1）流動相組成受限制。如不能用不揮發(fā)的緩沖鹽和有酸類，像磷酸和）流動相組成受限制。如不能用不揮發(fā)的緩沖鹽和有酸類，像磷酸和磷酸鹽是禁止使用的。因此，液質聯用儀用的多是甲酸、乙酸、醋酸銨之類。（磷酸鹽是禁止使用的。因此，液質聯用儀用的多是甲酸、乙酸、醋酸銨之類。（2）流量有一定的限制，如流量有一定的限制，如ESI源不能超過源不能超過0.5 ml/min，就算是，就算是APCI也最好不超過也最好不超過1ml/min，否則就要接上三通分流

23、。（否則就要接上三通分流。（3）最后才用液相。對于氣質聯用儀來說，必須通過氣相色）最后才用液相。對于氣質聯用儀來說，必須通過氣相色譜儀進樣譜儀進樣(能直接進樣的不多能直接進樣的不多)，而液質聯用儀在最后一步才需要連接液相，條件摸索時，而液質聯用儀在最后一步才需要連接液相，條件摸索時只需要一個針泵就行了。只需要一個針泵就行了。 第一部分第一部分有機質譜在現代科研及檢驗監(jiān)測領有機質譜在現代科研及檢驗監(jiān)測領域中的地位和進展域中的地位和進展一、現代科研隊伍的組成一、現代科研隊伍的組成現代科研是由現代科研管理、現代科技隊伍，現代物質技術現代科研是由現代科研管理、現代科技隊伍，現代物質技術條件三部分組成，

24、但就科研隊伍中的科技人員來講：科技隊伍主要條件三部分組成，但就科研隊伍中的科技人員來講：科技隊伍主要由實驗人員和儀器分析人員組成。從一定程度上講，高水平的科技由實驗人員和儀器分析人員組成。從一定程度上講，高水平的科技人員與現代分析儀器相結合是衡量一個研究、生產單位的重要標準。人員與現代分析儀器相結合是衡量一個研究、生產單位的重要標準。二、現代科技人員的發(fā)展趨向二、現代科技人員的發(fā)展趨向現代科技人員除由完備的外語、計算機、專業(yè)基礎外都向掌現代科技人員除由完備的外語、計算機、專業(yè)基礎外都向掌握一、兩門現代分析儀器方向發(fā)展，用以實現所從事的科研規(guī)劃和握一、兩門現代分析儀器方向發(fā)展，用以實現所從事的科

25、研規(guī)劃和方案。從現代科研角度來講，有什么水平的儀器設備，就有什么水方案。從現代科研角度來講，有什么水平的儀器設備，就有什么水平的科學數據，就研究出什么水平的成果。因此，現代分析儀器不平的科學數據，就研究出什么水平的成果。因此，現代分析儀器不僅起著眼睛的作用，而往往在科研中起先導作用，是現代生產力的僅起著眼睛的作用，而往往在科研中起先導作用，是現代生產力的具體實現。具體實現。三、現代科研規(guī)劃設計的指導思想三、現代科研規(guī)劃設計的指導思想 1、首先研究用什么水平的儀器設備，用什么水平的研究方法，首先研究用什么水平的儀器設備，用什么水平的研究方法，以達到什么水平的研究成果。而后方是在此指導思想的指導下

26、配以達到什么水平的研究成果。而后方是在此指導思想的指導下配備所需要的科技人員。目前，國際上重大科研項目的實施，都遵備所需要的科技人員。目前，國際上重大科研項目的實施，都遵循這一思維。循這一思維。 2 2、對研究項目的完成，以物質技術為基礎的分析研究與思對研究項目的完成，以物質技術為基礎的分析研究與思維研究的比例一般為維研究的比例一般為7 7：3 3，甚至到，甚至到8 8：2 2。也就是說研究項目的完。也就是說研究項目的完成，是在一定思維研究的指導下，主要靠由一定技術水平的科技成，是在一定思維研究的指導下，主要靠由一定技術水平的科技人員動手去實踐完成，從中看出現代分析技術在現代科研中的重人員動手

