岛津GCMS-TQ8040教材

1、岛津岛津GCMS-TQ8040GCMS-TQ8040基础知识基础知识岛津企业管理（中国）有限公司 分析中心 1第一部分第一部分 仪器结构仪器结构2GCMS-TQ8040: :气相色谱气相色谱/ /三重四级杆质谱联用仪三重四级杆质谱联用仪GC: :气相色谱气相色谱（Gas Chromatograph）MS: :质质 谱谱 （Mass Spectrometer）3目的：分离样品组分目的：分离样品组分GC组成组成进样口 ( 样品气化)色谱柱 ( 分离 )检测器 (FID, MS,)样品载气4检测器碰撞气 真空泵GCMS-TQ8040 GCMS-TQ8040 三重四极杆质谱仪三重四极杆质谱仪Q1Q3碰

2、撞池RF Only： ThroughCID gas ON: CIDCID gas OFF: ThroughRF+DC: Mass filterorRF Only：ThroughRF+DC: Mass filterorRF Only：Through 离子源CID (碰撞诱导解离 )5第二部分第二部分 气相部分气相部分GC基础基础6载气载气v 氦气：高纯，氦气：高纯，99.999%v 10%的钢瓶气保有量的钢瓶气保有量v 减压阀压力：减压阀压力：700-800Kpa700-800Kpa7载气纯度的重要性载气纯度的重要性 载气不纯带来的问题：载气不纯带来的问题：v载气中氧的存在导致固定相氧化，损坏色

3、谱柱，改变样品的保留值。v载气中水的存在导致部分固定相或硅烷化担体发生水解，甚至损坏柱子。v气体中有机化合物或其它杂质的存在产生基线噪音和拖尾现象。v气体中夹带的粒状杂质可能使气路控制系统失灵。8v分流分流/ /不分流进样不分流进样v填充柱进样填充柱进样v冷柱头进样冷柱头进样v程序升温进样程序升温进样分流分流/ /不分流进样是不分流进样是GCMS最为常用的进样方式最为常用的进样方式GC进样方式进样方式9 分流分流/ /不分流进样口结构不分流进样口结构F1F2 进样方式：进样方式：v 分流进样（Split）v 不分流进样（Splitless）导针器导针器载气载气O型圈型圈石墨垫圈石墨垫圈螺母螺母

4、玻璃衬管玻璃衬管色谱柱色谱柱隔垫隔垫隔垫吹扫隔垫吹扫分流出口分流出口10什么是什么是分流进样分流进样? ?46mL/min0.25mmI.D.x30m , df=0.25m1mL/min50mL/min47mL/minP分流3mL/min隔垫吹扫F分流比分流比 分流流量和色谱柱流量之比 当柱流量为 1mL/min、分流流量为 46mL/min-分流比46:1载气11为什么要分流进样为什么要分流进样? ?( () )v 防止色谱柱过载防止色谱柱过载前沿峰12v 减小色谱峰展宽减小色谱峰展宽为什么要分流进样为什么要分流进样? ?( () )0.25mmI.D.x 30m , df=0.25m1mL

5、/min4mL/min载气 分流1mL/min3mL/min隔垫吹扫13e.gSPL-2010(Split)25mm石英棉5-10mm(10mg)34mm分流进样注意点分流进样注意点_ _石英棉的装填石英棉的装填v避免分流歧视，提高重现性避免分流歧视，提高重现性14v 不适合微量组分的分析（g/mL以下）v 未知样品分析时，初始分流比采用50:1或者100:1v 使用分流衬管v 正确装填石英棉v 定期更换分流出口的捕集阱分流进样操作要点分流进样操作要点15什么是不分流进样？什么是不分流进样？（I）0.25mmI.D.x 30m , df=0.25m1mL/min50mL/min47mL/min

6、载气 46mL/min 分流初始柱温：溶剂沸点-10度待机状态和进待机状态和进样后样后1min内内1mL/min0mL/min分流流路关闭后总流量变为4mL/min3mL/min（进样时间设为1min时）隔垫吹扫160.25mmI.D.x30m , df=0.25m1mL/min进样时的4mL/min1mL/minCarrier GasP0mL/min分流 50mL/min47mL/min46mL/min什么是不分流进样？（什么是不分流进样？（IIII）进样进样1min后打后打开分流流路开分流流路3mL/min隔垫吹扫17分流流路分流流路1min后打开电磁阀的作用后打开电磁阀的作用n-C11n

7、-C13n-C15n-C17n-C18n-C11n-C13n-C15n-C17n-C18进样后进样后1min打开电磁阀打开电磁阀未打开电磁阀未打开电磁阀18进样时间内色谱峰展宽的影响进样时间内色谱峰展宽的影响0.25mmI.D.x 30m , df=0.25m1mL/min4mL/min载气载气 初始柱温：溶剂沸点-10度1mL/min0mL/min3mL/min隔垫吹扫隔垫吹扫如何减小色谱峰展宽：如何减小色谱峰展宽：1）溶剂聚焦效应2）高压进样分流19溶剂聚焦效应溶剂聚焦效应进样口初始柱温：溶剂沸点初始柱温：溶剂沸点-10度度溶剂在柱头重新冷凝20溶剂聚焦对峰形的影响溶剂聚焦对峰形的影响色谱

