GCMS基础和主要仪器介绍

一、质谱仪类别表序号质谱仪类别质量分离原理和说明1磁式质谱仪单聚焦MS不同质量离子在磁场中以不同的曲率半径偏转而分离，仅有方向聚焦，质量分辨率较低单质量双聚焦MS分离原理同上，但对某一质量离子在保持方向聚焦的同时，在电场中的速度分散与磁场中速度分散相互抵消而获得速度聚焦，提高分辨率全质量双聚焦MS分离原理同上，在一定质量范围内（如1：36）各质量离子均具有速度和方向聚焦的能力第1页/共71页一、质谱仪类别表序号质谱仪类别质量分离原理和说明2四极质谱仪QMS（二维四极MS）离子在四极场φ(xyt)=(U+Vcoswt)(x2+y2)/R2中的运动，纵向（Z）是匀速运动，横向是振动运动。当直流/交流电压比（U/V）=0.165时，只有一定质量数的离子有稳定的轨道而接收，其他质量数离子终因振幅不断增加而偏离，所以又称四级杆分析器。3离子阱质谱仪ITMS三维四极MS（3DQ）内电离式离子贮存在三维四极阱内作稳定的振动运动，当环形电极上的射频电压扫描时（或端电极电压轴向调制时），质量数从小到大的离子依次从四极阱的端电极逸出而接收，离子在阱内形成外电离式离子的分离原理同上。但离子在阱外形成，注射到阱内第2页/共71页一、质谱仪类别表序号质谱仪类别质量分离原理和说明4飞行时间质谱仪TOF-MS不同质量（相同能量）的离子，飞过固定距离时所需的时间不同而分离5离子回旋共振质谱仪ICR-MS离子在互为正交的均匀磁场和射频电场中作回旋共振运动，当回旋半径达到一定大小时被接收。其回旋频率与离子质量成反比第3页/共71页一、质谱仪类别表序号质谱仪类别质量分离原理和说明6串联质谱仪串联磁式质谱（多个扇形电磁场）磁式MS-MS，前一个MS选择母离子，经高能碰撞活化分解成子离子，再由后一个MS分析串联四极MS四极MS-MS，前一个四极选择母离子，经纯射频四极场低能碰撞活化分解成子离子，再由后一个四极分析四极磁式混合型前、后MS类型不同，但作用同上。常见的为磁式四极混合型离子阱(MS)n利用离子阱的选定质量离子贮存能力（采用轴向调制或过滤噪音场技术获得），经一定贮存时间分解成子离子，随后再由离子阱分析，并可重复多次，从而获得时间串联的MS-MS，简写为(MS)n第4页/共71页一、质谱仪类别表序号质谱仪类别质量分离原理和说明7气体同位素比质谱仪（IRMS）质量分离原理同质谱仪。专用于测定气体同位素比，如13C/12C、15N/14N、18O/16O等8离子迁移谱仪（IMS）它能像质谱一样实现气相离子分离，但在大气压下进行。离子在电场中的迁移速度决定于离子迁移率（单位电场下的漂移运动速度），离子按迁移率分离，称离子迁移谱仪。类比于飞行时间质谱和磁式质谱，它也有时间分离和空间位置分离两种，可视为特种谱第5页/共71页二、MS基本参数指标名称指标定义及实用意义指标数值影响因素质量数范围GC-MS联用仪可检测到的最高质量数离子和最低质量数离子之间的质量数复盖范围，质量数单位为平均质量单位，称为amu，或称为道尔顿，记作D质量数范围一般指单电荷离子而言小型1-<1000中型1-<2000左右（四极）1-<5000左右（磁式）大型1->2000（四极）1->10000（磁式）主要决定于质量分析器的设计参量第6页/共71页二、MS基本参数指标名称指标定义及实用意义指标数值影响因素质量分辨率R在GC-MS联用仪所测的质谱图上，R表征了分辨相邻两峰的能力。计算公式R=[(M1+M2)/2(M2-M1]·(L/W5%)，其中M1、M2为相邻两峰的离子质量数，L为它们分开的距，W5%为离子峰峰高水平%处的宽度。L和W5%单位应一致mm或amu）。质量分析器常用指数扫描，谱线间隔非等宽，但分辨率在整个质量范围内相等；四极质量分析器线性扫描，单位质量分辨，最高可测质量数即为最高分辨率。