GCMS在现代科研现代检验监测领域中的进展和应用技术

1、第九章第九章 GC/MS在现代科研及检验在现代科研及检验监测领域中的进展及应用技术监测领域中的进展及应用技术主要内容主要内容 引言引言 色谱质谱联用目的色谱质谱联用目的 色谱质谱联用的原理及应用色谱质谱联用的原理及应用 现代有机质谱和生物质谱进展现代有机质谱和生物质谱进展 质谱原理简介质谱原理简介 有机质谱在现代科研及检验监测领域中的地位有机质谱在现代科研及检验监测领域中的地位和进展和进展 GC/MS在现代科研及检验监测领域中的应用技在现代科研及检验监测领域中的应用技术与色谱技术的异同点术与色谱技术的异同点第一部分：有机质谱在现代科研及检验监测领域中的地位和进展第一部分：有机质谱在现代科研及检

2、验监测领域中的地位和进展 一、现代科研队伍的组成一、现代科研队伍的组成 二、现代科技人员的发展趋向二、现代科技人员的发展趋向 三、现代科研规划设计的指导思想三、现代科研规划设计的指导思想 四、现代有机质谱向提高灵敏度、减少样品的预处理方向发展四、现代有机质谱向提高灵敏度、减少样品的预处理方向发展 五、现代检验监测领域分析、鉴定的发展五、现代检验监测领域分析、鉴定的发展第二部分：第二部分：GC/MSGC/MS在现代科研及检验监测领域中的应用技术与色谱技术的异同点在现代科研及检验监测领域中的应用技术与色谱技术的异同点 一、一、GC/MSGC/MS选择毛细管柱的三项基本原则选择毛细管柱的三项基本原则

3、 二、二、GC/MSGC/MS选择毛细管柱的规格选择毛细管柱的规格 三、三、GC/MSGC/MS毛细管柱的老化技术毛细管柱的老化技术 四、四、GC/MSGC/MS研究常用柱型流失和质谱空白的重要性研究常用柱型流失和质谱空白的重要性 五、五、GC/MSGC/MS灵敏度的测试和维护的重要性灵敏度的测试和维护的重要性 六、六、GC/MSGC/MS参数设置与作出合理性谱图的关系参数设置与作出合理性谱图的关系 七、七、GC/MSGC/MS数据处理与库检索中合理性谱图的关系数据处理与库检索中合理性谱图的关系 八、分子离子峰的辨别与合理性谱图的关系八、分子离子峰的辨别与合理性谱图的关系 九、试剂、标样的纯度

4、分析与选择不可轻信标签九、试剂、标样的纯度分析与选择不可轻信标签 十、做好十、做好GC/MSGC/MS分析应重视的问题分析应重视的问题提高定性准确度及测定灵敏度提高定性准确度及测定灵敏度。 在色谱中引入质谱技术法后，大大增强了定性的可靠性。在色谱中引入质谱技术法后，大大增强了定性的可靠性。质谱法针对的是分子结构，信息特征且丰富，甚至在一定程度上可质谱法针对的是分子结构，信息特征且丰富，甚至在一定程度上可以摆脱标准物质的限制。以摆脱标准物质的限制。 通用型检测器（如通用型检测器（如FID和和TCD）一般灵敏度有限，特异性检测器灵）一般灵敏度有限，特异性检测器灵敏度较好但是检测范围有较大限制，而质

5、谱检测器是一种既通用灵敏度较好但是检测范围有较大限制，而质谱检测器是一种既通用灵敏度又高的检测器。敏度又高的检测器。灵敏度取决于信号与背景灵敏度取决于信号与背景，我们通常理解的增加灵敏度需要通过尽，我们通常理解的增加灵敏度需要通过尽量提高待测物的信号值，作为一种通用型检测器，质谱仪的信号方量提高待测物的信号值，作为一种通用型检测器，质谱仪的信号方面没有特别过人之处；其长处却在于它能大大地降低检测背景从而面没有特别过人之处；其长处却在于它能大大地降低检测背景从而数量级地提高检测灵敏度。数量级地提高检测灵敏度。检测背景，是检测器对样品基础成分响应的反应，作为通用检测器，检测背景，是检测器对样品基础

6、成分响应的反应，作为通用检测器，产生响应在因素很多，所以背景会比较高，灵敏度受到限制；而质产生响应在因素很多，所以背景会比较高，灵敏度受到限制；而质谱检测器谱检测器通过对限定结构信息的检测通过对限定结构信息的检测，可以过滤掉大多数不需要的，可以过滤掉大多数不需要的背景信息，例如气质联用的背景信息，例如气质联用的SIM方式和液质联用的方式和液质联用的MRM方式。方式。色谱色谱- -质谱联用的原理及应用质谱联用的原理及应用n 色谱色谱质谱联用简介质谱联用简介 n 色谱质谱的在线联用将色谱的分离能力与质谱的定性功能结合起来，实现色谱质谱的在线联用将色谱的分离能力与质谱的定性功能结合起来，实现对复杂混