8、柱：Rtx-5 30m0.25mm0.25um进样量：1.0L样品：5g/mL农药混标 （溶剂为正己烷）柱温程序：150 to 275 4 /min.色谱柱：Rtx-5 30m0.25mm0.25um进样量：1.0L样品：5g/mL农药混标 （溶剂为正己烷）柱温程序：40 to 150 25 /min. 然后 275 4 /min.210.25mmI.D.x 30m , df=0.25m1mL/min9mL/min载气分流初始柱温：溶剂沸点-10度6mL/min0mL/min3mL/min隔垫吹扫高压进样高压进样待机状态和进待机状态和进样后样后1min内内（高压时间设为1min时）1mL/mi

9、n6mL/min100Kpa250Kpa 进样进样1min后，柱压回到后，柱压回到100Kpa，柱流量恢复为柱流量恢复为1mL/min22v主要用于分析微量组分（数十 g/mL或更低）v使用不分流衬管或去活性不分流衬管v衬管中可装填少量石英棉以提高重现性v如样品有强吸附性，最好不加石英棉v必须使用程序升温方式，初始温度低于溶剂沸点1020v建议使用高压进样方式v不适合气体样品和低沸点溶剂类样品的分析v不适合分析在溶剂峰之前出峰的组分不分流进样操作要点不分流进样操作要点23宽口径进样口（宽口径进样口（WBI）用于：用于：宽口径毛细管柱宽口径毛细管柱填充柱填充柱石墨垫圈石墨垫圈玻璃衬管玻璃衬管螺母

10、螺母宽口径毛细管柱宽口径毛细管柱载气载气O型圈型圈导针器导针器隔垫隔垫隔垫吹扫隔垫吹扫24 载气 加热块（250 /min) 毛细柱隔垫吹扫出口分流出口1.Column Sleeve/Guide (OCI-mode)2. 玻璃衬管玻璃衬管 （Glass Insert)(PTV-mode)冷柱头冷柱头/程序升温进样口（程序升温进样口（OCI/PTV）25注意事项注意事项- -样品气化不完全样品气化不完全v 进样口温度过低，将导致高分子量化合物气化不完全，并且进样口温度过低，将导致高分子量化合物气化不完全，并且不能有效转移到色谱柱中。不能有效转移到色谱柱中。进样口温度：进样口温度：200进样口温度

11、：进样口温度：30026注意事项注意事项- -样品分解样品分解v 进样口温度过高，导致热稳定性差的化合物分解。进样口温度过高，导致热稳定性差的化合物分解。进样口温度：280进样口温度：20027注意事项样品歧视注意事项样品歧视v高沸点化合物的响应值相对同样量的低沸点化合物，响应值偏低。v热进样口（温度恒定进样口）的常见问题，尤其是对宽沸程样品的时候最为明显。v在分析条件固定的情况下，歧视是重现的，一般不会对定量结果准确度产生影响。v可以选择冷进样方式或者更改衬管类型改善样品歧视效应。分流无分流进样口进样口温度：340冷柱头进样口初始进样口温度：4028注意事项注意事项- -其他其他v谨慎选择进

12、样量（小于2L)，避免样品溢出v采用大分流比分流进样时，建议开启载气节省功能v进水样时，因水的气化体积非常大，为避免水汽从衬管溢出，建议减少进样量（0.5L进样)v注意衬管中石英棉的用量和位置，以及和进样针的配合情况v分析高活性样品时，注意衬管和石英棉去活v分析较脏样品时，要增强衬管和石英棉检查的频度29毛细管柱主要类型毛细管柱主要类型Porous Layer Open TubularWall Coated Open Tubular多孔层开口柱多孔层开口柱管壁涂渍开口柱管壁涂渍开口柱30毛细管柱管材毛细管柱管材v 熔融石英熔融石英合成高纯石英合成高纯石英v外表面涂覆聚酰亚胺v内表面经化学处理v

13、 不锈钢不锈钢v用于高温分析v最不易断裂v内表面经特殊处理31固定相固定相v 大多数固定相为聚合物大多数固定相为聚合物v WCOT 毛细管柱毛细管柱:v聚甲基硅氧烷（Polysiloxanes, silicones）v聚乙二醇（Polyethylene glycols, PEG）32固定相聚甲基硅氧烷固定相聚甲基硅氧烷CH3CH2CH2CH2CNCH2CH2CF3R =methylcyanopropyltrifluoropropylphenylsiloxanebackboneO Si O Si ORRRR33固定相固定相“ms” or low bleed version苯基基团键合入硅氧烷聚合

14、物主链苯基基团键合入硅氧烷聚合物主链Rtx-5msDB-5msBPX-5e.g.Si O SiRRRRSi O SiRRRR 温度稳定性更好温度稳定性更好34固定液流失固定液流失021868101214164202224100 C270 C300 C300 C for 12 minBleed35固定相聚乙二醇固定相聚乙二醇HO CH2CH2O Hnv “WAX” or “FFAP” 类固定液类固定液ve.g. Rtx-WAX, Stabilwax-DA，DB-FFAPv 温度稳定性比聚硅氧烷类差，最高使用温度低于聚硅温度稳定性比聚硅氧烷类差，最高使用温度低于聚硅氧烷类固定液氧烷类固定液36常用