常以半峰宽W1/2作峰宽计算分辨率（如峰形呈高斯分布，W1/2=W5%/2）小型<1000中型~2000（四极）~5000（磁式）大型>2000（四极）>10000（磁式）1、决定于质量分析器的设计参量（如磁场曲率半径、离子出口缝大小、离子在四极场的振动周期数等）2、真空度越好，R越大3、扫描速度越快，R越低4、离子检测系统响应时间常数τ越小，R越大第7页/共71页二、MS基本参数指标名称指标定义及实用意义指标数值影响因素灵敏度（最小检测量）1、全扫描灵敏度对某一固定样品（如硬脂酸甲酯），对某一电离方法（一般分电子轰击EI和化学电离CI两种），对某一离子极性（可分为正、负离子两种）在给定操作条件下（一般为不分流进样，样品色谱峰半峰宽度约数秒，在样品全谱的质量范围内，以一定速度扫描），检测样品的分子离子（EI）或次分子离子（CI）的信噪比达到某一标准（一般为10：1）所需的最小进样量为GC-MS的全扫描灵敏度1000~1pg1、灵敏度与仪器的质量分辨在一定范围内成反比2、对不同样品，不同电离方式，不同离子极性，不同操作条件和不同信噪比要求，其最小检测量（即灵敏度）亦不同第8页/共71页二、MS基本参数指标名称指标定义及实用意义指标数值影响因素灵敏度（最小检测量）2、选择离子检测灵敏度，除扫描方式（在选定的一组离子质量数内，以某一居留时间，如每峰50ms，循环跳扫）与全扫描灵敏度规定不同外，其余同上10~0.1pg1、除扫描方式不同外，同上2、灵敏度与居留时间成正比3、选择反应检测灵敏度，除扫描方式（MS1选定的一组离子质量数内，MS2选定一组子离子，按一定母子关系循环跳扫）与全扫描灵敏度规定不同外，其余同上。应用于GC-MS10~0.1pg1、除扫描方式不同外，同上2、灵敏度与测量离子的居留时间成正比第9页/共71页二、MS基本参数指标名称指标定义及实用意义指标数值影响因素最高扫描速度GC-MS联用仪获得质谱图时最快扫描速度。速度越快，可获质谱图随GC样品变化的影响越小，质谱图越接近标准谱，再生总离子色谱图越逼真，一般以一个色谱峰能扫描十次左右。过快的扫描会降低仪器的灵敏度和质量分辨率。实际使用的扫描速度依分析要求和仪器性能作综合考虑磁式质谱：指数扫描已快至每十倍程质量数0.1~0.2秒，四极质谱：线性扫描已快至2000amu/s~10000amu/s,离子阱质谱快至10000amu/s对北扫描质谱，在铁感应线圈的自感。磁铁的涡流和磁滞都会影响扫描速度，一般采用叠层磁铁和低压大电流激磁线圈第10页/共71页三、GC-MS联用仪分类表GC-MS类别小型中型大型性能特点质量分析器类别小型四极、离子阱MS中型四极中型磁式大型磁式双聚焦MS串联质谱（MS-MS）最高质量数<1000<2000（四极）~5000（磁式）>2000（四极）>10000（磁式）最高分辨率<1000<2000（四极）~5000（磁式）>2000（四极）>10000（磁式）体积小中大第11页/共71页四、GC-MS联用仪主要性能指标指标名称指标定义及实用意义指标数值影响因素多功能计算机多功能：1、数据采集和实时显示能力2、数据处理、谱库检索和定量分析能力3、主机控制、状态显示和自动化管理能力主机多功能：1、EI/CI切换（或扫描）装置2、质谱的直接进样系统3、色谱的样品盘自动注射进样器和自动顶空进样器详见计算机部分决定于计算机软、硬件配置决定于GC-MS联用仪主机的硬件配置质量数范围、质量分辨率R、灵敏度（最小检测量）、最高扫描速度见质谱参数第12页/共71页五、GC-MS法优点表定性能力高用化合物分子的指纹质谱图鉴定组分，大大优于色谱保留时间，GC-MS的定性指标有分子离子、功能团离子、离子峰强比、同位素离子峰、离子反应的母子离子质量数以及总离子流色谱峰、选择离子色谱峰和选择反应色谱峰所对应的保留时间窗一般应用可省略其它色谱检测器GC-MS联用仪的全扫描工作方式是最通用的灵敏度极高的色谱检测器，而选择离子和选择反应工作方式是最可变和最具有选择性的最高灵敏度的色谱选择性检测器，所以应用时可省略其它色谱检测器分离尚未分离的色谱峰用提取离子色谱、选择离子监测法和选择反应监测法，可分离总离子流色谱图上尚未分离或被化学噪音掩盖的色谱峰提高定量分析精度可用同位素稀释和内标技术提高定量精度和定性能力提高仪器功能，实现分析自动化计算机的多功能使仪器的结构更简单，操作更方便，更易于实现分析工作的自动化第13页/共71页六、GC-MS联用仪主要部件序号类别部件名称说明功能1实验室气源条件GC载气源常用氦气，纯度大于99.995%作色谱分离的流动相MS反应气源常用甲烷、异丁烷、氨、氧化氮等作质谱化学电离反应气减压阀俗称氧表和氢表作气瓶减压用过滤器附于氧表后或在GC内去除气源内水分和杂质2色谱载气状态控制部件稳压阀（或电子流量控制器）、压力表、稳流阀、流量计（浮子、电子式）、柱箱恒温和程序升温部件设置的器件可随GC-MS联用仪类别和使用要求而异控制载气状态参