联用仪的简介

1、联用技术的简介1由不同仪器的特长和功能相结合,实现联用分析、扩大分析内容, 是现代分析仪发展的一个趋势。气相色谱质谱联用仪GC-MS热重- 红外联用技术TG-IR热重-差热联用分析TG-DTA热重-质谱联用TG-MS2气相色谱质谱联用仪气相色谱（Gas chromatography，GC）具有极强的分离能力，但它对未知化合物的定性能力较差；质谱（Mass Spectrometry，MS）对未知化合物具有独特的鉴定能力，且灵敏度极高，但它要求被检测组分一般是纯化合物。凭借其高分辨能力、高灵敏度和分析过程简便快速的特点，GC-MS在环保、医药、农药和兴奋剂等领域起着越来越重要的作用，是分离和检测复

2、杂化合物的最有力工具之一31.GC-MS联用技术的原理质谱法的基本原理是将样品分子置于高真空（10-3Pa）的离子源中，使其受到高速电子流或强电场等作用，失去外层电子而生成分子离子，或化学键断裂生成各种碎片离子，经加速电场的作用形成离子束，进入质量分析器，再利用电场和磁场使其发生色散、聚焦，获得质谱图。气相色谱法是一种以气体作为流动相的柱色谱分离分析方法，它可分为气-液色谱法和气-固色谱。是一种分离和分析有机化合物的有效方法。气-质联用(GCMS)法是将GC和MS通过接口连接起来，GC将复杂混合物分离成单组分后进入MS进行分析检测。42.GC-MS系统的组成 气相色谱仪分离样品中各组分，起着样

3、品制备的作用；接口把气相色谱流出的各组分送入质谱仪进行检测，起着气相色谱和质谱之间适配器的作用；质谱仪对接口依次引入的各组分进行分析，成为气相色谱仪的检测器；计算机系统交互式地控制气相色谱、接口和质谱仪，进行数据采集和处理，是GC-MS的中央控制单元。53. GC-MS联用仪器的分类按照质谱技术:可分为气相色谱-四极杆质谱、气相色谱-离子阱质谱、气相色谱-飞行时间质谱等按照质谱仪的分辨率:可分为高分辨率（通常分辨率高于5000）、中分辨率（通常分辨率在1000和5000之间）、低分辨率（通常分辨率低于1000）气质联用仪。64.GC-MS联用技术的应用环保领域在检测许多有机污染物，特别是一些低

4、浓度的有机化合物，如二噁英等的标准方法就规定用GC-MS；药物研究、生产、质控以及进出口的许多环节中都要用到GC-MS；工业生产许多领域如石油、食品、化工等行业都离不开GC-MS；竞技体育运动中，用GC-MS进行的兴奋剂检测起着越来越重要的作用；法庭科学中对燃烧、爆炸现场的调查，对各种案件现场的各种残留物的检测，如纤维、呕吐物、血迹等检验和鉴定，无一不用到GC-MS。75.GC-MS联用中的主要技术问题接口技术中要解决的问题是气相色谱仪的大气压的工作条件和质谱仪的真空工作条件的联接和匹配。由于气相色谱峰很窄，有的仅几秒钟时间，这样就要求质谱仪有较高的扫描速度，才能在很短的时间内完成多次全质量范

5、围的质量扫描，另一方面，要求质谱仪能很快地在不同的质量数之间来回转换，以满足选择离子检测的需要。8热分析的联用为了得出准确的分析结果, 揭示热过程的本质, 单靠一种热分析技术是不够的。早在70年代就开始热分析联用技术的研究, 在程序控温下, 对一个试样同时采用多种热分析技术或热分析与其它分析技术联用, 测量物质的物理性质和化学性质随温度变化的关系。出现的热分析联用技术有三种:同时联用、串接联用和间歇联用技术9热分析法定义测量参数温度范围/应用范围差热分析法(DTA)程序控温条件下，测量在升温、降温或恒温过程中样品和参比物之间的温度差温度201600熔化及结晶转变、二级转变、氧化还原反应、裂解反

6、应等的分析研究.主要用于定性分析差示扫描量热法(DSC)程序控温条件下，直接测量样品在升沮、降温或恒温过程中所吸收或释放出的能量热量-170725分析研究范围与DTA大致相同，但能定量测定多种热力学和动力学参数，如比热、反应热、转变热、反应速度和高聚物结晶度等热重法(TG) 程序控温条件下，测量在升温、降温或恒温过程中样品质量发生的变化质量2001000 熔点、沸点测定，热分解反应过程分析与脱水量测定等;生成挥发性物质的固相反应分析，固体与气体反应分析等10一.热重- 红外联用技术热重- 红外联用技术( TGA - FTIR)是在20世纪60年代末首次提出、80年代末发展起来的一种红外联用技术

7、,并在1987 年美国Nicolet仪器公司TGA - FTIR首次商品化之后,得到了长足发展。利用吹扫气(通常为氮气或空气)将热失重过程中产生的挥发组分或分解产物,通过恒定在高温下(通常为200250 )的金属管道及玻璃气体池,引入红外光谱仪的光路中,并通过红外检测、分析判断逸出气组分结构的一种技术。11该技术弥补了热重法只能给出热分解温度、热失重百分含量,而无法确切给出挥发气体组分定性结果的不足,因而在各种有机、无机材料的热稳定性和热分解机理方面得到了广泛应用。缺点：由于热失重逸出气大多情况下是多种同类气体的混合物,在红外谱图的解析时通常得到的是某一类或几类气体的信息。TGA - FTIR

8、联用技术不适用于逸出气密度很大或为双原子分子的情形。12二.热重-差热联用分析优 点：一个样品，一次升温就可同时获得样品的重量变化及热效应信息尼龙6的TG-DTA曲线13TG-DTA联用热分析的影响因素升温速率： （1）试样受热升温是通过介质（坩埚）试样进行热传递的，在炉子和试样坩埚之间可形成温差。升温速率不同，温差就不同，导致测量误差。（2）升温速率对试样的分解温度有影响。升温速率快，造成温差和热滞后大，分解起始温度和终止温度都相应升高。样品因素：（1）试样量：试样量大时TG曲线的清晰度变差，并移向较高温度。同样试样用量对DTA曲线也有很大影响，一般说试样量少，差热曲线出峰明显、分辨率高，基

9、线漂移也小，因此试样用量应在热重-差热联用分析仪灵敏度范围内尽量少。（2）粒度：粒度越细，TG曲线起始分解温度越低，DTA曲线峰温越低。气氛种类（1）惰性气氛：N2、Ar、He（2）氧化气氛：空气、氧气（3）还原气氛：H2、CO14三.热重与质谱联用将热重分析仪（TGA）与质谱仪联用可以检测 到非常低含量的杂质，这一手段越来越受欢迎。通过热重加热样品，样品会因挥发物的存在或者燃烧分解出气体，这些气体被传输到质谱仪中，加以识别。 由于质谱可以检测材料非常低的含量，TG-MS联用成为质量控制、产品安全和产品开发一个强有力的手段。15Pyris 1 TGA 和Hiden公司HPR20型MS联用系统16在药品生产中，即使很少量的溶剂重结晶都要在加工成粉末之前除去。如图1所示，Pyris1 TGA 和Hiden公司MS联用这一手段可检测到药物中低含量的残留溶剂可以看出，热重曲线上失重量非常小，但