15、商品化毛细柱对照表常用商品化毛细柱对照表固定液固定液类类型型RestekJ&WSGEAlltechMachereyNagel100% dimethyl polysiloxaneRtx-1Rtx-1msDB-1DB-1MSBP1AT-1AT-1MSOptima 195% dimethyl/5% diphenyl polysiloxaneRtx-5Rtx-5msDB-5DB-5MSBP5BPX5AT-5AT-5MSOptima 5 65% dimethyl/ 35% diphenyl polysiloxane Rtx-35Rtx-35msDB-35DB-35MSBPX35BPX608AT-

16、35-50% dimethyl/ 50% diphenyl polysiloxaneRxi-17Rtx-50DB-17DB-608BPX50AT-50Optima 176% cyanopropylphenyl/94% dimethyl polysiloxaneRtx-1301Rtx-624DB-1301DB-624BP624AT-1301AT-624Optima 1301Optima 62414% cyanopropylphenyl/86% dimethyl polysiloxaneRtx-1701DB-1701BP10AT-1701Optima 1701trifluoropropylmeth

17、yl polysiloxaneRtx-200DB-200DB-210AT-210Optima 21050% cyanopropylmethyl/50% phenylmethyl polysiloxaneRtx-225DB-225BP225AT-225Optima 225polyethylene glycol (PEG)Rtx-WAXDB-WaxBP20AT-WAXCarbonWAXOptima WAXpolyethylene glycol 2-nitroterephthalateStabiwax-DADB-FFAPBP21AT-1000Optima FFAP37固定相选择固定相选择v 选择与目

18、标化合物极性相近的固定相选择与目标化合物极性相近的固定相(“相似相溶相似相溶”原则）原则）v - 峰形和分离变好峰形和分离变好.分析非极性化合物非极性柱(e.g.Rtx-1)分析极性化合物极性柱(e.g. StabilWAX） v 按照分析目的选择固定相按照分析目的选择固定相当组分沸点差异大时： - 非极性柱(e.g.Rtx-1) 当组分沸点差异不大时，如异构体： - 极性柱(e.g. StabilWAX）38v 按所需分离状况选择按所需分离状况选择需要高分离时： -内径: 细、长度: 长柱分离已足够，要缩短分析时间时： -内径: 粗、长度: 短、膜厚：薄柱v 按分析目的选择按分析目的选择分析

19、低沸点化合物时： - 长度: 长、膜厚：厚 柱 分析高沸点化合物时： - 长度: 短、 膜厚: 薄 柱柱内径、长度、膜厚选择柱内径、长度、膜厚选择 39色谱柱固定相典型应用色谱柱固定相典型应用序号序号名称名称固定液名称固定液名称应应用用领领域（域（Restek GC 应应用数据集）用数据集）1Rtx-1100% dimethyl polysiloxane空气样品、芳香族化合物、氯氟烃类化合物、香精油类、脂肪酸、香味挥发物、香味化合物、烃类、有机磷农药、氧化物（醚、醇等）、臭氧前体、溶剂、含硫化物、挥发物2Rtx-595% dimethyl/ 5% diphenyl polysiloxane 醇

20、类、联苯胺类、丁基锡类、消毒副产物、氯代烃类、有机氯农药、柴油中有机物、成瘾药物、香精油类、汽油中有机物、卤代乙酸、卤代醚类、烃类（易燃物）、亚硝胺类、硝基芳香烃类、PCBs、基本药物、酚类、多环芳烃、邻苯二甲酸酯类、硅氧烷、溶剂、类固醇类3Rtx-6246% cyanopropylphenyl/94% dimethyl polysiloxane挥发性化合物4Rtx-170114% cyanopropylphenyl/ 86% dimethyl polysiloxane丙烯酸酯、甲醛、有机氯农药、香味化合物、有机磷农药、药物（酸性/中性）、基本药物、溶剂5Rtx-WAXpolyethylene

21、 glycol (PEG)醛类、芳香族化合物BTEX、香精油、FAMEs（酸酯顺反化合物）、二醇类、溶剂6Stabiwax-DACarboWAX polyethylene glycol 脂肪酸（游离）、香味挥发物、有机酸、溶剂40毛细管柱流量设定内径载气流入 MS大流量 真空度差柱内径柱内径 流量流量 0.25mm 1-2ml/min 0.32mm 2-4ml/min 0.53mm 10-15ml/min GCMS-TQ8040:允许最大流量：15 mL/min (EI方式）41v 恒流控制恒流控制（使用填充柱和宽口径毛细管柱时使用填充柱和宽口径毛细管柱时) ) 不管色谱柱温度如何变化，载气流

22、量始终恒定 (柱温上升时柱头压力自动调整)v 恒压控制恒压控制( (通常用于毛细管柱通常用于毛细管柱) ) 载气柱头压力始终恒定 (柱温变化时柱内流速同时改变) v 恒线速度方式恒线速度方式（用于毛细管柱用于毛细管柱） 柱内平均线速度维持不变 (色谱柱温度变化时柱压自动调整) 载气控制方式载气控制方式42HETP曲线 （Rtx-1，30m，0.25mmi.d.，0.25m）线速度（cm/sec）柱箱 130，样品 n-C15H320.00.0200.0200.0400.0400.0600.0600.0800.0800.01000.01000.01200.01200.01400.01400.00

