气-质联用(GCMS)原理.docVIP

GC-MS是气相色谱和质谱联用，GC分离，MS检测；LC-MS是液质联用，LC是分离，MS是检测； LC-MS-MS是液相色谱-串联质谱，比LC-MS更精密一些； HPLC又称“高压液相色谱”、“高速液相色谱”，是可以分离和检测溶解在溶液中的微量物质气-质联用（GC/MS）原理 发布日期:2008-11-24??热门指数:1805 收藏 气-质联用（GC/MS）被广泛应用于复杂组分的分离与鉴定，其具有GC的高分辨率和质谱的高灵敏度，是生物样品中药物与代谢物定性定量的有效工具。 质谱仪的基本部件有：离子源、滤质器、检测器三部分组成，它们被安放在真空总管道内。 接口：由GC出来的样品通过接口进入到质谱仪，接口是色质联用系统的关键。 接口作用： 1、压力匹配——质谱离子源的真空度在10-3Pa，而GC色谱柱出口压力高达105Pa，接口的作用就是要使两者压力匹配。 2、组分浓缩——从GC色谱柱流出的气体中有大量载气，接口的作用是排除载气，使被测物浓缩后进入离子源。 常见接口技术有： 1、分子分离器连接 （主要用于填充柱）　　扩散型——扩散速率与物质分子量的平方成反比，与其分压成正比。当色谱流出物经过分离器时，小分子的载气易从微孔中扩散出去，被真空泵抽除，而被测物分子量大，不易扩散则得到浓缩。 2、直接连接法（主要用于毛细管柱）　　在色谱柱和离子源之间用长约50cm，内径0.5mm的不锈钢毛细管连接，色谱流出物经过毛细管全部进入离子源，这种接口技术样品利用率高。 3、开口分流连接　　该接口是放空一部分色谱流出物，让另一部分进入质谱仪，通过不断流入清洗氦气，将多余流出物带走。此法样品利用率低。 离子源： 离子源的作用是接受样品产生离子，常用的离子化方式有： 1、电子轰击离子化（electron impact ionization，EI） EI是最常用的一种离子源，有机分子被一束电子流（能量一般为70eV）轰击，失去一个外层电子，形成带正电荷的分子离子（M+） ，M+进一步碎裂成各种碎片离子、中性离子或游离基，在电场作用下，正离子被加速、聚焦、进入质量分析器分析。 EI特点：?　　、电离效率高，能量分散小，结构简单，操作方便。?　　、图谱具有特征性，化合物分子碎裂大，能提供较多信息，对化合物的鉴别和结构解析十分有利。?　　、所得分子离子峰不强，有时不能识别。　　本法不适合于高分子量和热不稳定的化合物。 2、化学离子化（chemical ionization，CI）将反应气（甲烷、异丁烷、氨气等）与样品按一定比例混合，然后进行电子轰击，甲烷分子先被电离，形成一次、二次离子，这些离子再与 样品分子发生反应，形成比样品分子大一个质量数的（M+1） 离子，或称为准分子离子。准分子离子也可能失去一个H2?，形成（M-1）离子。 CI特点　　⑴、不会发生象EI中那么强的能量交换，较少发生化学键断裂，谱形简单。　　⑵、分子离子峰弱，但（M+1） 峰强，这提供了分子量信息。 3、场致离子化（field ionization，FI）　适用于易变分子的离子化，如碳水化合物、氨基酸、多肽、抗生素、苯丙胺类等。能产生较强的分子离子峰和准分子离子峰。 4、场解吸离子化（ field desorption ionization，FD）　用于极性大、难气化、对热不稳定的化合物。 5、负离子化学离子化（negative ion chemical ionization，NICI） 是在正离子MS的基础上发展起来的一种离子化方法，其给出特征的负离子峰，具有很高的灵敏度（10-15g）。 质量分析器： 其作用是将电离室中生成的离子按质荷比（m/z）大小分开，进行质谱检测。常见质量分析器有： 1、四极质量分析器（quadrupole analyzer） 原理：由四根平行圆柱形电极组成，电极分为两组，分别加上直流电压和一定频率的交流电压。样品离子沿电极间轴向进入电场后，在极性相反的电极间振荡，只有质荷比在某个范围的离子才能通过四极杆，到达检测器，其余离子因振幅过大与电极碰撞，放电中和后被抽走。因此，改变电压或频率，可使不同质荷比的离子依次到达检测器，被分离检测。 2、扇形质量分析器 磁式扇形质量分析器（magnetic-sector mass analyzer）被电场加速的离子进入磁场后，运动轨道弯曲了，离子轨道偏转可用公式表示：当H，V一定时，只有某一质荷比的离子能通过狭缝到达检测器。 特点：分辨率低，对质量同、能量不同的离子分辨较困难。 3、双聚焦质量分析器（double-focusing mass assay）由一个静电分析器和一个磁分析器组成，静电分析器允许有某个能量的离子通过，并按不同能量聚焦，先后进入磁分析器，经过两次聚焦，大大提高了分辨率。 4、离