量：温度、压力和流速，建立色谱分离条件第14页/共71页六、GC-MS联用仪主要部件序号类别部件名称说明功能3色谱进样及气化部件类别六通阀进样（气）;自动顶空进样（气）;手动注射进样（液）;自动注射进样（液）;毛细管分流/不分流进样（液）;柱头进样（气、液）;裂解进样（固）（炉式、热丝、居里点、激光）为实现气、液、固样品汽化和瞬时进样的各种手动、自动进样器以及适应填充柱和各种毛细管柱的进样系统第15页/共71页六、GC-MS联用仪主要部件序号类别部件名称说明功能4气相色谱柱类别填充柱毛细管柱金属毛细管柱弹性石英柱涂壁毛细管柱涂担体毛细管柱多空层毛细管柱小径毛细管柱中径毛细管柱大径毛细管柱多维气相色谱柱又称：开管柱WCOT柱SCOT柱PLOT柱内径0.1,0.2mm内径0.25,0.32mm内径0.53mm(又称Magabore柱)实现混合物分离（色谱柱按固定相和长度不同，又可分为多种类别）第16页/共71页六、GC-MS联用仪主要部件序号类别部件名称说明功能5色谱仪检测器类别TCD热导、FID氢火焰、ECD电子捕获、NPD氮磷、PID光电离等多种检测器也可联用，在GC-MS联用仪中通常省略其它检测器实现按保留时间先后的组分鉴定，多种检测器联用，增加定性能力第17页/共71页序号类别部件名称说明功能6GC和MS中间连接装置——接口类别(一般性)直接全导入型接口适合小径毛细管柱GC流出物全导入MS离子源分流型接口：开口分流接口其它分流接口适合小径和中径的毛细管色谱柱按分流比将GC流出物导入MS离子源，开口分流接口能自动使载气多分少补浓缩型接口：（又称分子分离器）最适合填充GC也用于毛细管色谱柱去除载气，浓缩样品喷射式分离器：单级或双级不锈钢喷射分离器单级玻璃喷射分离器适合分子最小的载气如：H2、He等适合GC-电子轰击电离MS联用适合GC-化学电离MS联用按分子喷射动量和扩散能力不同，分离浓缩六、GC-MS联用仪主要部件第18页/共71页序号类别部件名称说明功能6GC和MS中间连接装置—接口类别(一般性)分子流式分离器微孔烧结玻璃微孔不锈钢微孔银膜可变分子流流导式又称泻流式分子分离器，可一级或多级，适合于分子量大小于样品分子量的载气根据流动状态改变（粘滞流进气，分子流排气）的原理达到分离浓缩氟塑料薄壁毛细管载气为氦气（He）有效只对He渗透而分离硅酮膜溶解式分离器载气为无机气体，样品为有机气体按溶解度和扩散率不同分离浓缩钯-银管反应式分离器载气为H2有效氢气在钯-银管内表面催化分解，扩散到外表面，复合后分离特殊性燃烧型接口GC-同位素质谱联用将有机物燃烧成CO2、H2O等后联用六、GC-MS联用仪主要部件第19页/共71页六、GC-MS联用仪主要部件序号类别部件名称说明功能7质谱仪离子源部件类别电子轰击电离源(EI）化学电离源（CI）EI/CI切换或扫描大气压化学电离源（APCI）场致电离源（FI）光致电离源（PI）EI为最常用离子源CI需引入反应气，增加气压或增加瓜应离子的存储时间，APCI需要放射源或电晕放电源，FI和PI各需场离电极和光子源将试样分子转化为样品离子第20页/共71页六、GC-MS联用仪主要部件序号类别部件名称说明功能8质量分析器类别磁式质量分析器：单聚焦磁分析器双聚焦磁分析器单质量双聚焦全质量双聚焦四极质量分析器QMS离子阱质量分析器ITMS飞行时间质量分析器TOFMS离子回旋共振质量分析器ICRMS串联质量分析器MS/MS在全质量双聚焦质量分析器中，不同质量离子按空间分离，用照相干板检测，每色谱峰（组分）曝光一次，所以是积分式GC-MS联用。除此外，均采用电检测，扫描部件使不同质量离子按时间分离，每色谱峰扫描多次，属于微分式GC-MS联用。使离子按质量/电荷比分离，在固定电荷下按质量数分离第21页/共71页序号类别部件名称说明功能9质量扫描部件类别线性扫描用于四极和离子阱质谱仪使质量分析器的工作场强（电场、磁场、四极场）在一定条件下，按一定规律扫描，此时检测分离子流就可获得质谱图和选择离子检测（或多反应检测）的质量离子色谱图，供定性和定量分析用指数扫描用于磁质谱的磁扫描模拟量扫描用于非计算机控制的质量分析器数字量扫描用于计算机控制的质量分析器联动扫描用于多反应检测的GC-MS-MS跳跃扫描用于选择离子检测和多反应检测六、GC-MS联用仪主要部件第22页/共71页六、GC-MS联用仪主要部件序号类别部件名称说