Trace GC培训

1、 Trace ISQ GC/MS 培训2内容内容及时间安排第一天AM 质谱, 四极杆结构、原理，Trace GC和ISQ 概述 分析方法的建立 PM 在实验室用FS, SIM 和FS/SIM方法对具体样品进行分析第二天 数据定性处理和报告的生成第三天 数据定量处理及考核第四天 AM GC 的维护，质谱的调谐及维护PM 特殊设备介绍，个别交流3第一章Trace GC基本结构及原理4TRACE GC5配置按钮配置按钮柱评价柱评价柱温箱控制按钮柱温箱控制按钮进样口控制按钮进样口控制按钮检测器控制按钮检测器控制按钮载气控制按钮载气控制按钮检漏检漏TRACE GC 控制面板6载气隔垫吹扫分流管路80 m

2、m 进样针插入 70mm深柱子进入衬管的长度 = 64 mm毛细管柱77001-1416970805附加绝热层 不分流衬管不分流进样口7样品转移到色谱柱的转移率 8载气隔垫吹扫 分流管路玻璃衬管5 mm直径Length of Column Inside Injector = 40 mm毛细管柱附加绝热层Splitting PointLinerCarrier Pathway色谱柱TerminalFittingInjectorChamber分流进样口50 mm 进样针插入 38-40mm深9分流比 分流比(split ratio) = 分流流量(Split vent flow) / 柱流速(col

3、umn flow) 分流比(Split ratios)通常用 50:1, 100:1, 30:1, 等表示. 例: 分流流量 = 50 mL/min, 柱流量 = 1 mL/min 分流比 = 50:1 or 2% 的样品 转移进毛细管柱中10分流 vs. 不分流RT:0.00 - 9.82 SM:7G020406080100Relative AbundanceSplitRT: 5.93AA: 910290SN: 1658RT: 5.36AA: 689187SN: 1312NL:4.87E5TIC MS 1217a01RT: 5.94NL:0123456789Time (min)0204060

4、80100SplitlessAA: 5934606SN: 1301RT: 5.36AA: 4627966SN: 11003.34E6TIC MS 1217b0111Fm = K ( )Pin2 - Pout2Tc 1+ap dc4 TStd1+aK =PinPoutFmPin2 - Pout2 Tc1+a K自动的柱评价自动的柱评价进口压力出口压力Carrier gas mass flow rate through the column自动的柱评价系统实际上是根据不同的柱子测定一个压力和流速的实际关系。TRACE GC 2000 柱评价256 L PStd hStd12K 值表13Leak c

5、heck必须在不同于柱评价的必须在不同于柱评价的温度下进行，其结果也是测定一个温度下进行，其结果也是测定一个K值，如果这个值，如果这个K值和柱评价的值和柱评价的K值值一样，表明一样，表明Leak check通过。通过。一般在动过进样口时，需要做一般在动过进样口时，需要做Leak check。相同相同 K值值没有漏气没有漏气*Proprietary CE Instruments procedure检漏（MS） 在不同温度下14新 TRACE GC Ultra 外观设计新的外观设计新的上盖设计新的柱温箱门设计新的柱温箱门开关设计15新 TRACE GC 家族16新的数字流量控制模式（DCC） 新柱

6、评价和检漏操作程序（所有操作要关闭真空补偿）新柱评价和检漏操作程序（所有操作要关闭真空补偿）性能指标不变性能指标不变专有的专有的ACC不变并提供更精确的不变并提供更精确的K值（毛细管柱气体阻值（毛细管柱气体阻力力）通过压力下降过程检漏 检漏过程：1. 色谱柱出口端通入右侧连接器的检漏元件2. 检漏程序自动运行3. 检漏过程包括给进样口加压，然后检测压力的下降情况，整个过程持续2min。新的 TRACE GC Ultra 检漏过程Leak Check channelFlow Measurementchannel如果检漏过程中自动设定的压力在一段时间内没有下降很多，则检漏通过，否则有漏气。新的 T