23、 01010202030304040505060607070柱箱柱箱 130 130，样品，样品 n-Cn-C1515H H32 32 ，k =7.6k =7.6GCMS 使用 He N2HeH2载气载气线速度线速度与理论塔板高度关系与理论塔板高度关系理论塔板高度 (m)43优点优点1：采用：采用恒线速度方式恒线速度方式，通常能得到，通常能得到最高最高的的柱柱分离效率分离效率。 0.25mmID x 30m , df=0.25mHe: 150 kPa, 2.32 mL/min, 45.1 cm/sec柱温柱温平均线速度平均线速度载气不同控制方式比较载气不同控制方式比较恒流恒流恒恒压压恒恒线线速

24、度速度44恒线速度恒线速度控制方式控制方式0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.5min02500050000750002.4652.9803.8334.0544.3344.5815.1140.51.01.52.02.53.03.54.04.5min02500050000750001.8672.3053.1173.3333.5943.8444.3310.51.01.52.02.53.03.54.04.5min02500050000750001.2651.6002.3322.4892.5382.7723.0333.512线速度线速度: 15cm/s线速度线速度: 20cm/s

25、线速度线速度: 30cm/s45不同不同载气控制方式载气控制方式分离的区别分离的区别恒恒压压控制方式控制方式恒线速度控制方式恒线速度控制方式46优点优点2：GC 和和 GC/MS 的保留时间的保留时间保持保持一致一致毛细管柱t0P进P出毛细管柱P进P出t1MSFID大气压真空柱入口压力相同，线速度在 MS 检测器侧快组分保留时间短。恒线速度控制方式恒线速度控制方式47恒线速度控制方式恒线速度控制方式FIDMS采用采用恒线速度方式恒线速度方式 FID 和和 MS 检测器的检测器的 RT 相同相同！48第三部分第三部分 质谱部分质谱部分MS基础基础49Interface（接口）接口）v接口接口:G

26、C to MS的连接部件的连接部件接口色谱柱 质谱高真空使用石墨垫圈使用石墨垫圈 密封（密封（85%Vespel+15%石墨）石墨）加热块50真空真空- - 另一重要因素另一重要因素 真空系统确保离子由离子源转移至检测器真空系统确保离子由离子源转移至检测器+离子空气、水等.高真空高真空低真空低真空51排气系统排气系统离子源检测器主泵主泵副泵副泵透镜系统四极杆52真空泵真空泵 ( (主泵主泵) ) Turbo molecular pump （涡轮分子泵涡轮分子泵）v旋转叶片使气体分子向下移动并由出口排出v干净真空v启动和关机时间短v价格昂贵53 单泵排气系统和差动排气系统单泵排气系统和差动排气系

27、统 v差动排气系统更有利于高流量分析差动排气系统更有利于高流量分析单泵排气系统差动排气系统高真空RPGCGCMS-TQ804054Ionization（离子化）离子化）v样品分子在离子源中离子化样品分子在离子源中离子化v根据样品条件不同根据样品条件不同 (如气体或液体如气体或液体)，离子化方法也不同，离子化方法也不同v对气体样品来说有三种离子化方法对气体样品来说有三种离子化方法vEI (Electron Impact，电子轰击电离)vCI (Chemical Ionization，正化学电离PCI)vNCI (Negative Chemical Ionization，负化学电离) 55e-e-

28、e-e-e-样品灯丝+碎片离子四极杆四极杆EI(电子轰击电离电子轰击电离)分子离子产生：分子离子产生：MeM+2e56v 最常用的离子化方法 v 开放式离子源v 产生大量碎片离子EI概述概述57 碎片和质谱图碎片和质谱图v分子受到电子分子受到电子（70eV）轰击，在较低能量的化学键处发生断裂轰击，在较低能量的化学键处发生断裂A-B-C-D e ABCD(molecular ion)2e-ABC+、D+ AB+、CD+A+、BCD+每一化合物具有特定的质谱图：用于化合物识别（定性）(谱库检索)ADABCDABCBCDABCD基峰基峰分子离子fragment ions（碎片离子）俵e- M m1m

29、3m258EI 谱图示例谱图示例m.w.78m.w.7259灯丝灯丝e-e-e-e-e-QPCH4 CH5+C2H5+样品样品H+-CH4M+1-C2H4CI (正化学电离正化学电离)60v需要反应气（Reagent gas ） v封闭式离子源 ( 离子源内压力约 10Pa )v碎片少 ( 软电离) v产生准分子离子（ pseudo-molecular ions,M+1）v有利于测定分子量CI概述概述61 EI和和CI谱图比较谱图比较v毒死蜱毒死蜱（Chlorpyrifos） M.W. 349EICI50100150200250300350400050100150%35032215355198

