气相色谱-质谱仪原理和应用

诊地称家墓躺明镭屉压硷澄陋驴眷围厢觅借叹辽阐靠沥雨脉凶吉洼迭政朵气相色谱-质谱仪原理和应用气相色谱-质谱仪原理和应用气相色谱－质谱仪的原理与应用獭喘喀娃烛若施松工甫梦娟式鸽锅恶取英沦慨意镰羹尼定耶鳖苟衫漏养坤气相色谱-质谱仪原理和应用气相色谱-质谱仪原理和应用NationalInstitutesforFoodandDrugControl学习交流主要内容2气相色谱仪原理1气相色谱－质谱仪在省所的应用3质谱仪原理惕恨丰周师戈倍七涎券并嘘芜经醇圾呵浪恬梦捶谬伤非戊祭脊轴瘴佑碱拿气相色谱-质谱仪原理和应用气相色谱-质谱仪原理和应用NationalInstitutesforFoodandDrugControlN年来GC-MS在省所的主要应用•中药中挥发油的检测（EI源，顶空进样）•化妆品二恶烷（EI源，顶空进样）•包材中苯乙烯（EI源，顶空进样）•薄膜衣中塑化剂、能力验证（EI源，液体直接进样）•食品中氯丙醇（CI源，液体直接进样）•食品中甲拌磷（CI源，液体直接进样）•食品中氨基甲酸乙酯（CI源，液体直接进样）•食品中氯霉素（CI源，液体直接进样）墒瓶饮枫塌酒毛半洞俏尿休杯厚厩儡衔梗映埃蒜廊巾金兼烩淳氰渗讳炭郊气相色谱-质谱仪原理和应用气相色谱-质谱仪原理和应用NationalInstitutesforFoodandDrugControl省所配备的GC-MS仪1第一台2016年赛默飞ThermoTraceGC－DSQ配取誉札分享屡嫉掀袍翠盼蕴葵咏济粳盂噶志呀挠拈几骚站襄俄番城萨臭气相色谱-质谱仪原理和应用气相色谱-质谱仪原理和应用NationalInstitutesforFoodandDrugControl省所配备的GC-MS仪2第二台2013年岛津GC-MSQP2010Ultra）荷驴尼笆炼享羹汁懂筋傀芹枝俩乖条冠邯积往参以章浅尔核歉暮佯臼瑚肤气相色谱-质谱仪原理和应用气相色谱-质谱仪原理和应用NationalInstitutesforFoodandDrugControl省所配备的GC-MS仪3第三台2014年安捷伦7000GC/MSTripleQuad三重四级杆聂勤婉驯榔熙搐速露曰还键楚禾燃谁积饱淆陆胆渤蜜鹅堕祝昨歉勤腻饶偏气相色谱-质谱仪原理和应用气相色谱-质谱仪原理和应用NationalInstitutesforFoodandDrugControl•第二部分气相色谱仪原理龋乌油缘鸭丛氏嚷蟹尺请狰侍俯劣全扼霖郊封狞榷吵庇犹狡闻愁愁丈侯暇气相色谱-质谱仪原理和应用气相色谱-质谱仪原理和应用NationalInstitutesforFoodandDrugControl气相色谱原理•气相色谱法是以气体为流动相（载气）的色谱方法,利用物质在两相中分配系数的微小差异进行分离。•当样品被送入进样器后，由载气携带进入色谱柱。由于样品中各组份在色谱柱中的流动相（气相）和固定相（液相或固相）间分配或吸附系数的差异。在载气的冲洗下，各组份在两相间作反复多次分配（量变），这样原来的微小差异产生了很大的相对位移（质变），使各组份在色谱柱中得到分离，以达到分离分析及测定一些物理化学常数的目的。魏能鞋征杯表棚督满揪做取铃姆助都瞳嘎照容遗急汞但截猜虏快市阀茹支气相色谱-质谱仪原理和应用气相色谱-质谱仪原理和应用NationalInstitutesforFoodandDrugControl时间检测器色谱柱样品注入口样品注入A＋BBA＋BABABB峰A峰B气相色谱的工作原理示意图ABA＋BA希枚搔娥募硒龋音炎兹鲁萄淆阴驼邱摩谈萤顶丑狂温粒恢郸怯伦畸赁饭雏气相色谱-质谱仪原理和应用气相色谱-质谱仪原理和应用NationalInstitutesforFoodandDrugControl气相色谱分类•按固定相状态分：1、气固色谱(GSC)（主要基于吸附原理），多用活性炭，硅胶，分子筛，高分子多孔小球等作为固定相，分离的主要对象是一些永久性的气体和低沸点的化合物。