7、RACE GC Ultra 检漏过程首次装柱子要运行检漏，确保整个系统不漏气。首次装柱子要运行检漏，确保整个系统不漏气。19毛细管柱气体阻力毛细管柱气体阻力 什么是 K 值k P/Fk L/d4L: 柱长柱长d: 内径内径P: 柱头压柱头压F: 流速流速理论计算方法理论计算方法实际测量方法实际测量方法20理论计算方法的局限性 由于色谱柱内径的误差，导致K值估算不准确 例如： 30m*0.32mmID的色谱柱的理论K值为 0.635，但是由于 0.32 mm ID色谱柱的柱内径误差 为+/- 6 um., 所以实际K值 会在0.59 到0.685的范围之内，并不是一个很精确的值。这表明，如果在柱

8、温箱为50C时100 kPa的进样口压力会导致载气流量在 3.4 到2.9 ml/min。 结论：结论： 理论计算方法，理论计算方法，K值不准确值不准确 通过通过实验测试方法实验测试方法 来修正来修正K值值21实测流速得到准确的K值 通过准确的K值和柱长，自动计算出实际柱内径 利用准确的色谱柱ID，可以按照色谱柱长度调整K值新的 TRACE GC Ultra 柱评价过程检检漏元件漏元件流速流速检测检测元件元件k L/d4k P/Fknew Lnew /d4123快速的快速的柱评价法柱评价法2 完善的完善的柱评价法柱评价法1 & 2 怎样选择?（快速的柱评价方法）（快速的柱评价方法）:

9、操作简单，不需要太高的（完善的柱评价方法）（完善的柱评价方法）:提供更准确的保留时间新的 TRACE GC Ultra 柱评价用名义K值将色谱柱出口接到流量计上测定流速，更新K值YN新的 TRACE GC Ultra 快速柱评价过程名名义义色色谱谱柱参数柱参数按照名义色谱柱参数算K值 用上述过程得到的K值调节流速NO用户输入用户输入: 色谱柱长度 色谱柱名义内径（色谱柱规格参数） 色谱柱膜厚输入色谱柱参数后，系统自动计算名输入色谱柱参数后，系统自动计算名义义K值。值。 Right Column Information: Length (m) 7.00 ID (mm) 0.320 Film th

10、 (um) 0.25Right Column Information:Film th (um) 0.25Pre/Post column? NColumn K =0.1403新的TRACE GC Ultra 完整的柱评价过程 用户自己决定使用名义K值或是通过流速和压力的比率实际计算得到的K值计计算色算色谱谱柱柱实际实际ID色谱柱出口端接入数字流量控制器测量流速在恒流模式恒流模式中执行实际K值通过流速和压力的关系计算出实际K值选择选择YES新的TRACE GC Ultra 完整的柱评价过程色谱柱出口端接入如左图所示的元件中专门的连接元件能快速而准确得将毛细管接入这个流量计 注：此工具不适用于UFM

11、色谱柱，如需更高精确性，则要加基座适配器。 当质谱运行时，在柱评价开始之前，真空补偿应该关闭在色谱柱出口端测定流速计算K值时，首先确保整个管路没有漏气检检漏原件漏原件流速流速检测检测原件原件新的TRACE GC Ultra 完整的柱评价过程GC自动根据色谱柱参数设定压力，达到某个流速（如5ml/min）用户需要将色谱柱出口端检测到的流速输入GC前面板中相应的位置（如右下图所示）系统根据压力，流速和色谱柱柱温箱温度自动计算出实际K值 由于检测时柱温箱的门是开着的，所以色谱柱温度相当于室温Evaluating Right Column: Pressure (kPa) (200) Column Te

12、mp (C) (25) Measured flow (sccm) _._新的TRACE GC Ultra 完整的柱评价过程Right Column Information: Length (m) 100.00 ID (mm) 320 Film th (um) 1.00 Column K (1.598) Calcd ID (mm) (315)Values within brackets are not editable色谱柱长度（如果色谱柱被切过，则输入实际长度）.色谱柱内径（色谱柱说明书上标定的色谱柱型号）色谱柱膜厚K值，由柱评价纠正。如果完整的柱评价未运行过，则 显示的是名义K值实际内径：通