明功能10真空部件类别旋转机械泵油扩散泵涡轮分子泵低真空高真空无油高真空为分子分离器、质谱的离子源，质量分析器和离子流检测室提供所需真空度11离子流检测部件类别总离子流检测器：独立电离盒式部分总离子流式分离子流积分式用于积分总离子流检测器和计算机再生总离子流实现总离子流检测，获得色谱图分离子流检测器：电子倍增器光电倍增器照相干板及其曝光控制系统最常用长寿命用于全质量双聚焦质谱的GC-MS实现分离子流检测，获得质谱图和离子色谱图第23页/共71页六、GC-MS联用仪主要部件序号类别部件名称说明功能12离子流放大器部件静电计放大器前置放大器宽频带放大器功率放大器以强调放大器放置位置、工作带宽和功率完成快、慢变化的微电流放大和功率放大，以供显示和记录13信号记录器类别电位差计记录仪紫外感光记录仪磁带、硬盘、软盘打印机、作图仪可省可省属计算机系统属计算机系统记录色谱图记录质谱图作谱图的软拷贝作谱图的硬拷贝14信号显示器示波器计算机的监视器色谱图和质谱图实时显示和后处理显示以及精测离子质量数的锋匹配显示第24页/共71页六、GC-MS联用仪主要部件序号类别部件名称说明功能15接口板接口板置于计算机内或GC-MS的主机上实现模/数转换和数/模转换16计算机类别个人计算机（PC）（有的称化学工作站）有的也有前/后台和两机合用功能实现在线数据处理、仪器控制和自动化管理实时执行计算机多机应用多机在线即时处理第25页/共71页七、GC-MS联用仪仪常用谱图获得的方法、用途及性质GC-MS谱图名称方法或原理用途性质总离子流色谱图（TIC）1.GC检测器2.MS总离子检测器：a.独立电离源b.截取部分总离子流c.其它方法3.MS分离子流模拟量积分器4.计算机再生总离子流法定性和定量报告用实时单离子色谱图（SID）GC进样，MS固定于某一质量离子进行检测单离子定性、定量实时多离子色谱图（MID）多离子检测器，多质量数跳扫（同选择离子色谱图）多离子定性、定量实时选择离子（质量）色谱图（SIM）计算机控制下GC-MS联用仪以选择离子检测方式工作多离子定性、定量实时第26页/共71页七、GC-MS联用仪仪常用谱图获得的方法、用途及性质GC-MS谱图名称方法或原理用途性质提取离子色谱图计算机对全扫描质谱作选择离子的提取多离子定性、定量后处理全扫描模拟量质谱图全扫描棒状质谱图GC-MS联用仪以全扫描方式工作，一次全扫描所记录的未经棒状化处理的质谱图经棒状化处理的全扫描质谱图。处理方法：取每个质谱峰的整数质量作峰位，峰高或面积作峰强，通常由计算机完成定性用定性用实时实时减本底质谱图（棒状谱）从总离子流色谱图中选取色谱峰顶处和附近基线处对应的两全扫描质谱图之差定性用后处理浓度修正质谱图选取色谱峰顶左右对称区域内质谱的平均定性用后处理第27页/共71页七、GC-MS联用仪仪常用谱图获得的方法、用途及性质GC-MS谱图名称方法或原理用途性质简化归一棒状质谱图（棒状谱）将以上各种全扫描质谱图按某种简化规则简化，并以最强峰为100，其余峰高为其与最强峰之比的百分数表示的棒状质谱图。如取质量数和其峰强乘积最大的十条谱线为简谱；每隔14质量数取两个强峰的简谱；取15~26条出现几率最小谱线组成PBM简谱（用于几率匹配的PBM检索法）定性报告用后处理谱库（棒状谱）按一定规则将纯化合物质谱图简化，并作峰强归一化的某类或多类化合物的质谱图集合谱库检索用定性报告用后处理第28页/共71页七、GC-MS联用仪仪常用谱图获得的方法、用途及性质GC-MS谱图名称方法或原理用途性质积分总离子流色谱图对总离子色谱图的色谱峰作面积积分（按一定的面积计算规则）,可由计算机进行积分处理，也可由色谱积分记录仪给出定量报告用后处理积分质量离子色谱图对质量离子色谱图的色谱峰作面积积分，由计算机给出定量报告用后处理三维谱图按一定时间间隔将循环全扫描质顺序排列的质谱图集合。