7、合物更准确的定量和定性分析，而且也简化了样品的前处理过程，对复杂混合物更准确的定量和定性分析，而且也简化了样品的前处理过程，使样品分析更简便。使样品分析更简便。 n 色谱质谱联用包括气相色谱质谱联用色谱质谱联用包括气相色谱质谱联用(GC-MS)和液相色谱质谱联用和液相色谱质谱联用(LC-MS)，液质联用与气质联用互为补充，分析不同性质的化合物。，液质联用与气质联用互为补充，分析不同性质的化合物。 n 液质联用与气质联用的区别液质联用与气质联用的区别:n 气质联用仪气质联用仪(GC-MS)是最早商品化的联用仪器，适宜分析小分子、易挥发、是最早商品化的联用仪器，适宜分析小分子、易挥发、热稳定、能气

8、化的化合物；用电子轰击方式（热稳定、能气化的化合物；用电子轰击方式（EI）得到的谱图，可与标准）得到的谱图，可与标准谱库对比。谱库对比。n 液质联用液质联用(LC-MS)主要可解决如下几方面的问题：不挥发性化合物分析测主要可解决如下几方面的问题：不挥发性化合物分析测定；极性化合物的分析测定；热不稳定化合物的分析测定；大分子量化合定；极性化合物的分析测定；热不稳定化合物的分析测定；大分子量化合物（包括蛋白、多肽、多聚物等）的分析测定；没有商品化的谱库可对比物（包括蛋白、多肽、多聚物等）的分析测定；没有商品化的谱库可对比查询，只能自己建库或自己解析谱图。查询，只能自己建库或自己解析谱图。现代有机和

9、生物质谱进展现代有机和生物质谱进展在在20世纪世纪80及及90年代，质谱法经历了两次飞跃。在此之前，质谱法通常只能测定分子量年代，质谱法经历了两次飞跃。在此之前，质谱法通常只能测定分子量500Da以下的小分子化合物。以下的小分子化合物。20世纪世纪70年代，出现了场解吸（年代，出现了场解吸（FD）离子化技术，能够测定分子量高达）离子化技术，能够测定分子量高达15002000Da的非挥发性化合物，但重复性差。的非挥发性化合物，但重复性差。20世纪世纪80年代初发明了快原子质谱法（年代初发明了快原子质谱法（FAB-MS），能够分析分子量达数千的多肽。），能够分析分子量达数千的多肽。 随着生命科学的

10、发展，欲分析的样品更加复杂，分子量范围也更大，因此，电喷雾随着生命科学的发展，欲分析的样品更加复杂，分子量范围也更大，因此，电喷雾离子化质谱法（离子化质谱法（ESI-MS）和基质辅助激光解吸离子化质谱法（）和基质辅助激光解吸离子化质谱法（MALDI-MS）应运）应运而生。而生。目前的有机质谱和生物质谱仪，除了目前的有机质谱和生物质谱仪，除了GC-MS的的EI和和CI源，离子化方式有大气压电离源，离子化方式有大气压电离（API）（包括大气压电喷雾电离）（包括大气压电喷雾电离ESI、大气压化学电离、大气压化学电离APCI、大气压光电离、大气压光电离APPI）与）与基质辅助激光解吸电离。前者常采用基

11、质辅助激光解吸电离。前者常采用四极杆或离子阱质量分析器四极杆或离子阱质量分析器，统称，统称API-MS。后者。后者常用常用飞行时间作为质量分析器飞行时间作为质量分析器，所构成的仪器称为基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱，所构成的仪器称为基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪（仪（MALDI-TOF-MS）。）。API-MS的特点是可以和液相色谱、毛细管电泳等分离手段联的特点是可以和液相色谱、毛细管电泳等分离手段联用，扩展了应用范围，包括药物代谢、临床和法医学、环境分析、食品检验、组合化学、用，扩展了应用范围，包括药物代谢、临床和法医学、环境分析、食品检验、组合化学、有机化学的应用等；有机化学的应用等

12、；MALDI-TOF-MS的特点是对盐和添加物的耐受能力高，且测样速的特点是对盐和添加物的耐受能力高，且测样速度快，操作简单。度快，操作简单。质谱原理简介质谱原理简介质谱分析是先将物质离子化，按离子的质荷比分离，然后测量各种离子质谱分析是先将物质离子化，按离子的质荷比分离，然后测量各种离子谱峰的强度而实现分析目的的一种分析方法。以检测器检测到的离子信谱峰的强度而实现分析目的的一种分析方法。以检测器检测到的离子信号强度为纵坐标，离子质荷比为横坐标所作的条状图即为质谱图。号强度为纵坐标，离子质荷比为横坐标所作的条状图即为质谱图。 常见术语常见术语: 质荷比质荷比: 离子质量离子质量(以相对原子量单

13、位计以相对原子量单位计)与它所带电荷与它所带电荷(以电子电量为以电子电量为单位计单位计)的比值，写作的比值，写作m/Z。峰峰: 质谱图中的离子信号通常称为离子峰或简称峰。质谱图中的离子信号通常称为离子峰或简称峰。离子丰度离子丰度: 检测器检测到的离子信号强度。检测器检测到的离子信号强度。基峰基峰: 在质谱图中，指定质荷比范围内强度最大的离子峰称作基峰。在质谱图中，指定质荷比范围内强度最大的离子峰称作基峰。 总离子流图；质量色谱图；准分子离子；碎片离子；多电荷离子；同总离子流图；质量色谱图；准分子离子；碎片离子；多电荷离子；同位素离子位素离子 总离子流图总离子流图: 在选定的质量范围内，所有离子