13、过实际K值计算出 当用名义参数是，实际内径是不显示的新的 TRACE GC Ultra 面板上增加的参数Right Carrier Gas: Col. Flow (ml/min) 1.00 1.00 Pressure (kPa) 320 Linear velocity (cm/s) (25.0) Void time (s) (60)Flow mode: Constant flow Gas saver flow Off Vacuum compensation On新的 TRACE GC Ultra 面板上增加的参数保留时间重复性快速的快速的柱评价柱评价 通过名义内径计算K值新柱与柱之间(虽型号一

14、样,但内径有异), RT 重复性取决于柱内径精确度完善的完善的柱评价柱评价 计算实际K值（根据实际内径）高精度的载气流量控制（不受漏气影响）以及及其精确的 K值 用实际K值计算流量，使得相同组分在不同色谱柱上的RT重复性更好。 (测量得到准确的ID，DCC控制流量） 切柱后， 无需再做柱评价 当色谱柱长度改变后，记录这个数值，GC会根据实际ID自动更新K值 计算得出的线速度 和 驻留时间 线速度和驻留时间更精确（更精确内径） 线速度-最佳分离 驻留时间 固定RT 补偿由于切柱造成的保留时间偏移（保持同样的驻留时间：void time）更多功能knew Lnew /d4例子：切柱后对保留时间的影

15、响使用相同的流速，相同的柱使用相同的流速，相同的柱子切掉子切掉1m后，后，驻驻留留时间时间会有会有3s的差异的差异c:linlugcmsitqdcc testramp10315/10/2009 08:27:36C8-32, OCP, oven: 50(1)/25/180/(0)/10/300(8), flow=1RT: 2.18 - 22.6846810121416182022Time (min)020000004000000020000004000000Relative Abundance02000000400000015.06 16.6114.268.3910.837.677.0218.0

16、75.174.4921.743.783.1214.1713.3316.528.329.9017.9811.617.616.965.114.4421.573.733.0615.0716.6218.0714.2610.838.387.677.025.1721.744.493.783.11NL:5.06E6m/z= 56.500-57.500 MS ramp103NL:5.78E6m/z= 56.500-57.500 MS ramp103bNL:5.99E6m/z= 56.500-57.500 MS ramp103e28mK=1.40127.5mK=1.40127.5mK=1.3259Startin

17、g conditionColumn trimming NO correction Column trimming and constant void time 例子：切柱后对保留时间的影响HC Standard Mixture under two ramps 例子：切柱后对保留时间的影响HC Standard Mixture under two ramps c:linlugcmsitqdcc testramp10315/10/2009 08:27:36C8-32, OCP, oven: 50(1)/25/180/(0)/10/300(8), flow=1RT: 8.09 - 11.228.59

18、.09.510.010.511.0Time (min)020000004000000020000004000000Relative Abundance0200000040000008.3910.839.169.988.329.9010.749.0810.838.389.989.16NL:4.99E6m/z= 56.500-57.500 MS ramp103NL:5.23E6m/z= 56.500-57.500 MS ramp103bNL:5.25E6m/z= 56.500-57.500 MS ramp103e28mK=1.40127.5mK=1.40127.5mK=1.3259Starting

19、 conditionColumn trimming NO correction Column trimming and constant void time 35第二章ISQ基本结构及原理36四极杆质谱仪的组成部分大气压电子轰击源 EI化学源CI正化学源 PCI负化学源 NCI37灯丝灯丝e- 到质量分析器到质量分析器离子源结构透镜透镜气相气相 38EI源电离-+-+-+e2BAeABe2ABeAB一个一个 70 eV 电子电子 带有带有 6750 kJ/mol键能一般在键能一般在 100 到到 1000 kJ/mol因此，键被打断因此，键被打断39EI 质谱图和谱库检索结果比较40 反应气反

20、应 (甲烷)正化学源电离253432232242422524335442344HHCCHHCHHHCHHCCHCHHHCCHCHCHCHCHCHCH ,CH ,CHeCH+-41 质子转移，样品分子得到一个质子 样品分子丢失一个质子 加合反应正化学源电离425245HCHMHCMCHHMCHM+6252HCHMHCM+-+53535252HCMHCMHCMHCM42EI & PCI 谱图比较50100150200250300350m/z0100%0100%0100%200183201217Scan CI+183105184211223Scan CI+105775176781821061