X：质量数Y：时间Z：离子流强度反映GC-MS一次运行数据的总体外貌后处理第29页/共71页七、GC-MS联用仪仪常用谱图获得的方法、用途及性质GC-MS谱图名称方法或原理用途性质单反应检测或多反应检测的质量离子色谱图，又称选择反应色谱图在GC进样下利用MS-MS联用技术使两质谱仪工作于某个或多个离子反应所对应的母、子离子检测状态时取得的离子色谱图进一步提高检测的灵敏度和选择性，定性、定量共用实时某色谱峰的照相干板质谱图在GC进样下，离分辨全质量双聚焦质谱仪的照相干板在某一选定的GC峰的居留时间内进行离子曝光检测精测质量定性用；感光密度定量用对干板进行后处理得出第30页/共71页八、GC-MS联用仪的计算机及软件功能序号功能名称说明1自检和故障诊断计算机通过自检和对GC-MS联用仪各硬件状态检查，给出故障信息2启动和停机有的GC-MS联用仪，在积压组件按要求安装、连接和部分通电后，通过启动和停机程序，指导用户按步启动和停机3控制硬件状态显示工作参量实现质量扫描计算机通过接口板和各通讯电缆对GC-MS联用仪（包括自动进样装置）各硬件实行部分或全面控制。显示硬件状态和工作参量。实现计算机控制下数字化连续循环扫描和选择离子或反应工作方式（SIM或SRM）下的质量数跳扫第31页/共71页八、GC-MS联用仪的计算机及软件功能序号功能名称说明4调校仪器利用常用校准化合物如：全氟三丁胺、十氟三苯膦、溴氟苯和全氟煤油等作质量数定标，并调整质谱仪参量（离子源参量、质量数增益和偏置等），使MS在整个质量数范围内达到校准化合物质谱图的一定规范条件。自动做出调校报告，作仪器性能状态的记录，以提高仪器状态的重复性和不同仪器谱图的一致性5数据采集填入数据采集参量（分全扫描和SIM/SRM）、温度设置表，运行时刻表和实时显示表上的参量。当设置温度达到时，屏上提示注射样品和输入存储数据文件名。完成键入文件名和注样后即开始运行，采集数据、显示和存入文件第32页/共71页序号功能名称说明6实时显示实时显示功能是在数据采集过程中计算机对每次扫描采集的数据的直接显示，在全扫描工作方式下，显示随时变化的质谱图；在选择离子或反应监测方式下，显示随时延伸着的质量离子色谱图。稍加即时处理，如对全扫描质谱的离子流求和，可显示随时延伸着的TIC色谱图。实时显示谱图个数及性质，由数据采集前填入的实时显示表确定。在采集过程中边采集、边储存、边显示7标准谱库（通用谱库）存于存储区的按一定简化法则简化的棒状归一化质谱图的集合叫谱库。分通用谱库，专用谱库和用户自建库三种。目前通用的有：NIST谱库，74000张NBS谱库，43000张，10峰格式，5M~7M存储空间（12支库）NBS谱库，43000张，PBM格式（15~26峰），11MEPMNIH谱库，42000张Wiley/NBS谱库，130000张，PBM格式（15~26峰），30M第33页/共71页八、GC-MS联用仪的计算机及软件功能序号功能名称说明8专用谱库鉴定特定类化合物的谱库，如：Pfleger药物库1700张，PBM格式和10峰格式，2MTX库（毒物库）2200张EI农药库500张以上CI农药库300张以上9谱库检索从总离子流色谱图或提取离子色谱图上选取某色谱峰对应的质谱图，经适当处理，如扣本底谱，平均，归一化等到，获得该色谱峰的归一化棒状质谱图。再经一定的检索方法（如十峰法、PBM法、INCOS法），将该未知物的归一化棒状谱（不经处理或与谱库中标准谱同样简化法处理）与标准谱比较，得出相似度（或匹配度）最高的数个标准物作为检索结果，给出标准物名称、分子量、分子式或结构式等，并提供试样谱和标准谱的比较谱图，这一过程称谱库检索第34页/共71页八、GC-MS联用仪的计算机及软件功能序号功能名称说明10定性报告将总离子流色谱图TIC上的全部或部分色谱峰作谱库检索，列出谱库检索结果，以定性报告的格式打印出来11积分（TIC、SIM、SRM和提取离子）色谱图在获得（TIC、SIM、SRM和提取离子）色谱图后，选定色谱峰值电平，基线选择方法等积分条件后，对色谱峰作面积积分，并存成新文件，在显示积分色谱图时，给出积分标记（如打上保留时间）以区别原色谱图12定量报告根据积分TIC色谱图或获得未校准色谱峰面积比或峰高比的浓度报告（适合于响应因子相似的组分分析），如进行外标法或内标法（包括同位素稀释法）的校准，则可从标样的积分TIC色谱图求得一级或多级（指样量级别）的组分响应因子，用它修正未知样的峰高和面积，求得校准后的浓度报告第35页/共71页八、GC-MS联用仪的计算机及软件功能序号功能名称说明13自动化软件通过建立“方法”的填表过程或用户自编宏程序，将数据采集、数据处理（包括色谱图积分、谱库检索等）各软件串接起来，实现一次样品分析自动化，还有多样品分析的自动化，当GC-MS带有样品盘的自动进样器时，将各种“方法”按样品瓶码而事先编序后，通过编序软件在计算机控制下实行多样品无