14、强度的总和对时间或扫描次数所作的图，在选定的质量范围内，所有离子强度的总和对时间或扫描次数所作的图，也称也称TIC图。图。 质量色谱图：指定某一质量质量色谱图：指定某一质量(或质荷比或质荷比)的离子其强度对时间所作的图。的离子其强度对时间所作的图。 利用质量色谱图来确定特征离子，在复杂混合物分析及痕量分析时是利用质量色谱图来确定特征离子，在复杂混合物分析及痕量分析时是LC/MS测定中最测定中最有用的方式。当样品浓度很低时有用的方式。当样品浓度很低时LC/MS的的TIC上往往看不到峰，此时，根据得到的分子上往往看不到峰，此时，根据得到的分子量信息，输入量信息，输入M+1或或M+23等数值，观察提

15、取离子的质量色谱图，检验直接进样得到的等数值，观察提取离子的质量色谱图，检验直接进样得到的信息是否在信息是否在LC/MS上都能反映出来，确定上都能反映出来，确定LC条件是否合适，以后进行条件是否合适，以后进行MRM等其他扫等其他扫描方式的测定时可作为参考。描方式的测定时可作为参考。 准分子离子峰：指与分子存在简单关系的离子，通过它可以确定分子量。液质中最常准分子离子峰：指与分子存在简单关系的离子，通过它可以确定分子量。液质中最常见的准分子离子峰是见的准分子离子峰是M+H+ 或或M-H- 。在。在ESI中中, 往往生成质量大于分子量的离子如往往生成质量大于分子量的离子如M+1,M+23,M+39

16、,M+18.称准分子离子，表示为称准分子离子，表示为:M+H+，M+Na+等碎片离子。等碎片离子。 碎片离子：准分子离子经过一级或多级裂解生成的产物离子。碎片峰的数目及其丰度碎片离子：准分子离子经过一级或多级裂解生成的产物离子。碎片峰的数目及其丰度则与分子结构有关，数目多表示该分子较容易断裂，丰度高的碎片峰表示该离子较稳则与分子结构有关，数目多表示该分子较容易断裂，丰度高的碎片峰表示该离子较稳定，也表示分子比较容易断裂生成该离子。定，也表示分子比较容易断裂生成该离子。 多电荷离子：多电荷离子： 指带有指带有2个或更多电荷的离子，常见于蛋白质或多肽等离子。有机质谱中个或更多电荷的离子，常见于蛋白

17、质或多肽等离子。有机质谱中,单电荷离子是绝大多数，只有那些不容易碎裂的基团或分子结构如共轭体系结构才会单电荷离子是绝大多数，只有那些不容易碎裂的基团或分子结构如共轭体系结构才会形成多电荷离子，它的存在说明样品较稳定。用电喷雾的离子化技术可产生带很多电形成多电荷离子，它的存在说明样品较稳定。用电喷雾的离子化技术可产生带很多电荷的离子，最后经计算机自动换算成单质荷的离子，最后经计算机自动换算成单质/荷比离子。荷比离子。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总离子流图总离子流图质量色谱图质量色谱图气质联用仪对于样品的试剂的干净程度与普通气相实验没什么区别，只要能上气质联用仪对于样品的试剂的干净程度与普通气相实验没什么区别，只要能上ECD的的样品，气质就肯定没问题。样品，气质就肯定没问题。最要注意最要注意“干净干净”的是液质联用仪，主要表现在（的是液质联用仪，主要

20、表现在（1）流动相要干净。国产的试剂就想）流动相要干净。国产的试剂就想也不要想了，进口的都不能保证一定好用，特别是流动相用的水，一定要干净。（也不要想了，进口的都不能保证一定好用，特别是流动相用的水，一定要干净。（2）样品前处理要尽量干净。样品前处理要尽量干净。(当然干净与效率和回收是成反比的，要综合考虑当然干净与效率和回收是成反比的，要综合考虑)。最好能配。最好能配上十通阀，将非出峰时间的流动相排除于质谱之外。（上十通阀，将非出峰时间的流动相排除于质谱之外。（3）在满足灵敏度的前提下，流）在满足灵敏度的前提下，流动相的用量也要尽量少动相的用量也要尽量少(摸索条件时尽量考虑普通液相摸索条件时尽

21、量考虑普通液相)，进样量尽量小，进样浓度尽量，进样量尽量小，进样浓度尽量低，在针泵模式时，浓度最好不要超过低，在针泵模式时，浓度最好不要超过1 ppm，而做样品时的样液浓度应该更低。（，而做样品时的样液浓度应该更低。（4）离子源要常清洗干净，样品量大时，每天清洗一次也不过分。（离子源要常清洗干净，样品量大时，每天清洗一次也不过分。（5）做完样品后，在冲）做完样品后，在冲柱开始前，记得把柱出口的管路拧下来，毕竟让这些废液进入质谱腔中是毫无意义的。柱开始前，记得把柱出口的管路拧下来，毕竟让这些废液进入质谱腔中是毫无意义的。液质联用仪与普通液相色谱仪的区别液质联用仪与普通液相色谱仪的区别液质联用仪所