21、81152183Scan EI+二苯甲酮, EI二苯甲酮甲烷 CI+二苯甲酮氨气 CI+43离子化方式 vs. 碎片信息44 反应气反应 (甲烷)*44- - -+ +- -+ + + +eeCHeCH热电子负化学源电离45 Resonance capture Dissociative resonance capture负化学源电离-+ABeAB*M-e-* : thermal electronBAeAB+-*F-46EI 和 NCI 谱图比较EINCI47负化学源电离优点 分子量信息 比正化学源高百倍的灵敏度 对于卤代化合物的高选择性 适合复杂介质的分析48Trace ISQ 离子源组件Lo

22、cking RingRepeller SpringRepeller NutRepeller InsulatorRepellerIon VolumeLens 1Lens 2RF Lens/Lens 3Ion Cartridge Sleeve49Quadrupole ISQ的离子导轨特点50四极杆 MS51四极杆质谱仪的组成部分AtmosphereFull Scan 全扫描模式Selected Ion Monitoring (SIM) 选择离子监测模式52四极杆分析器qz = -qz = 2eV mr2w2az = -az = 4eU mr2w2+/-(U+Vocoswt)-/+(U+Vocosw

23、t)离子束谐振离子非谐振离子53Full Scan -不同质量离子的稳定区间constantRFDCqaSample3_03 #1408RT: 14.70AV: 1NL: 3.33E7F: + c Full ms 30.00-1000.001002003004005006007008009001000m/z05101520253035404550556065707580859095100Relative Abundance69832523503385536818817538623914520612510995219265387295Sample3_03 #1408RT: 14.70AV: 1

24、NL: 3.33E7F: + c Full ms 30.00-1000.001002003004005006007008009001000m/z05101520253035404550556065707580859095100Relative Abundance69832523503385536818817538623914520612510995219265387295010020030040050060070080090001000200030004000500060007000RFDCm/z 100m/z 500m/z 1000RF,DC Scan Line54扫描速度和质量范围0100

25、20030040050060070080090001000200030004000500060007000RFDCm/z 100m/z 500m/z 1000constantRFDCqaISQ扫描速度扫描速度: 11,111 amu/s质量范围质量范围: 1.2-1100 amu扫描速度扫描速度: 6,000amu/s质量范围质量范围: 1-800amu55SIM010020030040050060070080090001000200030004000500060007000RFDCm/z 100m/z 500m/z 1000constantRFDCqa56Full Scan 和 SIM的灵敏

26、度比较 Full ScanSIM57什么是Full scan / SIM数据同时采集? SIM scan提高灵敏度和选择性 Full scan鉴定和减低错误结果的可能RT: 7.63 - 7.787.637.647.657.667.677.687.697.707.717.727.737.747.757.767.77Time (min)5101520253035404550556065707580859095100Relative AbundanceNL:4.29E8TIC MS M123_2806_10scanRT: 7.63 - 7.787.637.647.657.667.677.687.6

27、97.707.717.727.737.747.757.767.77Time (min)5101520253035404550556065707580859095100Relative AbundanceNL:4.29E8TIC MS M123_2806_10scanGC色谱峰58四极杆质谱仪的组成部分Atmosphere59检测器 打拿极电子倍增器Trace ISQ 和和 ITQ 脉冲正负CI选件 (PPINICI)在交替扫描同时获得正CI和负CI质谱图60在仪器方法中设定检测器增益在仪器方法中设定检测器增益61第三章提取离子模式与总离子流图62色谱图63色谱图64质谱图65色谱峰上的每一点的

28、质谱图都是唯一的66RT: 18.17 - 21.2318.519.019.520.020.521.0Time (min)020000400006000080000100000120000140000160000180000200000Relative AbundanceRT: 18.23RT: 19.97NL:4.87E6TIC F: MS ICIS G1Mix07TIC图是由不同的质荷比的信号强度叠加而成总离子流图总离子流图, TIC67提取离子图68 去除背景的影响 提高S/N 分离重叠峰Data View 提取离子模式69Data View 提取离子模式 在TIC上可以看到两个非常相近