30、3809712529483182260228278402501001502002503003500.025.050.075.0100.0125.0%9719731425828612520865109169472448114429235122432562NCI (负化学电离负化学电离)v需要反应气（Reagent gas ） v半封闭式离子源 ( 离子源内压力约 1Pa )v碎片少 ( 软电离)v带电负性基团的化合物有高灵敏度 (如卤素化合物)eCH4CH3HCH4CH4CH4e电子捕获反应-（：高电负性原子或离子，如卤素) 6350100150200250m/z0.000.250.500.75

31、1.00Inten. (x10,000)2843537292248NCI 质谱图质谱图v六氯苯六氯苯 M.W. 28464三种离子源对比图三种离子源对比图离子源离子源离子源内垫片离子源内垫片EI源CI源NCI源EI用垫片CI、NCI用垫片DI进样时，CI、NCI用垫片65 GCMS质量分析器质量分析器v 磁质量分析器磁质量分析器v 四极杆质量分析器四极杆质量分析器v 离子阱质量分析器离子阱质量分析器v飞行时间质量分析器飞行时间质量分析器66四极杆质量分析器四极杆质量分析器离子源四极杆检测器X光透镜67四极杆质量分析器四极杆质量分析器Ion Transmission Device： Just R

32、F applied Mass Filter： DC and RF applied u两组四极杆分别加上 +(U+Vcont) 和 (U+Vcont)，水平和垂直相差180度相位, 其中u直流电压部分，Vcont为射频电压部分 = 2f, f为频率。u理想的四极场为双曲线型，但加工的困难，用四根杆代替。68m1+m2+m3+m1+m1/z=kV1m2/z=kV2m3/z=KV3m2+m3+11m/zVm：质量z ：电荷 ( =1 in GCMS)k ：常数 V ：四极杆上的电压四极杆质量分析器四极杆质量分析器69数据采集模式数据采集模式v 当电压扫描时，离子依次进入检测器。测定间隔默认为 0.5

33、 secSCAN mode（扫描模式扫描模式）imeVm/z0.5sec0.5secV35V350SCAN质谱图70SIM (Selected Ion Monitoring) mode - 选择离子模式选择离子模式v SIM主要用于定量分析v 只有特定质量数的离子被检测v根据目标化合物选择合适的检测离子相当重要。v灵敏度取决于所选择的检测离子。TimeVm/z0.2secV85V97SIM数据采集模式数据采集模式80.085.090.095.0100.050100%9785质谱图71SIM ModeRetention timem/z=72 m/z=152 m/z=54灵敏度高于灵敏度高于 Sc

34、an 方式方式72检测器碰撞气 真空泵GCMS-TQ8040 GCMS-TQ8040 三重四极杆质谱仪三重四极杆质谱仪Q1Q3碰撞池RF Only： ThroughCID gas ON: CIDCID gas OFF: ThroughRF+DC: Mass filterorRF Only：ThroughRF+DC: Mass filterorRF Only：Through 离子源CID (碰撞诱导解离 )73串级质谱法串级质谱法串级质谱法，缩写为串级质谱法，缩写为MS/MS，涉及两级的质谱分析，包括引起离涉及两级的质谱分析，包括引起离子质量或电荷改变的解离过程或化学变化。子质量或电荷改变的解离

35、过程或化学变化。最常用的最常用的MS/MS实验中，第一级质量分析器用于选择一个前体离实验中，第一级质量分析器用于选择一个前体离子（子（precursor ion），），或称为母离子（或称为母离子（parent ion）, 然后，用适当然后，用适当的活化方法，常用碰撞诱导解离（的活化方法，常用碰撞诱导解离（collision-induced dissociation, CID）使这一离子裂解生成产物离子（使这一离子裂解生成产物离子（product ions）或称为子离或称为子离子（子（daughter ions）及中性碎片：及中性碎片： mp+ mf + + mn 式中，式中，mp+ 为前体离子

36、，为前体离子，mf + 为产物离子，为产物离子，mn为中性碎片，第二级为中性碎片，第二级质谱用于分析产物离子。质谱用于分析产物离子。74 碰撞诱导解离碰撞诱导解离 （collision-induced dissociation, CID） 串级质谱仪的碰撞池可用四极、六极或八极，工作于射频（RF-only）模式。这样，可以聚焦因碰撞而离散的离子。激发能通常为振动态，如m/z 200，能量为30eV的离子与靶相互作用时间约10-14s，相当于键的振动周期。常用的碰撞气为氩气。碰撞产率较高，一方面因为是RF-only有良好的聚焦特性，另一方面是碰撞池较长可产生多次碰撞。 碰撞气要求：Ar ，纯度

37、99.99% 钢瓶减压阀压力： 350450kpa75第四部分第四部分 三重四极杆质谱仪工作模式三重四极杆质谱仪工作模式76FASST 同时采集 MRM and Q3SCAN ，既可以得到 MRM定量结果 ，也可以得到Q3Scan定性信息.在 GC-MS/MS中, Q1 和 Q3有不同的采集模式的组合 Q1 Q3Q3SCAN Through ScanQ3SIM Through SIMProduct Ion Scan SIM ScanPrecursor Ion Scan Scan SIMMRM SIM SIMNeutral Loss Scan Scan ScanGCGC- -MS/MSMS/MS