22、用的液相色谱仪与普通的液相在结构上没有什么区别，但是在使用时却液质联用仪所用的液相色谱仪与普通的液相在结构上没有什么区别，但是在使用时却有不少限制。（有不少限制。（1）流动相组成受限制。如不能用不挥发的缓冲盐和有酸类，像磷酸和）流动相组成受限制。如不能用不挥发的缓冲盐和有酸类，像磷酸和磷酸盐是禁止使用的。因此，液质联用仪用的多是甲酸、乙酸、醋酸铵之类。（磷酸盐是禁止使用的。因此，液质联用仪用的多是甲酸、乙酸、醋酸铵之类。（2）流量有一定的限制，如流量有一定的限制，如ESI源不能超过源不能超过0.5 ml/min，就算是，就算是APCI也最好不超过也最好不超过1ml/min，否则就要接上三通分流

23、。（否则就要接上三通分流。（3）最后才用液相。对于气质联用仪来说，必须通过气相色）最后才用液相。对于气质联用仪来说，必须通过气相色谱仪进样谱仪进样(能直接进样的不多能直接进样的不多)，而液质联用仪在最后一步才需要连接液相，条件摸索时，而液质联用仪在最后一步才需要连接液相，条件摸索时只需要一个针泵就行了。只需要一个针泵就行了。 第一部分第一部分有机质谱在现代科研及检验监测领有机质谱在现代科研及检验监测领域中的地位和进展域中的地位和进展一、现代科研队伍的组成一、现代科研队伍的组成现代科研是由现代科研管理、现代科技队伍，现代物质技术现代科研是由现代科研管理、现代科技队伍，现代物质技术条件三部分组成，

24、但就科研队伍中的科技人员来讲：科技队伍主要条件三部分组成，但就科研队伍中的科技人员来讲：科技队伍主要由实验人员和仪器分析人员组成。从一定程度上讲，高水平的科技由实验人员和仪器分析人员组成。从一定程度上讲，高水平的科技人员与现代分析仪器相结合是衡量一个研究、生产单位的重要标准。人员与现代分析仪器相结合是衡量一个研究、生产单位的重要标准。二、现代科技人员的发展趋向二、现代科技人员的发展趋向现代科技人员除由完备的外语、计算机、专业基础外都向掌现代科技人员除由完备的外语、计算机、专业基础外都向掌握一、两门现代分析仪器方向发展，用以实现所从事的科研规划和握一、两门现代分析仪器方向发展，用以实现所从事的科

25、研规划和方案。从现代科研角度来讲，有什么水平的仪器设备，就有什么水方案。从现代科研角度来讲，有什么水平的仪器设备，就有什么水平的科学数据，就研究出什么水平的成果。因此，现代分析仪器不平的科学数据，就研究出什么水平的成果。因此，现代分析仪器不仅起着眼睛的作用，而往往在科研中起先导作用，是现代生产力的仅起着眼睛的作用，而往往在科研中起先导作用，是现代生产力的具体实现。具体实现。三、现代科研规划设计的指导思想三、现代科研规划设计的指导思想 1、首先研究用什么水平的仪器设备，用什么水平的研究方法，首先研究用什么水平的仪器设备，用什么水平的研究方法，以达到什么水平的研究成果。而后方是在此指导思想的指导下

26、配以达到什么水平的研究成果。而后方是在此指导思想的指导下配备所需要的科技人员。目前，国际上重大科研项目的实施，都遵备所需要的科技人员。目前，国际上重大科研项目的实施，都遵循这一思维。循这一思维。 2 2、对研究项目的完成，以物质技术为基础的分析研究与思对研究项目的完成，以物质技术为基础的分析研究与思维研究的比例一般为维研究的比例一般为7 7：3 3，甚至到，甚至到8 8：2 2。也就是说研究项目的完。也就是说研究项目的完成，是在一定思维研究的指导下，主要靠由一定技术水平的科技成，是在一定思维研究的指导下，主要靠由一定技术水平的科技人员动手去实践完成，从中看出现代分析技术在现代科研中的重人员动手

27、去实践完成，从中看出现代分析技术在现代科研中的重要性。要性。 3 3、由于现代有机质谱的发展，使与有机化学有关的研究方由于现代有机质谱的发展，使与有机化学有关的研究方法都发生了重大变化。将样品的预处理方法、分析方法、鉴定方法都发生了重大变化。将样品的预处理方法、分析方法、鉴定方法提高到新的水平。因此，有机质谱成为现代化学学科中核心仪法提高到新的水平。因此，有机质谱成为现代化学学科中核心仪器之一。在有机化学中没有有机质谱很难对新的有机化合物的结器之一。在有机化学中没有有机质谱很难对新的有机化合物的结构进行痕量、快速、准确地定性、定量鉴定。构进行痕量、快速、准确地定性、定量鉴定。四、现代有机质谱向