27、去實踐完成，從中看出現代分析技術在現代科研中的重要性。要性。 3 3、由于現代有機質譜的發(fā)展，使與有機化學有關的研究方由于現代有機質譜的發(fā)展，使與有機化學有關的研究方法都發(fā)生了重大變化。將樣品的預處理方法、分析方法、鑒定方法都發(fā)生了重大變化。將樣品的預處理方法、分析方法、鑒定方法提高到新的水平。因此，有機質譜成為現代化學學科中核心儀法提高到新的水平。因此，有機質譜成為現代化學學科中核心儀器之一。在有機化學中沒有有機質譜很難對新的有機化合物的結器之一。在有機化學中沒有有機質譜很難對新的有機化合物的結構進行痕量、快速、準確地定性、定量鑒定。構進行痕量、快速、準確地定性、定量鑒定。四、現代有機質譜向

28、提高靈敏度、減少樣品的預處理方向發(fā)展四、現代有機質譜向提高靈敏度、減少樣品的預處理方向發(fā)展 1、現代有機質譜小型化、自動化、智能化、專用化是特點現代有機質譜小型化、自動化、智能化、專用化是特點 2 2、現代有機質譜向提高靈敏度的方向發(fā)展、現代有機質譜向提高靈敏度的方向發(fā)展，近十幾年來，近十幾年來GC/MSGC/MS的靈敏度迅的靈敏度迅速提高，列表如下：速提高，列表如下： 年代年代硬脂酸甲酯硬脂酸甲酯六氯苯六氯苯80年代初年代初500 pg/l100 pg/l80年代末年代末100 pg/l20 pg/l90年代初年代初10 pg/l2 pg/l90年代中年代中5 pg/l1 pg/l90年代末

29、年代末1 pg/l（精確質量）（精確質量）fg/l（定性）（定性）1 pg/l（精確質量）（精確質量）fg/l（定性）（定性）八氟萘八氟萘1 pg/l 3 3、現代有機質譜向減少預處理、提高分離效果方向發(fā)展、現代有機質譜向減少預處理、提高分離效果方向發(fā)展 （1 1）配置溫度程升技術進行分離）配置溫度程升技術進行分離 （2 2）配置載氣程升技術進行分離）配置載氣程升技術進行分離 （3 3）配置進樣口程升技術進行分離）配置進樣口程升技術進行分離 （4 4）配置不同進樣技術進行分離：柱上進樣，冷柱頭進樣、分流進樣、）配置不同進樣技術進行分離：柱上進樣，冷柱頭進樣、分流進樣、不分流進樣、頂空進樣、裂解

30、進樣、脫附管進樣、冷阱進樣等等不分流進樣、頂空進樣、裂解進樣、脫附管進樣、冷阱進樣等等 （5 5）多維毛細管分割分離）多維毛細管分割分離 （6 6）多柱連柱法進樣分離）多柱連柱法進樣分離 （7 7）多氣路連柱法進樣分離）多氣路連柱法進樣分離 （8 8）特種柱型高效進樣分離：特種柱型、整體柱柱效）特種柱型高效進樣分離：特種柱型、整體柱柱效2 2萬、小顆粒高效柱萬、小顆粒高效柱柱效十幾萬（柱效十幾萬（LC/MSLC/MS） （9 9）不同電離技術分離鑒定：）不同電離技術分離鑒定：GC/MS/MS, LC/MS/MSGC/MS/MS, LC/MS/MS，用子離子鑒別母離，用子離子鑒別母離子，分離難分

31、離的混合物子，分離難分離的混合物 （1010）軟件處理分離：特征離子定性、定量、重建）軟件處理分離：特征離子定性、定量、重建TICTIC圖定量、鑒別混合圖定量、鑒別混合峰等峰等 （1111） 高靈敏度、提高掃描速度高靈敏度、提高掃描速度五、現代檢驗監(jiān)測領域分析、鑒定的發(fā)展五、現代檢驗監(jiān)測領域分析、鑒定的發(fā)展 1 1、農殘、毒物、藥物、食品安全的分離鑒定、農殘、毒物、藥物、食品安全的分離鑒定 （1 1）痕量：）痕量： pg/l, fg/lpg/l, fg/l級。用高靈敏度的有機質譜：級。用高靈敏度的有機質譜：GC/MS/MS, GC/MS/MS, LC/MS/MS, GCTLC/MS/MS, G