人照看的全自动分析彩色三维显示软件将色谱流程的全部数据用三维图形显示出来，反映着因色谱流出物随时间变化而引起的质谱图随时间变化的情况，三维图中X轴代表质量数，Z轴代表离子流强度，Y轴代表时间前、后台功能有的计算机系统还具有一边进行GC-MS的数据采集和储存，一边对先前存储着的数据进行处理分析，互不干扰（宏观上）以提高效率文本编辑功能和其它应用为用户自编应用软件，台宏程序等，常备有文本编辑功能，此外，为作其它应用而设有计算、日历等其它功能软件使用说明功能在主菜单和子菜单上常有提供使用说明的Help键，帮助使用者操作其它GC-MS应用软件如用户自建谱库，仪器检漏功能、自动定量软件、自动目标化合物分析软件等，处于不断发展之中第36页/共71页九、常见的气相色谱-质谱联用仪安捷伦（Aglient，原惠普公司）公司是由BillHewlett和DavePackard在加州PaloAlto车库里创办的，现已发展成为世界领先的测试设备公司。安捷伦公司自六十年代以来就致力于四极质谱的研究开发和生产,是国际上的最大的四极质谱仪制造厂之一，其首创的MSD荣获过IR-100国际大奖，在目前台式GC-MS应用上处于世界领先地位。1976年安捷伦公司推出了第一台台式5992GC-MS，1982年5970GC-MS开始进入市场，目前安捷伦公司GC-MS产品主要型号有5971/5972/5973A/5973N，2003年又推出首个采用固态惰性离子源的5973GC-MS。安捷伦公司网址:/chem(一）安捷伦公司6890/5973N型气相色谱-质谱联用仪第37页/共71页（一）6890/5973N气质联用仪技术指标

(1)质量范围：1.6～800amu,阶长0.1amu(2)仪器接口：气相色谱（GC）和质谱检测器（MSD）的接口:长115mm而且毛细管直接采导入离子源并可以独立的控制温度，避免了样品从气相色谱到质谱传输过程而受到损失，因而大大的提高了灵敏度。(3)质谱计：四极杆，独立控温，整体式，真正双曲面的石英镀金四极杆技术。(4)灵敏度1)电子轰击离子化(EI):全扫描1pg八氟萘至少信噪比10:1以上；选择离子检测（m/z272）20fg八氟萘至少信噪比10:12)正化学离子源，选择离子检测（m/z183）100pg/µL二苯甲酮至少信噪比75:1以上3)负化学离子源，选择离子检测（m/z272）1pg八氟萘至少信噪比500:1以上。第38页/共71页（一）6890/5973N气质联用仪(5)离子化能量：10-240eV,双侧灯丝(6)最大扫描速度：5,200amu/s,满足0.1amu质量分辨率(7)动态范围：线性动态范围>104；全动态范围>106(8)真空系统：三种真空系统包括90L/S扩散泵和为180L/S或255L/S的分子涡沦泵可满足不同的需要。(9)SIM：同时检测50组，每组30个选择离子,选择离子检测停留时间：10-9,999ms第39页/共71页（一）6890/5973N气质联用仪(10)质量轴稳定性：

0.15amu,（12h）(11)计算机操作系统：MS-DOS，MicrosoftWindowsNT(12)可选质谱库：NISTChemicalStructures（美国国家标准研究所）；WileyLibrary（威廉图谱库，27万户千个图谱，第6版）；StandardPesycideLibrary（标准杀虫剂图谱库340个化合物）；PflegerDrugLibrary（富莱格药物数据库，4370化合物）。第40页/共71页（一）6890/5973N气质联用仪离子源：离子源的温度可以独立控制，离子源开放设计，共16个部件，维护清洗最容易，离子源内部采用钼合金材料。配有EI（电子轰击电离源）；PCI（正化学电离源）；NCI（负化学电离源）进样系统：配置Agilent6890plus气相色谱仪，全部气路实现电子控制(EPC)，保留时间高度重现。6890/5973NGC-MS还配有保留时间锁定功能(RTL)，使得在方法转换、校正维护方面都可以保证相同的保留时间。可配Agilent直接进样杆（用于固体进样）。第41页/共71页（二）、美国瓦里安公司Satumn2200型MS/MS质谱仪