28、提高灵敏度、减少样品的预处理方向发展四、现代有机质谱向提高灵敏度、减少样品的预处理方向发展 1、现代有机质谱小型化、自动化、智能化、专用化是特点现代有机质谱小型化、自动化、智能化、专用化是特点 2 2、现代有机质谱向提高灵敏度的方向发展、现代有机质谱向提高灵敏度的方向发展，近十几年来，近十几年来GC/MSGC/MS的灵敏度迅的灵敏度迅速提高，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（精确质量）（精确质量）fg/l（定性）（定性）1 pg/l（精确质量）（精确质量）fg/l（定性）（定性）八氟萘八氟萘1 pg/l 3 3、现代有机质谱向减少预处理、提高分离效果方向发展、现代有机质谱向减少预处理、提高分离效果方向发展 （1 1）配置温度程升技术进行分离）配置温度程升技术进行分离 （2 2）配置载气程升技术进行分离）配置载气程升技术进行分离 （3 3）配置进样口程升技术进行分离）配置进样口程升技术进行分离 （4 4）配置不同进样技术进行分离：柱上进样，冷柱头进样、分流进样、）配置不同进样技术进行分离：柱上进样，冷柱头进样、分流进样、不分流进样、顶空进样、裂解

30、进样、脱附管进样、冷阱进样等等不分流进样、顶空进样、裂解进样、脱附管进样、冷阱进样等等 （5 5）多维毛细管分割分离）多维毛细管分割分离 （6 6）多柱连柱法进样分离）多柱连柱法进样分离 （7 7）多气路连柱法进样分离）多气路连柱法进样分离 （8 8）特种柱型高效进样分离：特种柱型、整体柱柱效）特种柱型高效进样分离：特种柱型、整体柱柱效2 2万、小颗粒高效柱万、小颗粒高效柱柱效十几万（柱效十几万（LC/MSLC/MS） （9 9）不同电离技术分离鉴定：）不同电离技术分离鉴定：GC/MS/MS, LC/MS/MSGC/MS/MS, LC/MS/MS，用子离子鉴别母离，用子离子鉴别母离子，分离难分

31、离的混合物子，分离难分离的混合物 （1010）软件处理分离：特征离子定性、定量、重建）软件处理分离：特征离子定性、定量、重建TICTIC图定量、鉴别混合图定量、鉴别混合峰等峰等 （1111） 高灵敏度、提高扫描速度高灵敏度、提高扫描速度五、现代检验监测领域分析、鉴定的发展五、现代检验监测领域分析、鉴定的发展 1 1、农残、毒物、药物、食品安全的分离鉴定、农残、毒物、药物、食品安全的分离鉴定 （1 1）痕量：）痕量： pg/l, fg/lpg/l, fg/l级。用高灵敏度的有机质谱：级。用高灵敏度的有机质谱：GC/MS/MS, GC/MS/MS, LC/MS/MS, GCTLC/MS/MS, G

32、CT（气相色谱（气相色谱/ /时间飞行质谱），时间飞行质谱）， LCTLCT（液相色谱（液相色谱- -高分辨飞行时高分辨飞行时间质谱联用仪间质谱联用仪 ） （2 2）结构定性：用）结构定性：用3 3到到4 4个子离子确认母离子，用高灵敏度的个子离子确认母离子，用高灵敏度的GC/MS/MS, GC/MS/MS, LC/MS/MS, GCT, LCTLC/MS/MS, GCT, LCT等等 （3 3）不出分子离子峰：有机质谱配置化学电离，）不出分子离子峰：有机质谱配置化学电离，CICI性能，化学修饰后用性能，化学修饰后用GC/MS/MS, LC/MS/MSGC/MS/MS, LC/MS/MS等等

33、（4 4）痕量混合物：用高效柱不能分离时，用）痕量混合物：用高效柱不能分离时，用GC/MS/MS, LC/MS/MS, GCT, GC/MS/MS, LC/MS/MS, GCT, LCT LCT 用子离子进行鉴别用子离子进行鉴别2 2、打假分离鉴定：、打假分离鉴定： （1 1）痕量）痕量 （2 2）混合物）混合物 （3 3）定结构）定结构3 3、传统、传统GCGC、LCLC分离鉴定方法，已被现代有机质谱痕量、快速、准确的结构鉴分离鉴定方法，已被现代有机质谱痕量、快速、准确的结构鉴定方法所代替，定方法所代替，GCGC、LCLC发挥其分离的功能。如此，方能与国际接轨，如此，方发挥其分离的功能。如此

34、，方能与国际接轨，如此，方能解决进出口相互制约问题能解决进出口相互制约问题 1 1、柱效要高：、柱效要高：因大部分样品只在少数几根毛细管柱上进行分析研究。由于现代毛细因大部分样品只在少数几根毛细管柱上进行分析研究。由于现代毛细管柱的涂渍不仅每米塔板数高，而且随着毛细管的增长，总柱效更高。高柱管柱的涂渍不仅每米塔板数高，而且随着毛细管的增长，总柱效更高。高柱效补偿了固定相选择性的不足，这样就扩大了毛细管柱对样品的分析范围，效补偿了固定相选择性的不足，这样就扩大了毛细管柱对样品的分析范围，提高了对混合物分离效果，缩短了分离时间。提高了对混合物分离效果，缩短了分离时间。高柱效可将被分离的样品得到区域