32、CT（氣相色譜（氣相色譜/ /時間飛行質譜），時間飛行質譜）， LCTLCT（液相色譜（液相色譜- -高分辨飛行時高分辨飛行時間質譜聯用儀間質譜聯用儀 ） （2 2）結構定性：用）結構定性：用3 3到到4 4個子離子確認母離子，用高靈敏度的個子離子確認母離子，用高靈敏度的GC/MS/MS, GC/MS/MS, LC/MS/MS, GCT, LCTLC/MS/MS, GCT, LCT等等 （3 3）不出分子離子峰：有機質譜配置化學電離，）不出分子離子峰：有機質譜配置化學電離，CICI性能，化學修飾后用性能，化學修飾后用GC/MS/MS, LC/MS/MSGC/MS/MS, LC/MS/MS等等

33、（4 4）痕量混合物：用高效柱不能分離時，用）痕量混合物：用高效柱不能分離時，用GC/MS/MS, LC/MS/MS, GCT, GC/MS/MS, LC/MS/MS, GCT, LCT LCT 用子離子進行鑒別用子離子進行鑒別2 2、打假分離鑒定：、打假分離鑒定： （1 1）痕量）痕量 （2 2）混合物）混合物 （3 3）定結構）定結構3 3、傳統、傳統GCGC、LCLC分離鑒定方法，已被現代有機質譜痕量、快速、準確的結構鑒分離鑒定方法，已被現代有機質譜痕量、快速、準確的結構鑒定方法所代替，定方法所代替，GCGC、LCLC發(fā)揮其分離的功能。如此，方能與國際接軌，如此，方發(fā)揮其分離的功能。如此

34、，方能與國際接軌，如此，方能解決進出口相互制約問題能解決進出口相互制約問題 1 1、柱效要高：、柱效要高：因大部分樣品只在少數幾根毛細管柱上進行分析研究。由于現代毛細因大部分樣品只在少數幾根毛細管柱上進行分析研究。由于現代毛細管柱的涂漬不僅每米塔板數高，而且隨著毛細管的增長，總柱效更高。高柱管柱的涂漬不僅每米塔板數高，而且隨著毛細管的增長，總柱效更高。高柱效補償了固定相選擇性的不足，這樣就擴大了毛細管柱對樣品的分析范圍，效補償了固定相選擇性的不足，這樣就擴大了毛細管柱對樣品的分析范圍，提高了對混合物分離效果，縮短了分離時間。提高了對混合物分離效果，縮短了分離時間。高柱效可將被分離的樣品得到區(qū)域

35、寬度很窄的峰，使峰不拖尾，也就高柱效可將被分離的樣品得到區(qū)域寬度很窄的峰，使峰不拖尾，也就是提高了將混合物分離成單個化合物的能力。是提高了將混合物分離成單個化合物的能力。高柱效對位置異構體有較好的分離效果高柱效對位置異構體有較好的分離效果 2 2、柱惰性要好：、柱惰性要好：柱惰性不好，表面活性大，增大對樣品的吸附性，不僅產生樣品峰峰柱惰性不好，表面活性大，增大對樣品的吸附性，不僅產生樣品峰峰型拖尾，而且使有關樣品的響應值降低或不出峰，不能作痕量分析。柱惰性型拖尾，而且使有關樣品的響應值降低或不出峰，不能作痕量分析。柱惰性不好，也會降低毛細管柱的熱穩(wěn)定性，增大柱流失，影響作出合理的質譜圖。不好，