瓦里安在1996年PITTCON首次推出Saturn系列台式质谱仪即显示出其与众不同的性能，获得世界上质谱最高奖。它是离子阱型的可做在多级质谱的仪器。瓦里安公司网址:90年代Finnigan公司在小型台式离子阱质谱仪上发展了MSn技术，Varian公司将其进一步发展。与串联质谱不同，离子阱质谱不是在空间上区别一级及二级质谱的分析过程，而是在时间上区分它们第42页/共71页Satumn2200型MS/MS质谱仪对样品进行预扫描后，对其进行离子化，而后将非目标离子抛出阱外，仅对目标离子进行碰撞，然后对子离子进行扫描。与串联质谱相比，它的体积小，使用方便。特点。（1）对一个母离子设定不同碰撞电压，探讨该离子最佳MS/MS分析条件或研究化学键能的强弱(2)对多通道设定不同母离子，分别对不同母离子碰撞，研究它们各自的子离子谱，可以选择不同化合物的离子为母离子，也可选择一个化合物的不同碎片为母离子。MSn技术与气谱分离相结合，给混合物的分离及定性定量分析带来极大便利。第43页/共71页Satumn2200型MS/MS质谱仪Saturn质谱仪用于MS/MS分析至少有以下几个优点：1)测限更低：虽然质谱仪本身有较高的检测灵敏度，但却受限于样本基质及柱流失等背景干扰，在分析物浓度低至与背景相近时，分析物质谱将难以自背景质谱中分离确认，如体液中毒品的测定、火锅调料中吗啡的测定、腐败组织中毒物的测定及农药农残的测定，上述样品即使进一步进行样品前处理采用一级MS在检材有限的情况下，仍无法得到肯定的结果，而串联质谱仪在选择目标化合物母代离子时，可同时去除造成干扰的背景离子，所以即使对复杂样品亦可达到很高的灵敏度，具有与大质谱相当的功能，MS/MS可在与传统色谱检测器具有相似甚至更高的灵敏度下进行定性定量分析。第44页/共71页Satumn2200型MS/MS质谱仪2)色谱柱中共流出组分的分离及鉴定：MS/MS分析的另一大特点是可以将在色谱上不能完全分开的共流出物利用时间编程和多通道检测将其完全分开。3)同分异构体的区分：自然界中很多物质存在异构体，不同异构体间的生物活性及毒理学意义相差很大，它们的一级质谱图差别不大，但MS/MS谱图却差异显著。4)未知化合物的结构分析：利用MSn技术，将目标化合物逐级打碎，根据其裂解过程剖析结构。5)大大减少样品的净化步骤：传统的分析方法中，样品的分析是个很费时间的过程，样品提出后，在仪器分析前要经过若干个净化步骤，但每增加一个步骤都使回收率不能达到100%，同时增加的净化步骤也是额外的误差来源以及引入污染物的潜在可能。通过MS/MS在对目标离子检测前就排除干扰，故可大大简化净化过程。第45页/共71页Satumn2200型MS/MS质谱仪

技术指标(1)离子化模式：标准的电子电离，可选的化学电离(2)质量范围：10～650amu。在整个分析中扫描时间可编程(3)灵敏度1)扫描模式的灵敏度：不分流注射在己烷中的2pg的六氯苯进入石英毛细色谱柱，产生一个包含m/z284或者286色谱峰，其中任何一个的信噪比>10:1，并可以进行谱库检索。2)EISIS模式:不分流,注射500fg四氯苯进入石英色谱柱，探测范围175到225amu，产生一个包含m/z214或者216，或者214＋216的色谱峰，其中任何一个的信噪比>10:1，并可以进行谱库检索。第46页/共71页Satumn2200型MS/MS质谱仪3)甲烷CI的灵敏度：不分流注射10pg的二苯酮进入石英毛细色谱柱，产生一个包含质荷比为183的质子化了的分子离子峰，信噪比>10:1。4)EI-MS/MS：不分流注射10pg的二苯酮进入石英色谱柱，当选择m/z182为母离子时，产生一个包含m/z152的色谱峰，信噪比>10：1。5)CI-MS/MS灵敏度:不分流注射10pg二苯酮进入石英色谱柱，当选择质子化了的分子离子峰m/z183为母离子时，产生一个包含m/z105色谱峰，其信噪比>25:1。6)全质谱扫描速率：最高至10Hz，取决于质量范围的选择。7)MS/MS：共振解离提供较好的色谱一致性和宽的动态范围。非共振解离提供较好的色谱一致性和宽的动态范围和经过串联的附加的谱图信息。第47页/共71页（三）、日本岛津气相色谱-质谱联用仪技术指标(1)基本性能质量范围：m/z1.5～1024。分辨率：R≥2M。灵敏度：EI，1pg八氟萘S/N≥60（SCAN方式），100fg八氟萘S/N≥60（SIM方式）。扫描速度：最高6750amu/秒。SIM数：64通道×64离子组。