35、宽度很窄的峰，使峰不拖尾，也就高柱效可将被分离的样品得到区域宽度很窄的峰，使峰不拖尾，也就是提高了将混合物分离成单个化合物的能力。是提高了将混合物分离成单个化合物的能力。高柱效对位置异构体有较好的分离效果高柱效对位置异构体有较好的分离效果 2 2、柱惰性要好：、柱惰性要好：柱惰性不好，表面活性大，增大对样品的吸附性，不仅产生样品峰峰柱惰性不好，表面活性大，增大对样品的吸附性，不仅产生样品峰峰型拖尾，而且使有关样品的响应值降低或不出峰，不能作痕量分析。柱惰性型拖尾，而且使有关样品的响应值降低或不出峰，不能作痕量分析。柱惰性不好，也会降低毛细管柱的热稳定性，增大柱流失，影响作出合理的质谱图。不好，

36、也会降低毛细管柱的热稳定性，增大柱流失，影响作出合理的质谱图。柱子产生的不可逆吸附、可逆吸附、催化降解反应都与柱惰性等有关系。是柱子产生的不可逆吸附、可逆吸附、催化降解反应都与柱惰性等有关系。是GC/MSGC/MS联用使用毛细管柱分离鉴定中特别重视的问题之一。联用使用毛细管柱分离鉴定中特别重视的问题之一。一、一、GC/MSGC/MS选择毛细管柱的基本原则选择毛细管柱的基本原则 3 3、热稳定性要好：、热稳定性要好：所有毛细管柱都有流失现象，这是由于固定相的正常降解而所有毛细管柱都有流失现象，这是由于固定相的正常降解而产生的被洗脱物质，而且柱流失随着温度的升高而加剧；一般来产生的被洗脱物质，而且

37、柱流失随着温度的升高而加剧；一般来说，极性柱流失较大，非极性柱流失较小。说，极性柱流失较大，非极性柱流失较小。毛细管柱流失大小与毛细管柱热稳定好坏有直接关系。毛细毛细管柱流失大小与毛细管柱热稳定好坏有直接关系。毛细管柱热稳定性不好，流失增大，会导致固定相劣化。这不仅降低管柱热稳定性不好，流失增大，会导致固定相劣化。这不仅降低柱效，而且增大柱内表面活性，对样品吸附性增大，直接干扰柱效，而且增大柱内表面活性，对样品吸附性增大，直接干扰GC/MSGC/MS作出合理的谱图。作出合理的谱图。毛细管热稳定性不好，流失增大，影响了毛细管热稳定性不好，流失增大，影响了GC/MSGC/MS痕量分析，痕量分析，并

38、缩短了毛细管柱子使用寿命。并缩短了毛细管柱子使用寿命。因此，在因此，在GC/MSGC/MS选择毛细管柱中热稳定性做为第一选择原则，选择毛细管柱中热稳定性做为第一选择原则，购置后首先作热稳定性实验，对新毛细管柱进行检查，找出最佳购置后首先作热稳定性实验，对新毛细管柱进行检查，找出最佳使用温度，确定对毛细管柱的老化方法：使用温度，确定对毛细管柱的老化方法：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热稳定检查方法热稳定检查方法关于热稳定性不好的原因，检查热稳定性方法在关于热稳定

39、性不好的原因，检查热稳定性方法在GC/MSGC/MS应用中有质谱结构分析应用中有质谱结构分析方法进行鉴别。总之方法进行鉴别。总之GC/MSGC/MS选择毛细管柱性能可用，选择毛细管柱性能可用，GCGC方法一定能用，而方法一定能用，而GCGC方法选柱能用，方法选柱能用，GC/MSGC/MS不一定可用。不一定可用。二、二、GC/MSGC/MS对毛细管柱规格的选择对毛细管柱规格的选择1 1、对毛细管柱单项规格选择要点：、对毛细管柱单项规格选择要点： （1 1）从柱体选择：）从柱体选择：玻璃柱、不锈钢柱、刚性柱、石英柱等。目前以石英柱为佳，具有优玻璃柱、不锈钢柱、刚性柱、石英柱等。目前以石英柱为佳，具

40、有优良的柔性和惰性，甚至不经过钝化处理，便可涂渍非极性和中等极性固定相良的柔性和惰性，甚至不经过钝化处理，便可涂渍非极性和中等极性固定相 （2 2）从外涂层进行选择：）从外涂层进行选择：在石英柱体外壁涂聚酰亚胺，增加弹性，可耐温在石英柱体外壁涂聚酰亚胺，增加弹性，可耐温300 300 左右，在石英左右，在石英柱体外壁涂渍金属铝，恒温可达柱体外壁涂渍金属铝，恒温可达400 400 ，程升可达，程升可达450 450 ，此柱内涂聚硅氧，此柱内涂聚硅氧烷可分析分子量烷可分析分子量10001000到到1200 amu1200 amu，程升可达，程升可达650-750 650-750 。 （3 3）从柱

41、内径进行选择：）从柱内径进行选择：内径通用系列：内径通用系列：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为超临界柱，为超临界柱，0.25mm0.25mm为为GC/MSGC/MS通用柱，通用柱，0.32mm0.32mm为为GC/MSGC/MS灵敏度降低灵敏度降低时，增大柱容量保持时，增大柱容量保持GC/MSGC/MS灵敏度用柱；灵敏度用柱；0.53mm0.53mm为大口径柱，可涂渍厚液膜，为大口径柱，可涂渍厚液膜，用于分析低挥发点样品用，涂渍薄液膜柱分析高挥发点样品用，扩展了用于分