36、也會降低毛細管柱的熱穩(wěn)定性，增大柱流失，影響作出合理的質譜圖。柱子產生的不可逆吸附、可逆吸附、催化降解反應都與柱惰性等有關系。是柱子產生的不可逆吸附、可逆吸附、催化降解反應都與柱惰性等有關系。是GC/MSGC/MS聯用使用毛細管柱分離鑒定中特別重視的問題之一。聯用使用毛細管柱分離鑒定中特別重視的問題之一。一、一、GC/MSGC/MS選擇毛細管柱的基本原則選擇毛細管柱的基本原則 3 3、熱穩(wěn)定性要好：、熱穩(wěn)定性要好：所有毛細管柱都有流失現象，這是由于固定相的正常降解而所有毛細管柱都有流失現象，這是由于固定相的正常降解而產生的被洗脫物質，而且柱流失隨著溫度的升高而加?。灰话銇懋a生的被洗脫物質，而且

37、柱流失隨著溫度的升高而加?。灰话銇碚f，極性柱流失較大，非極性柱流失較小。說，極性柱流失較大，非極性柱流失較小。毛細管柱流失大小與毛細管柱熱穩(wěn)定好壞有直接關系。毛細毛細管柱流失大小與毛細管柱熱穩(wěn)定好壞有直接關系。毛細管柱熱穩(wěn)定性不好，流失增大，會導致固定相劣化。這不僅降低管柱熱穩(wěn)定性不好，流失增大，會導致固定相劣化。這不僅降低柱效，而且增大柱內表面活性，對樣品吸附性增大，直接干擾柱效，而且增大柱內表面活性，對樣品吸附性增大，直接干擾GC/MSGC/MS作出合理的譜圖。作出合理的譜圖。毛細管熱穩(wěn)定性不好，流失增大，影響了毛細管熱穩(wěn)定性不好，流失增大，影響了GC/MSGC/MS痕量分析，痕量分析，并

38、縮短了毛細管柱子使用壽命。并縮短了毛細管柱子使用壽命。因此，在因此，在GC/MSGC/MS選擇毛細管柱中熱穩(wěn)定性做為第一選擇原則，選擇毛細管柱中熱穩(wěn)定性做為第一選擇原則，購置后首先作熱穩(wěn)定性實驗，對新毛細管柱進行檢查，找出最佳購置后首先作熱穩(wěn)定性實驗，對新毛細管柱進行檢查，找出最佳使用溫度，確定對毛細管柱的老化方法：使用溫度，確定對毛細管柱的老化方法：250 流失流失503415355281207TIC270 流失流失300 流失流失320 流失流失350 流失流失100200300400m/zGC/MSGC/MS熱穩(wěn)定檢查方法熱穩(wěn)定檢查方法關于熱穩(wěn)定性不好的原因，檢查熱穩(wěn)定性方法在關于熱穩(wěn)定

39、性不好的原因，檢查熱穩(wěn)定性方法在GC/MSGC/MS應用中有質譜結構分析應用中有質譜結構分析方法進行鑒別。總之方法進行鑒別?？傊瓽C/MSGC/MS選擇毛細管柱性能可用，選擇毛細管柱性能可用，GCGC方法一定能用，而方法一定能用，而GCGC方法選柱能用，方法選柱能用，GC/MSGC/MS不一定可用。不一定可用。二、二、GC/MSGC/MS對毛細管柱規(guī)格的選擇對毛細管柱規(guī)格的選擇1 1、對毛細管柱單項規(guī)格選擇要點：、對毛細管柱單項規(guī)格選擇要點： （1 1）從柱體選擇：）從柱體選擇：玻璃柱、不銹鋼柱、剛性柱、石英柱等。目前以石英柱為佳，具有優(yōu)玻璃柱、不銹鋼柱、剛性柱、石英柱等。目前以石英柱為佳，具

40、有優(yōu)良的柔性和惰性，甚至不經過鈍化處理，便可涂漬非極性和中等極性固定相良的柔性和惰性，甚至不經過鈍化處理，便可涂漬非極性和中等極性固定相 （2 2）從外涂層進行選擇：）從外涂層進行選擇：在石英柱體外壁涂聚酰亞胺，增加彈性，可耐溫在石英柱體外壁涂聚酰亞胺，增加彈性，可耐溫300 300 左右，在石英左右，在石英柱體外壁涂漬金屬鋁，恒溫可達柱體外壁涂漬金屬鋁，恒溫可達400 400 ，程升可達，程升可達450 450 ，此柱內涂聚硅氧，此柱內涂聚硅氧烷可分析分子量烷可分析分子量10001000到到1200 amu1200 amu，程升可達，程升可達650-750 650-750 。 （3 3）從柱