38、采集模式采集模式与单四极气质全扫描模式一致定性定量定性+定量与单四极气质SIM模式一致碰撞气开启- 所有采集模式都可使用.碰撞气关闭- 只有 Q3Scan and Q3SIM 可用.77单四极质谱采集模式单四极质谱采集模式SIMScanRF OnlyRF OnlyRF OnlyRF OnlyScanRF OnlySIMRF OnlyRF Only*超快速扫描 (with ASSP)*与QP2010系列有很好匹配度RF OnlyQ1ScanQ3ScanQ1SIMQ3SIM推荐Q1Q3Collision Cell推荐78MRM (MS/MS MRM (MS/MS 采集模式采集模式) ) 用来进行复

39、杂基质中痕量化合物定量79MRMCIDSIMSIMSelectionInterferingchemicalTargetdetectionSelectionSelectionTargetCID Interferingchemicaldetection干扰化学噪音: 检出MRM (MS/MS MRM (MS/MS 采集模式采集模式) )Q1Q3Collision Cell干扰化学噪音: 未检出响应值高. 但是背景噪音同样较高.背景噪音降低. S/N 变高.SIMMRM（MS/MS)80产物离子扫描产物离子扫描 (MS/MS (MS/MS 采集模式采集模式) )81M+m1+m2+m3+m/zDet

40、ectorMS1SIMMS2ScanM+CIDm1+m2+m3+Collision CellRF only + Ar 用于确定MRM的Q3离子前体离子扫描前体离子扫描 (MS/MS (MS/MS 采集模式采集模式) )82 寻找产生特定碎片离子的化合物Ma+m+m/zMc+DetectorMS1ScanMS2SIMCIDCollision CellRF only + ArMa+Mb+Mc+m+83中性丢失扫描中性丢失扫描(MS/MS (MS/MS 采集模式采集模式) )Q1和 Q3 均采用扫描模式，Q3采集的m/z为Q1 采集的m/z减去特定的中性丢失质量 可以筛查能产生特殊中性丢失的化合物M

41、a+m/zmMa-m+Mc-m+Mc+mDetectorMS1ScanMS2ScanCIDmMa-m+Collision CellRF only + ArMc-m+mnMb-m+84软件中的设置软件中的设置8485GC-GC-MS/MSMS/MS的基本术语的基本术语85n Dwell time（驻留时间）是测定目标成分的数据采集时间。多组分同时分析等同时测定多个化合物时，随着目标成分数的增加，分配到每1成分的Dwell time变短。于是成分可采集的离子数变少、数据的重现性、色谱图形状变差。通常原则是保证足够的点数(15点以上）的前提下尽可能使用大的Dwell time。n Pause tim

42、e（延迟时间，Adjust Time）多组分同时分析等同时测定多个化合物时，需要边切换测定条件边进行分析，此切换所使用的时间称为Pause time。在Pause time中不采集数据，因此越短越好。n Event time一个Event中的各个通道的检测时间之和。通常一个Event对应一个化合物，一个Event至少包含2个通道，1个定量离子对和1个定性离子对通道。每个通道的时间等于Dwell time与Pause time之和。n Loop time循环时间，即一个Group中所有Event时间之和。86几个时间关系几个时间关系MRM测定一个Group中化合物BD 3个组分化合物B B B

43、C化合物C C D化合物D D B化合物B测定中切换中Pause TimePause TimePause TimePause TimeDwell TimeDwell TimeDwell TimeDwell TimeEvent TimeLoop TimeGroup 1Group 2Group 3Group 4Event 1Event 1Event 2Event 3Event 1Event 2Event 1Group 1Group 2Group 3 Group 4Group 1Group 2Event 1 (Compound A)Group 3Group 4Event 1 (Compound B)

44、Event 2 (Compound C)Event 3 (Compound D)Event 1 (Compound E)Event 2 (Compound F)Event 1 (Compound G)Event 1Event 2Event 3ABCDEFG方法数据87 Group：时间 Event :事件（最小3ms，每增加一个离子最小增加1ms 最大16ch/Event）* Max 64 events in one group.* Max 2048 events in one method.* Max 32768 MRM in one run.GCGC- -MS/MSMS/MS方法设定方法设

45、定Group 1Group 2Group 3Group 4Event 1Event 1Event 2Event 3Event 1Event 2Event 188图谱认识图谱认识TIC: Total Ion Chromatogram 总离子流图总离子流图MS: Mass Spectrum 质谱图质谱图MC: Mass Chromatogram 质量色谱图质量色谱图MIC: Mixed Ion Chromatogram 加和离子流图加和离子流图 （指定质量数范围内的（指定质量数范围内的“总总”离子流图）离子流图） MS（-六六六）TIC&MC501001502000.025.050.075

46、.0100.0%1812191112215177147121156619613318716920789色谱图和质谱图色谱图和质谱图m/zRetention time90第五部分 调谐91MS的调整（调谐，的调整（调谐，Tuning） 所有调整都可利用工作站软件完成所有调整都可利用工作站软件完成v灵敏度调整v分辨率调整v质量数校正v相对强度校正92调谐用标样（调谐用标样（PFTBA）m/z 相对强度 69 100.0131 26.0219 32.0414 2.0502 2.0614 0.4CF3 -CF2 -CF2 -CF2 -N -C4F9 C4F993调谐设置调谐设置l基本与QP2010系列

47、配置一致l首先，选择选择 “使用 CID 气” ( 当三重四极杆GC-MS/MS使用时) 不选择“使用 CID 气” ( 当单四极杆GCMS使用时)94CIDCID气体开闭设置气体开闭设置l只使用Q3 Scan或Q3 SIM时，建议关闭CID气体。lQ3 Scan分析时CID气体打开相对于CID气体关闭时灵敏度略有下降95黑线 : Gas ON红线: Gas OFFCIDCID气体开闭设置气体开闭设置lQ3 Scan分析，CID气体打开和CID气体关闭质谱图稍有不同l高质量数在CID气体打开时灵敏度略低96501001502002503003504004500.000.250.500.751.