42、析低挥发点样品用，涂渍薄液膜柱分析高挥发点样品用，扩展了GC/MSGC/MS分析样品范围。分析样品范围。 （4 4） 从柱长度进行选择：从柱长度进行选择：选择长度时应考虑分析时间与分离度的关系：分离时间与柱长成正比，选择长度时应考虑分析时间与分离度的关系：分离时间与柱长成正比，分离度与柱长呈平方根的关系，即使分离度增大分离度与柱长呈平方根的关系，即使分离度增大1 1倍，柱长必须增加倍，柱长必须增加4 4倍，时倍，时间也延长间也延长4 4倍。一般柱长可提高柱效和分辨率；但柱子过长也带来很多不足倍。一般柱长可提高柱效和分辨率；但柱子过长也带来很多不足之处。之处。GC/MSGC/MS选择柱长一般为选

43、择柱长一般为30m, 50m30m, 50m为宜，大口径柱要在为宜，大口径柱要在30m30m以上为宜，以上为宜，与与GCGC有较大差别。有较大差别。 （5 5）从液膜厚度进行选择：）从液膜厚度进行选择：GC/MSGC/MS选择液膜厚度时：一般常规柱内径有选择液膜厚度时：一般常规柱内径有0.25mm0.25mm时，液膜为时，液膜为0.25m0.25m；柱内径为；柱内径为0.32mm0.32mm时，液膜为时，液膜为0.50 m0.50 m，大口径厚液膜柱液膜为，大口径厚液膜柱液膜为1.01.0至至4.0 m4.0 m左右，左右，0.20 m 电子电子电子。电子。芳香环芳香环 共轭烯共轭烯 烯烯 脂

44、烯脂烯 酮酮 不分支烃不分支烃 醚醚 酯酯 胺胺 酸酸 醇醇 高度分支烃高度分支烃在在GC/MSGC/MS联用分析中联用分析中, ,认识以上规律认识以上规律, ,可预测被分析的有机化合物出不出可预测被分析的有机化合物出不出分子离子峰分子离子峰, ,并采取相应措施以提高分子离子峰强度并采取相应措施以提高分子离子峰强度, ,以有利于谱图解析以有利于谱图解析. . 提高分子离子峰强度的相应措施提高分子离子峰强度的相应措施: :、用、用FC-43FC-43校正时校正时, ,提高提高414.502414.502的强度的强度. .、降低电子轰击能量、降低电子轰击能量、增加进样量、增加进样量、控制温度范围、

45、控制温度范围, ,温度过高温度过高, ,分子内能增加分子内能增加, ,易引起分子离子的裂解易引起分子离子的裂解, ,分分子离子峰强度减小子离子峰强度减小. .、进行化学修饰、进行化学修饰, ,降低蒸汽压降低蒸汽压, ,提高分子离子的稳定性提高分子离子的稳定性. . 利用化学电离技术利用化学电离技术, ,提高分子离子峰的强度提高分子离子峰的强度. . 在在GC/MSGC/MS分析中分析中, ,有的化合物该出分子离子峰有的化合物该出分子离子峰, ,而不出分子离子峰而不出分子离子峰, ,此现此现象或分析条件设置不合理象或分析条件设置不合理, ,或质谱仪出现问题或质谱仪出现问题, ,应对质谱仪进行检查

46、应对质谱仪进行检查. .认识和应用以上几点认识和应用以上几点, ,减少减少GC/MSGC/MS分析中的盲目性分析中的盲目性, ,增强了科技人员的主动性增强了科技人员的主动性, ,提提高了数据的科学性和可靠性高了数据的科学性和可靠性. . （1 1） 分子离子峰及其纯度的基本辨别方法分子离子峰及其纯度的基本辨别方法 用质量色谱图作分析对比用质量色谱图作分析对比, ,用以检验分子离子峰的纯度用以检验分子离子峰的纯度. . 观察最高质量图是否有给出的分子量和比分子量更大的质观察最高质量图是否有给出的分子量和比分子量更大的质量峰量峰. . 在低于分子离子峰质量数附近是否出现不合理裂分碎片离在低于分子离

47、子峰质量数附近是否出现不合理裂分碎片离子峰子峰. .以上情况出现之一以上情况出现之一, ,证明样品不纯或发生了化学反应证明样品不纯或发生了化学反应. . （2 2）纯化合物的分子离子峰具备的条件）纯化合物的分子离子峰具备的条件: :分子离子峰必须是质谱图中最高质量的离子分子离子峰必须是质谱图中最高质量的离子. .此最高质量的离子并具有奇电子数此最高质量的离子并具有奇电子数. .此最高质量的离子和它相邻的裂分碎片离子之间的质量差此最高质量的离子和它相邻的裂分碎片离子之间的质量差必须是合理中性碎片必须是合理中性碎片. .分子离子峰必须具备以上三条件分子离子峰必须具备以上三条件; ;但具备以上三条件