41、內徑進行選擇：）從柱內徑進行選擇：內徑通用系列：內徑通用系列：0.1mm 0.2mm 0.25mm 0.32mm 0.53mm0.1mm 0.15mm 0.22mm 0.32mm 0.53mm其中其中0.1mm0.1mm為超臨界柱，為超臨界柱，0.25mm0.25mm為為GC/MSGC/MS通用柱，通用柱，0.32mm0.32mm為為GC/MSGC/MS靈敏度降低靈敏度降低時，增大柱容量保持時，增大柱容量保持GC/MSGC/MS靈敏度用柱；靈敏度用柱；0.53mm0.53mm為大口徑柱，可涂漬厚液膜，為大口徑柱，可涂漬厚液膜，用于分析低揮發(fā)點樣品用，涂漬薄液膜柱分析高揮發(fā)點樣品用，擴展了用于分

42、析低揮發(fā)點樣品用，涂漬薄液膜柱分析高揮發(fā)點樣品用，擴展了GC/MSGC/MS分析樣品范圍。分析樣品范圍。 （4 4） 從柱長度進行選擇：從柱長度進行選擇：選擇長度時應考慮分析時間與分離度的關系：分離時間與柱長成正比，選擇長度時應考慮分析時間與分離度的關系：分離時間與柱長成正比，分離度與柱長呈平方根的關系，即使分離度增大分離度與柱長呈平方根的關系，即使分離度增大1 1倍，柱長必須增加倍，柱長必須增加4 4倍，時倍，時間也延長間也延長4 4倍。一般柱長可提高柱效和分辨率；但柱子過長也帶來很多不足倍。一般柱長可提高柱效和分辨率；但柱子過長也帶來很多不足之處。之處。GC/MSGC/MS選擇柱長一般為選

43、擇柱長一般為30m, 50m30m, 50m為宜，大口徑柱要在為宜，大口徑柱要在30m30m以上為宜，以上為宜，與與GCGC有較大差別。有較大差別。 （5 5）從液膜厚度進行選擇：）從液膜厚度進行選擇：GC/MSGC/MS選擇液膜厚度時：一般常規(guī)柱內徑有選擇液膜厚度時：一般常規(guī)柱內徑有0.25mm0.25mm時，液膜為時，液膜為0.25m0.25m；柱內徑為；柱內徑為0.32mm0.32mm時，液膜為時，液膜為0.50 m0.50 m，大口徑厚液膜柱液膜為，大口徑厚液膜柱液膜為1.01.0至至4.0 m4.0 m左右，左右，0.20 m 電子電子電子。電子。芳香環(huán)芳香環(huán) 共軛烯共軛烯 烯烯 脂

44、烯脂烯 酮酮 不分支烴不分支烴 醚醚 酯酯 胺胺 酸酸 醇醇 高度分支烴高度分支烴在在GC/MSGC/MS聯用分析中聯用分析中, ,認識以上規(guī)律認識以上規(guī)律, ,可預測被分析的有機化合物出不出可預測被分析的有機化合物出不出分子離子峰分子離子峰, ,并采取相應措施以提高分子離子峰強度并采取相應措施以提高分子離子峰強度, ,以有利于譜圖解析以有利于譜圖解析. . 提高分子離子峰強度的相應措施提高分子離子峰強度的相應措施: :、用、用FC-43FC-43校正時校正時, ,提高提高414.502414.502的強度的強度. .、降低電子轟擊能量、降低電子轟擊能量、增加進樣量、增加進樣量、控制溫度范圍、