29、的共流出峰，但是每个峰有不同的质谱图，代表不同的化合物。70数据查看 提取离子模式71分离重叠峰RT: 13.27 - 14.34 SM: 3B13.313.413.513.613.713.813.914.0Time (min)020406080100020406080100020406080100Relative Abundance020406080100NL:2.38E6TIC MS stdmix_0415NL:1.60E5m/z= 230.50-231.50 MS stdmix_0415NL:3.59E5m/z= 251.50-252.50 MS stdmix_0

30、415NL:1.98E5m/z= 243.50-244.50 MS stdmix_041572提取离子模式 提取离子模式能得到较好的S/N去除背景分离共流出峰 提取离子模式可以用来做 峰检测 精确的定量73峰检测 TIC74峰检测 HMX的质谱图75峰检测76数据查看 两种选择 总离子流图Total Ion Chromatogram 适合看总的色谱图和所有的出峰情况 提取离子模式Extracted Ion Traces 适合追踪目标化合物77第四章调谐和校正78调谐界面-空气峰79空气/水谱图 (无泄漏)Air/water80空气/水谱图 (少量泄漏)Air/water81空气/水谱图 (大量

31、泄漏)Air/water82(背景谱图 m/z 50 - 650)Background before calibration83Calibration gas校准气谱图 (m/z 50 - 650)84ISQ 调谐介绍85ISQ调谐 确信真空和离子源温度到达适合值 注意: 柱流速= 1ml/min在开机后五分钟内真空要抽到 200 mTorr。否则表面有很大的泄漏需要立即检查。前接泵压力前接泵压力Fore pressure (mTorr) * 60 mTorr离子规离子规Ion Gauge (Torr) 7 e-5 Torr70L 10-50 2-4 e-5250L 10-501.9 e-00

32、5(2h), 1.2e-005 (12h)200L/200L 10-508e-6 to 1.0e-5 86诊断诊断结果8788调谐类型89自动调谐报告90第五章Xcalibur 仪器方法编辑91Instrument Configuration仪器配置在打开在打开 Instrument Configuration,之前需要关闭之前需要关闭Xcalibur和和ISQ Tune！92Xcalibur 主页面自动进样器参数设定9394 Trace GC方法设置柱箱参数95Trace GC方法设定-进样口参数96Trace GC方法设定 载气参数97Trace GC方法设定 柱流速计算98Trace G

33、C方法设定 进样量计算99ISQ 方法设定100ISQ 方法设定 Full Scan 模式如何设定扫描速率和质量范围RT: 14.38 - 14.8714.414.514.614.714.8Time (min)253035404550556065707580859095100Relative Abundance14.64NL:4.07E7TIC MS Dftpp15扫描速率 5 scan/sec2 sec每个峰10 scan101ISQ 方法设定 SIM 模式102 ISQ 方法设定-SIM / Full Scan 同步采集模式103第六章Xcalibur 序列编辑104Xcalibur 主页

34、 序列设定105样品序列设定 样品属性 (Sample Type)文件名 (File Name)保存路径 (Path) 仪器分析方法 (Inst Meth) 样品位置Position进样体积 Inj Vol 处理方法 (Proc Meth ) 标准曲线各点水平 (Level)106New Sequence Template 新序列模板指定基本文件名为采集数据选择路径选择仪器方法样品数量，重复次数样品瓶初始位置107样品序列建立模板改变文件名：热键F2使得该区域可以进行编辑置换填充新的文件名Fill-down108Editing Sequence Columns 编辑序列栏109Run sing

35、le sampleRun sequenceRunning a Sequence 运行序列110 监测采集 Real Time Plot 在线图111 监测采集 Real Time Plot 在线图112第七章XcaliburQual Browser 定性浏览器113Xcalibur 主页定性浏览器进入114定性浏览器对象定义Window窗口包含一个Grid.16个cellsCell单元contains View 包含视图View视图内容色谱图，质谱图，质量三维图，谱图列表扫描标题，扫描过滤器列表，调谐方法仪器方法，样品信息，状态日志，错误日志报告Chro/Spec View色谱/质谱视图最多包