48、00(x10,000)1057717713051159313285208239328405373429460501001502002503003504004500.000.250.500.751.00(x10,000)1057717751313130159285208240270341415357452395379Gas ONGas OFFCIDCID气体自动开闭气体自动开闭971.自动调谐2.Q3Scan 数据采集3.MRM 数据采集GCMSsolution Ver.4.20Gas OFFGas OFFGas ONGas ONCID gas ON 和CID gas OFF 两个状态依次调谐，

49、调谐结果保存在一个文件中。不需要改变系统配置根据数据采集模式自动打开或关闭CID gasQ3Scan 和 Q3SIM : Gas OFFMRM 及其它采集模式: Gas ONCID gas 状态&自动调谐结果(CID gas ON)lm/z 40 (m/z 40 (氩气氩气) ) 是基峰。是基峰。l下图显示的是以下图显示的是以m/z 131 (PFTBA) m/z 131 (PFTBA) 进行归一化后的谱图。进行归一化后的谱图。98m/z 40自动调谐结果Q3Q1CID气体打开时，输出Q1和Q3调谐结果。CID气体关闭时，只输出Q3调谐结果。一般情况，只需确认Q3调谐结果。99峰值检测

50、（真空泄露检查）l进行真空泄露检查（进入峰监测窗口）时，即使系统配置中选择了使用CID气，CID gas 也将自动关闭。CID gas 自动关闭后进行峰监测100第六部分第六部分 仪器参数设置仪器参数设置分析方法的建立分析方法的建立101分析方法分析方法v 仪器参数仪器参数v GC参数: 色谱柱、流量、温度等v MS参数: 温度、检测器电压、扫描范围等v 数据处理参数数据处理参数v 积分参数：峰宽、斜率等v 定性参数：相似性检索谱库等v 定量参数：计算方法、校正级别、组分表等102积分参数积分参数积分参数积分参数 峰宽：WIDTH 斜率：SLOPE 漂移：DRIFT 变参时间：T.DBL注：G

51、CMS中主要采用质量色谱图定量，基本不用考虑漂移和变参时间。103v 去除高频噪声(电磁干扰）WH/2定量结果最为准确v内标物必须准确添加入所有未知样品中。未知样+IS:100ppm1L组分 A1浓度比1.2面积比0.70.58标样 1L组分A:100ppm内标:100ppm组分 A峰面积12001000面积比1.2内标：IS内标：IS峰面积7001000面积比 0.7组分 A 的浓度为： 未知样中的内标浓度:100ppmX浓度比:0.58=58ppm内标法内标法115内标物的选择内标物的选择v内标物峰与试样中所有成分的峰完全分离。v内标物峰与目标成分峰保留时间不应差太远。v内标物具有与分析目

52、标成分类似的化学性质。116GCMS分析步骤（分析步骤（I）一、开机顺序一、开机顺序 1、打开氦气瓶，将分压表调到0.7-0.8Mpa之间；打开氩气瓶，将分压表调至0.35-0.45Mpa之间。2、打开气谱电源开关。 3、打开质谱仪电源开关。 4、打开计算机。 二、进入系统及检查系统配置二、进入系统及检查系统配置 1、双击GCMS real time analysis 图标，进入实时分析窗口。 2、如需修改系统配置，单击助手栏中system configuration，设定系统配置（CID gas状态） ，退出。 三、系统启动三、系统启动1、单击助手栏中vacuum control图标 2、单

53、击 Auto startup 按钮 四、方法编辑四、方法编辑 1、单击助手栏中的Date Acquisition图标后进入了方法编辑中，设定自动进样器、 GC和MS的参数，保存方法。2、选择 Acquisition菜单下的Dowmload Initial Parameter下传参数 117五、调谐五、调谐1、单击助手栏中的Tuning图标，进入调谐窗口2、系统检漏：单击Peak monitor view图标，在Monitor选项中选择Water,air组， 打开灯丝，检查水峰、氮峰和氧峰。3、调协：新建调谐文件，点击Start Auto Tuning图标进行调谐，完成后保存调协文件六、样品测定

54、操作六、样品测定操作 1、单击助手栏中Data Acquisition 中的 Sample login ，登录样品信息。2、单击Standby按钮，待GC、MS均Ready后，按Start按钮，进样分析。 七、后处理操作七、后处理操作 1、双击GCMS Postrun Analysis 图标打开后处理窗口2、在Data explorer 窗口中双击要处理的数据文件名称3、打开数据后进行定性或定量处理 八、关机八、关机 1、日常关机（节能模式）： 选择实时分析窗口中的Ecology Mode。2、完全关机： 单击助手栏中的Vacuum control，单击Auto shutdown。GCMS分析