45、控制溫度范圍, ,溫度過高溫度過高, ,分子內能增加分子內能增加, ,易引起分子離子的裂解易引起分子離子的裂解, ,分分子離子峰強度減小子離子峰強度減小. .、進行化學修飾、進行化學修飾, ,降低蒸汽壓降低蒸汽壓, ,提高分子離子的穩(wěn)定性提高分子離子的穩(wěn)定性. . 利用化學電離技術利用化學電離技術, ,提高分子離子峰的強度提高分子離子峰的強度. . 在在GC/MSGC/MS分析中分析中, ,有的化合物該出分子離子峰有的化合物該出分子離子峰, ,而不出分子離子峰而不出分子離子峰, ,此現此現象或分析條件設置不合理象或分析條件設置不合理, ,或質譜儀出現問題或質譜儀出現問題, ,應對質譜儀進行檢查

46、應對質譜儀進行檢查. .認識和應用以上幾點認識和應用以上幾點, ,減少減少GC/MSGC/MS分析中的盲目性分析中的盲目性, ,增強了科技人員的主動性增強了科技人員的主動性, ,提提高了數據的科學性和可靠性高了數據的科學性和可靠性. . （1 1） 分子離子峰及其純度的基本辨別方法分子離子峰及其純度的基本辨別方法 用質量色譜圖作分析對比用質量色譜圖作分析對比, ,用以檢驗分子離子峰的純度用以檢驗分子離子峰的純度. . 觀察最高質量圖是否有給出的分子量和比分子量更大的質觀察最高質量圖是否有給出的分子量和比分子量更大的質量峰量峰. . 在低于分子離子峰質量數附近是否出現不合理裂分碎片離在低于分子離

47、子峰質量數附近是否出現不合理裂分碎片離子峰子峰. .以上情況出現之一以上情況出現之一, ,證明樣品不純或發(fā)生了化學反應證明樣品不純或發(fā)生了化學反應. . （2 2）純化合物的分子離子峰具備的條件）純化合物的分子離子峰具備的條件: :分子離子峰必須是質譜圖中最高質量的離子分子離子峰必須是質譜圖中最高質量的離子. .此最高質量的離子并具有奇電子數此最高質量的離子并具有奇電子數. .此最高質量的離子和它相鄰的裂分碎片離子之間的質量差此最高質量的離子和它相鄰的裂分碎片離子之間的質量差必須是合理中性碎片必須是合理中性碎片. .分子離子峰必須具備以上三條件分子離子峰必須具備以上三條件; ;但具備以上三條件

48、的不一但具備以上三條件的不一定都是分子離子峰定都是分子離子峰. . （1)1)低于分子離子峰的質量差值低于分子離子峰的質量差值質譜圖中最高質量端丟失質譜圖中最高質量端丟失4-14;21-25;33,37,384-14;21-25;33,37,38質量數是不合理的質量數是不合理的. .從有從有機化合物的元素組成上分析都是不可能的機化合物的元素組成上分析都是不可能的. .如果出現這樣質量差的離子如果出現這樣質量差的離子: :其一其一: :證明最高質量離子不是分子離子峰證明最高質量離子不是分子離子峰其二其二: :或者碎片離子由其它雜質產生或者碎片離子由其它雜質產生. .高質量端質量數的丟失高質量端質

49、量數的丟失, ,最小碎片不小于最小碎片不小于15(15(甲基甲基),),高質量端丟失次甲基高質量端丟失次甲基14(-CH2)14(-CH2)及單個氧原子也是少見的及單個氧原子也是少見的, ,其它碎片是不可能出現的其它碎片是不可能出現的. .（2)2)高于分子離子峰的質量差值高于分子離子峰的質量差值. .比質譜圖中分子離子多比質譜圖中分子離子多1-31-3個質量數的小峰存在問題個質量數的小峰存在問題, ,這多是由于分子離子峰中這多是由于分子離子峰中同位素產生同位素產生, ,如如: :2 2H H、1313C C、1515N N、1717O O、1818O O、3434S S等產生等產生; ;而氯

50、和溴中同位素含量較高而氯和溴中同位素含量較高, ,如如3535ClCl：75.33%/;75.33%/;3737Cl:24.47%;Cl:24.47%;7979Br:50.52%.Br:50.52%.8181Br:49.48%;Br:49.48%;其中其中M+2,M+4M+2,M+4的同位素的同位素峰隨著分子中氯和溴的增加變得很強峰隨著分子中氯和溴的增加變得很強, ,而同位素峰與分子離子峰在強度上有一而同位素峰與分子離子峰在強度上有一定比例關系定比例關系( (二項式展開計算方法二項式展開計算方法),),不會被誤認為是分子離子峰不會被誤認為是分子離子峰, ,并用同位素比并用同位素比例驗證是不是分