第48页/共71页（三）、日本岛津气相色谱-质谱联用仪硬件规格气相色谱仪：GC-2010；流量控制器：电子式（AFC）。自动进样器：AOC-5000（100位）。GC接口：毛细管色谱柱直连接口；宽口毛细管色谱柱接口。离子源（离子化方式）：EI70eV（电子轰击源）；CI（化学离子化）；PCI，NCI。灯丝：双灯丝方式。检测器：离子滤镜；带预置杆的高精度四极杆；离轴·电子倍增器。真空系统：差动排气泵，离子源侧260升/秒涡轮分子泵，四极杆侧65L/min涡轮分子泵。数据处理系统：Windows操作系统。第49页/共71页（三）、日本岛津气相色谱-质谱联用仪软件（GCMSsolution）分析条件：GC的温度条件；MS的测定条件；数据处理；报告输出等的各种条件都一起记录在“方法”上。测定方式：SCAN法；SIM法（64通道×64离子组）。自动分析：通过将自动进样器与样品计划相组合，能够自动运转。解析功能：色谱图；质谱图的绘图；质谱图的背景扣除处理；质谱图的平均化处理；色谱图面积计算。谱库检索：数据库NIST（75000种化合物）；WILEY;DRUG；VOC；农药；个人谱库。检索方式：相似检索；索引检索。同时检索对象：最多为5个库第50页/共71页（三）、日本岛津气相色谱-质谱联用仪定量计算：鉴定峰数：最多为1000个峰鉴定方法：绝对保留时间法/相对保留时间法；可使用参考离子（最为多5个离子）。定量计算法：修正百分率法（可带校正因子）；内标法；绝对标准曲线法。标准曲线：直线（最小二乘法，平均计数法）；折线（级数最大为16）。报告输出：色谱图、质谱图、峰报告、谱库检索结果、定量计算结果、标准工作曲线，可指定格式。批处理：可以连续自动地进行数据处理及报告输出。装置控制：装置（GC，MS）的起动停止；MS部分的手动及自动调整。第51页/共71页（三）、日本岛津气相色谱-质谱联用仪仪器特点（1）高辉度离子源GCMS-QP2010采用光学与荷电粒子解析软件［Optdesign®］，全新设计了离子源、离子光学系统，尽可能地生成大量离子并高效地送至四极杆，并使计算机模拟离子源、离子光学系统最佳优化。（2）低噪声检测单元:GCMS-QP2010通过采用独特的ODlens切除噪声，降低进入检测器的噪声，以提高S/N比。（3）双涡轮分子泵GCMS-QP2010采用在离子源处和四极杆分别使用260L/sec和65L/sec两台涡轮分子泵的差动排气系统，以尽可能地保持高真空度，使在四极杆处的离子损失减低至最小限度，不但提高了灵敏度还降低了背景，即使宽口径柱也可与MS直接使用。（4）可靠的稳定性：GCMS-QP2010通过发送质量轴、离子源温度的稳定性以及采用双涡轮分子泵系统（差动排气系统），从而得到可靠的结果数据和品质管理数据，以实现灵敏度的长期稳定。第52页/共71页(三)、日本岛津气相色谱-质谱联用仪（5）多功能软件GCMS-QP2010配备的GCMSsolution工作软件可实施各种品质管理功能。1)系统确认功能：可对真空排气系统、各种电控制系统、质量轴偏差等装置自动进行工作状态判断，并自动记录保留装置状态的履历和判断结果，同时还可显示样品汽化室隔膜、旋转泵油等消耗品的更换日期。2)品质管理（QA/QC）功能：分析QC样品，对其结果进行自动判断，输出QA/QC报告。确认项目中平行精度、工作曲线、检测下限、定量下限、回收率、光谱类型确认、衰变确认。另外，使用批顺序功能可在连续分析之中进行这些项目的确认，当不满足标准时，可自动停止分析。3)光谱类型确认：使用光谱类型确认功能，可通过分析用于类型确认的标准样品，简单地进行光谱准确性的确认。4)衰变确认：通过分析用于吸附分解确认的标准样品，自动地判断样品汽化室的状态。5)MS导航功能：通过使用MS导航功能，可得到具有可靠性的数据等各种信息，以自动判断装置的运行状态。第53页/共71页(三)、日本岛津气相色谱-质谱联用仪（6）全能控制外围设备GCMSsolution可控制AOC-20i/s（液体进样器），AOC-5000（SPME用自动进样器），TurboMatrixHS-40（顶空进样器）等外围设备，并从装置环境到自动分析条件，全部都可在同一软件上设定，避免了输入错误；同时包括外围设备在内的装置条件可用一个方式管理。（7）扩展性GCMS-QP2010色谱柱使用范围广，从窄口毛细管柱到宽口径毛细管柱，可对应多种多样的应用。1)由于采用了双涡轮分子泵，载气流量最大