55、步骤（分析步骤（IIII）118第七部分第七部分 常见问题常见问题GCMSGCMS常见问题与解决方案常见问题与解决方案119不分流衬管只可用于不分流进样吗？不分流衬管只可用于不分流进样吗？v 不分流衬管是不分流衬管是GCMS分析中最常用的一种衬管，不仅可以分析中最常用的一种衬管，不仅可以用于不分流进样方式，也可用于分流进样方式，但当使用用于不分流进样方式，也可用于分流进样方式，但当使用大分流比（大于大分流比（大于50:1）进样时，建议使用分流衬管。）进样时，建议使用分流衬管。120影响灯丝使用寿命的因素？影响灯丝使用寿命的因素？v 真空度是否良好。一般情况下真空启动半小时后才能打开灯丝，如真空

56、度不好时打开灯丝，会加快灯丝消耗。v 真空是否存在漏气，如果真空漏气会加快灯丝的氧化和消耗。v 样品浓度会影响灯丝的寿命，如果长期分析高浓度样品会加快灯丝消耗。v 灯丝与离子源应安装在正确位置，如果位置有偏差，会导致灯丝变形而缩短寿命。v 如果溶剂切除时间设置不合适，在出溶剂时打开灯丝，会加快灯丝消耗。v 如果清洗离子源时离子源上下两个电子导入孔清洗不干净，会导致电子导入效率降低，从而加快灯丝消耗。121怎样将怎样将Vespel压环从色谱柱螺母中取出压环从色谱柱螺母中取出v Vespel压环经过柱温箱长期高温烘烤后被烧结在柱螺母中而无法重复使用，将Vespel压环从柱螺母中取出的办法是：利用随

57、机附件中的标准工具冲头以及锤子等工具，按下图方法取出。122调谐无法通过如何解决？调谐无法通过如何解决？v 确认真空启动的时间和真空度，真空一般启动两小时后才达到比较稳定的状态。使用常规色谱柱时，真空度应小于3*10E-3Pa后才能达到比较稳定的调谐结果。v 进行自动调谐前，需在峰监测窗口中确认系统是否漏气。v 调谐无法通过时，是否显示“灯丝已经耗尽”的错误信息。若有则需更换新的灯丝后再调谐。v 检查离子源、灯丝的安装位置是否正确。v 检查离子源是否污染，如果长时间未进行离子源清洗，先清洗离子源后再调谐。v 仪器使用年限较长的情况下，检查PFTBA剩余量是否过少。少于20%时需要添加PFTBA

58、，添加后调谐液量不要超过70%。v 检查色谱柱伸入MS接口的长度是否与标尺一致。v 如果通过上述检查依然无法解决问题，请联系岛津公司维修站。123GCMS通常可以检测样品的浓度范围是多少？通常可以检测样品的浓度范围是多少？v Scan方式一般测定样品浓度范围是1100 g/mL (ppm)。通过浓缩、稀释样品或更改分流比使样品在上述浓度范围内检测。v SIM方式的灵敏度比Scan方式灵敏度高一个数量级以上，可以分析浓度更低的样品，比如ppb级别的样品。v MRM方式灵敏度比SIM方式信噪比更高、抗干扰能力更强，适用于复杂基质中痕量化合物的定量分析。124分析重现性不良的原因有哪些？分析重现性不

59、良的原因有哪些？v 确认样品是否完全溶解，在常温下是否稳定，玻璃衬管和石英棉对样品是否有吸附。v 检查自动进样器进样针是否正确安装，进样针是否堵塞，进样杆推动是否顺畅，进样时针内是否有微小气泡。v 检查进样口是否泄漏，进样隔垫是否已经超过使用次数，衬管O形圈是否已经破损，进样口螺母是否拧紧。v 检查玻璃衬管是否破损或严重污染，及时更换或清洗。v 进样口温度设定是否合适，保证样品可以完全气化且无分解。v 检查色谱柱两端的伸入长度是否与标尺一致，色谱柱的接头是否拧紧。v 质谱部分确认真空启动的时间及真空度，真空一般在启动两小时后达到稳定的状态。v 离子源存在污染会造成重现性不良，应及时清洗离子源。

60、v 在峰监测窗口检查是否存在漏气。v CI、NCI模式下进行样品分析时要保证反应气稳定，才能得到良好的重现性。125如何确定一个标准曲线是否可以正常使用？如何确定一个标准曲线是否可以正常使用？v 如何确定以前建立的标准曲线是否还可以正常使用？ 方法很简单，同样分析建立标准曲线时的标准样品（确保此标准样品没有分解或被浓缩、稀释等），用标准曲线对其定量分析，看定量结果与标准含量是否偏差过大，如偏差不大（在允许偏差范围内,一般建议为小于10%）标准曲线可以继续使用，如偏差过大，建议重新建立标准曲线。126第八部分第八部分 仪器维护仪器维护GCMSGCMS日常维护日常维护127v载气载气v进样口进样口 进样垫 玻璃衬管v流