51、子離子峰例驗證是不是分子離子峰, ,這是合理性的方面這是合理性的方面. .（3)3)當分子離子峰很弱時當分子離子峰很弱時, ,或者沒有出現或者沒有出現, ,或會有大于分子量的雜質時或會有大于分子量的雜質時, ,就可能對分子離子峰產生錯誤判斷就可能對分子離子峰產生錯誤判斷. .這時只有在分離上下功夫這時只有在分離上下功夫, ,解決純度問題解決純度問題. .由此由此, ,可知掌握辨別分子離子峰及其應用技術的重要性可知掌握辨別分子離子峰及其應用技術的重要性. .4 4、分子離子峰及、分子離子峰及M+1,M-1M+1,M-1峰的辨別峰的辨別（4 4）大口徑厚液膜毛細管柱分析樣品時產生）大口徑厚液膜毛細

52、管柱分析樣品時產生M+1M+1峰的辨別峰的辨別: : 大口徑厚液膜柱的特點是大口徑厚液膜柱的特點是: :柱體長柱體長, ,內徑粗內徑粗, ,液膜厚液膜厚, ,柱容量大柱容量大, ,主要主要分析低揮發(fā)點樣品分析低揮發(fā)點樣品. . 因進樣量大因進樣量大, ,可進溶液可進溶液4l4l以上以上, ,隨著樣品蒸汽壓的增加隨著樣品蒸汽壓的增加,M+1,M+1峰產生峰產生了了, ,也稱為霧化離子也稱為霧化離子; ;為了避免為了避免M+1M+1峰產生峰產生, ,要控制載氣和溶液量和溫度等條件要控制載氣和溶液量和溫度等條件. . （1)1)加大進樣量加大進樣量, ,增加蒸汽壓增加蒸汽壓,M+1,M+1峰明顯增加

53、峰明顯增加. .如苯胺類化合物如苯胺類化合物. .用質量色譜圖進行分析用質量色譜圖進行分析: :在汽化離子濃度變大時有在汽化離子濃度變大時有M+1;M+1;控制進樣量可免除控制進樣量可免除M+1M+1峰峰, ,增大進樣量可產生增大進樣量可產生M+1.M+1.R1R2R3_N降低電子能量分子離子峰增強降低電子能量分子離子峰增強, ,基峰便是分子離子峰基峰便是分子離子峰20eV152(M+)10895815010070eV152(M+)108958150100.5569406080100120140160 （3 3）降低電子能量）降低電子能量, ,設置適當條件設置適當條件, ,可使氫鍵化合物出分子

54、離子峰可使氫鍵化合物出分子離子峰. .使以下二化合物進行氫鍵絡合使以下二化合物進行氫鍵絡合 CH=CH-CO-NHCH3CH=CH-CO-NHCH3 HOCH2-CH2-CH2OH HOCH2-CH2-CH2OH條件條件: : 15eV; 15eV; 低溫低溫; ;適合進樣量適合進樣量. .M=161M=161CH2=CH-C-N-HHO-CH2-CH2-CH2OCH3HO= （4 4）用）用FC-43FC-43校正時提高校正時提高414.502414.502峰強度峰強度, ,用以提高分子離子峰強度用以提高分子離子峰強度. .( (此此方法不適用于做庫檢索的標準圖譜方法不適用于做庫檢索的標準圖譜) )將將FC-43FC-43中中414414調至接近調至接近6969的的4.00%4.00%左右左右, ,將將502502調至接近調至接近6969的的4%4%左右左右, ,可提高分子離子峰的強度可提高分子離子峰的強度, ,不僅可驗證分子離子峰不僅可驗證分子離子峰, ,并有利于有機化合物的并有利于有機化合物的譜圖解析譜圖解析. . （5 5）用化學電離技術提