48、的不一但具备以上三条件的不一定都是分子离子峰定都是分子离子峰. . （1)1)低于分子离子峰的质量差值低于分子离子峰的质量差值质谱图中最高质量端丢失质谱图中最高质量端丢失4-14;21-25;33,37,384-14;21-25;33,37,38质量数是不合理的质量数是不合理的. .从有从有机化合物的元素组成上分析都是不可能的机化合物的元素组成上分析都是不可能的. .如果出现这样质量差的离子如果出现这样质量差的离子: :其一其一: :证明最高质量离子不是分子离子峰证明最高质量离子不是分子离子峰其二其二: :或者碎片离子由其它杂质产生或者碎片离子由其它杂质产生. .高质量端质量数的丢失高质量端质

49、量数的丢失, ,最小碎片不小于最小碎片不小于15(15(甲基甲基),),高质量端丢失次甲基高质量端丢失次甲基14(-CH2)14(-CH2)及单个氧原子也是少见的及单个氧原子也是少见的, ,其它碎片是不可能出现的其它碎片是不可能出现的. .（2)2)高于分子离子峰的质量差值高于分子离子峰的质量差值. .比质谱图中分子离子多比质谱图中分子离子多1-31-3个质量数的小峰存在问题个质量数的小峰存在问题, ,这多是由于分子离子峰中这多是由于分子离子峰中同位素产生同位素产生, ,如如: :2 2H H、1313C C、1515N N、1717O O、1818O O、3434S S等产生等产生; ;而氯

50、和溴中同位素含量较高而氯和溴中同位素含量较高, ,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随着分子中氯和溴的增加变得很强峰随着分子中氯和溴的增加变得很强, ,而同位素峰与分子离子峰在强度上有一而同位素峰与分子离子峰在强度上有一定比例关系定比例关系( (二项式展开计算方法二项式展开计算方法),),不会被误认为是分子离子峰不会被误认为是分子离子峰, ,并用同位素比并用同位素比例验证是不是分

51、子离子峰例验证是不是分子离子峰, ,这是合理性的方面这是合理性的方面. .（3)3)当分子离子峰很弱时当分子离子峰很弱时, ,或者没有出现或者没有出现, ,或会有大于分子量的杂质时或会有大于分子量的杂质时, ,就可能对分子离子峰产生错误判断就可能对分子离子峰产生错误判断. .这时只有在分离上下功夫这时只有在分离上下功夫, ,解决纯度问题解决纯度问题. .由此由此, ,可知掌握辨别分子离子峰及其应用技术的重要性可知掌握辨别分子离子峰及其应用技术的重要性. .4 4、分子离子峰及、分子离子峰及M+1,M-1M+1,M-1峰的辨别峰的辨别（4 4）大口径厚液膜毛细管柱分析样品时产生）大口径厚液膜毛细

52、管柱分析样品时产生M+1M+1峰的辨别峰的辨别: : 大口径厚液膜柱的特点是大口径厚液膜柱的特点是: :柱体长柱体长, ,内径粗内径粗, ,液膜厚液膜厚, ,柱容量大柱容量大, ,主要主要分析低挥发点样品分析低挥发点样品. . 因进样量大因进样量大, ,可进溶液可进溶液4l4l以上以上, ,随着样品蒸汽压的增加随着样品蒸汽压的增加,M+1,M+1峰产生峰产生了了, ,也称为雾化离子也称为雾化离子; ;为了避免为了避免M+1M+1峰产生峰产生, ,要控制载气和溶液量和温度等条件要控制载气和溶液量和温度等条件. . （1)1)加大进样量加大进样量, ,增加蒸汽压增加蒸汽压,M+1,M+1峰明显增加

53、峰明显增加. .如苯胺类化合物如苯胺类化合物. .用质量色谱图进行分析用质量色谱图进行分析: :在汽化离子浓度变大时有在汽化离子浓度变大时有M+1;M+1;控制进样量可免除控制进样量可免除M+1M+1峰峰, ,增大进样量可产生增大进样量可产生M+1.M+1.R1R2R3_N降低电子能量分子离子峰增强降低电子能量分子离子峰增强, ,基峰便是分子离子峰基峰便是分子离子峰20eV152(M+)10895815010070eV152(M+)108958150100.5569406080100120140160 （3 3）降低电子能量）降低电子能量, ,设置适当条件设置适当条件, ,可使氢键化合物出分子

54、离子峰可使氢键化合物出分子离子峰. .使以下二化合物进行氢键络合使以下二化合物进行氢键络合 CH=CH-CO-NHCH3CH=CH-CO-NHCH3 HOCH2-CH2-CH2OH HOCH2-CH2-CH2OH条件条件: : 15eV; 15eV; 低温低温; ;适合进样量适合进样量. .M=161M=161CH2=CH-C-N-HHO-CH2-CH2-CH2OCH3HO= （4 4）用）用FC-43FC-43校正时提高校正时提高414.502414.502峰强度峰强度, ,用以提高分子离子峰强度用以提高分子离子峰强度. .( (此此方法不适用于做库检索的标准图谱方法不适用于做库检索的标准图谱) )将将FC-43FC-43中中414414调至接近调至接近6969的的4.00%4.00%左右左右, ,将将502502调至接近调至接近6969的的4%4%左右左右, ,可提高分子离子峰的强度可提高分子离子峰的强度, ,不仅可验证分子离子峰不仅可验证分子离子峰, ,并有利于有机化合物的并有利于有机化合物的谱图解析谱图解析. . （5 5）用化学电离技术提