36、括8张谱图Layout视图布局对一个单元或一个窗口Grid中的单元进行视图安排115Data Viewchro, spec, mass map, spectrum list, scan header, scan filter list, tune method, instrument method, sample info, status log, error logchrospecSpectrum listStatus Log 数据查看色谱, 质谱, 质谱图, 质谱图列表, 扫描题头, 扫描过滤列表, 调谐方法, 仪器方法, 样品信息, 状态日志, 错误日志116plotplot色谱/质谱

37、查看包括多达8张plot-曲线图版面设计可在一个单元内编排查看，也可以在一个窗口框内编排小单元框117常用快捷键打开数据文件打开序列打开结果文件左移右移恢复原始尺寸色谱图质谱图三维谱图谱图列表横向插入cell纵向插入cell横向删除cell纵向删除cell手动积分手动删除积分自动给单个plot积分自动给所有plot积分常用快捷键118Y轴上移Y轴下移Y轴拉伸Y轴原始尺寸显示缩小横向扩充纵向扩充全屏显示打印cell复制激活的cell粘贴cell撤消最近一次谱图操作显示或隐藏信息栏质谱图叠加119单元框操作120设定单元框/查看/曲线图/积分,满足用户的具体要求保存设置: Save As*.lyt

38、/default在下边的样品应用版面设计: Apply*.lyt/default版面设计121Chromatogram 右击菜单122面积百分比快速输出所有积分的峰的面积，面积百分比，峰高以及峰高百分比123峰检测和积分124自动增加每个数据采集过滤器的图谱Autofilter自动过滤125色谱图范围色谱图处理126定性浏览器色谱图显示选项设定127定性浏览器谱图背景扣除-1-2左击鼠标，拖住在色谱图上的扣减范围左击鼠标，拖住在色谱图上的扣减范围定性浏览器-谱库检索128定性浏览器-谱库检索129130Isotope Simulator同位素拟合同位素拟合同位素拟合页面允许用户建立一个化学分子

39、式同位素分布质谱图 定性浏览器信息栏131模拟同位素峰132第八章定性数据处理133定性数据处理134定性数据处理鉴别定性选项Qual Option打开原始文件135定性数据处理谱图合成136定性数据处理选项137定性数据处理谱库检索选项138定性数据处理报告139重新定性数据处理批处批处理理定性：定性：峰检测与积分峰检测与积分谱图改善谱图改善谱库检索谱库检索140定性浏览器结果文件(.rst)谱图141第九章Quantitative Processing定量处理142定量数据处理1.数据处理方法建立数据处理方法建立 Processing Setup输入已知化合物用来识别设定峰检测/积分参数选

40、择校准/质量控制类型，水平，重量选择先前色谱峰处理2.样品序列处理样品序列处理/重新处理重新处理 Sample Processing/Reprocessing输入新的序列方法参数确定校准文件和定标类型处理/重新处理数据3.定量浏览器定量浏览器 Quan Browser查看定量结果评价标准曲线，质量控制和标识使用不同参数重新计算峰面积分析详细定量信息143定量数据处理-选项识别识别质量质量色谱色谱校准校准删除化合物删除化合物显示显示设定设定启动警告启动警告色谱图色谱图气相气相液相液相校准方法校准方法内标内标外标外标144定量数据处理化合物识别峰检测145定量数据处理峰检测及积分参数设定146定量

41、数据处理峰检测及积分参数设定147定量数据处理-校正内标物定义148定量数据处理-校正数据标识以什么为内标149定量数据处理-成分浓度水平设定150Sequence Setup 序列设定151Sequence Setup 序列设定152Sequence Setup 序列设定153定量数据处理-启动激活定量处理执行执行检查磁盘空间检查磁盘空间运行样品运行样品154重新定量数据处理155Quan Browser 定量浏览器156定量结果浏览157Quan Browser 页面158定量浏览器-数据结果表格159定量浏览器-结果表格列和分类160定量浏览器-色谱图161定量浏览器-重新设定峰检测参数162定量浏览器-色谱峰信息163定量浏览器-质谱图164校正曲线165重新设置校正166Exclusion List 排除列表167数据输出到Excel报告打印168169Xcalibur 文件类型（后缀名） 原始数据文件 Raw Data file .raw 结果文件 Result file .rst 仪器方法文件Instrument Method files .met 批处理列表文件 Sequence file .sld 处理方法文件Processing Method files .pmd 报告和报告模板文件Reports