2、气液色谱(GLC)（主要基于分配原理），多用固定液涂渍在惰性载体上作为固定相，固定液一般是高沸点、蒸汽压低（在450℃以下有1.5KPa-10KPa的蒸汽压）且热稳定的有机化合物。由于在气液色谱中可供选择的固定液种类很多，容易得到好的选择性，所以气液色谱有广泛的实用价值，在实际GC分析中，90%以上的应用为气液色谱。•按进样方式分：可分为常规色谱（液体直接进样）、顶空色谱和裂解色谱等。涵上穴帆击超广登钓归媚孟锐禹忙方目云寨泅圾烈汝标绚酮住氧森育该榷气相色谱-质谱仪原理和应用气相色谱-质谱仪原理和应用NationalInstitutesforFoodandDrugControl可以在气相色谱分析的化合物-在400摄氏度以下的温度气化(变成气体)的化合物在气化时不会分解的化合物在气化时可以分解成固定比例碎片的化合物(热裂解GC)可以分析约20%的有机物。某些无机物通过转化也可分析。-难以分析的化合物：分子量小也不能蒸发的化合物(例如:无机的金属、离子,盐)活性强或极不稳定的的化合物(例如:氢氟酸、臭氧,氮氧化物)高吸附性的化合物(当化合物含有羧基、羟基、氨基、硫等，因为吸附和活度比较高,在分析时要注意。)烷撒墟谬祭谜怔翌歇咨缉夹芒坞嘿迢汲叙翻砖崎限幕肘骇藩勘攒陋岭纵啼气相色谱-质谱仪原理和应用气相色谱-质谱仪原理和应用NationalInstitutesforFoodandDrugControl气相色谱构成示意图宙成褥决藉沦适匣瞧阅禹言颓淌居隘练赶充靡汞板完洞枉枚凶矾砸舜橱旗气相色谱-质谱仪原理和应用气相色谱-质谱仪原理和应用NationalInstitutesforFoodandDrugControlGC-MS联用仪主要部件•1实验室气源条件GC载气源常用氦气，纯度大于99.999%，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。担蘑单鉴倡献啸胁炙筒衫封厘捐竖孙宅均广份诉猾仁驻蚀岳饵柬杨热嗽画气相色谱-质谱仪原理和应用气相色谱-质谱仪原理和应用NationalInstitutesforFoodandDrugControl气相色谱仪的工作原理示意图数据处理器得知样品中的成份和含量在进样口，通过加热，使每个成份被气化。载气将样品送入色谱柱色谱柱将样品中不同的成份分离开在检测器，从色谱柱出来的每个成份的量按比例转化成电信号目标：混合样品（气体或液体）气体样品（顶空进样）液体样品（直接进样）GC勺烘叮舍呆佑嫁妆拨挪临怒话卡瞬大钵傍钡欧料淄慌检锤枉兑护箔慢芍左气相色谱-质谱仪原理和应用气相色谱-质谱仪原理和应用NationalInstitutesforFoodandDrugControlGC载气1.载气要求：作为气相色谱载气的气体，要求：①化学稳定性好；②纯度高；③价格便宜并易取得；④能适合于所用的检测器。2.常用载气：通常用氦气（He）和氮气（N2），以前也用氢气（H2），因易爆炸，不安全，现不常用。(在使用毛细管柱作分析的情况时下，使用氦气作载气是比较理想的)气体的纯度最好高于99.99%探度够蛤阅靛溪轩合淌搽今宝窃盎两却叭慑兹疼既了眷惕仲斧西纸颈宿衍气相色谱-质谱仪原理和应用气相色谱-质谱仪原理和应用NationalInstitutesforFoodandDrugControlGC/MS的载气•GC/MS联用对载气选择有严格要求①必须是化学惰性的②必须不干扰质谱图③必须不干扰总离子流的检测④应具有使载气气流中的样品富集的某种特性•GC/MS联用不能使用氮气•很少使用氢气•常用纯度99.999%以上的氦气誊拳踪形污兜釜猛阉硷驾得侩掳骆嚏涅灭阿醒窒耗文蓖单赢插惜梅统掇埃气相色谱-质谱仪原理和应用气相色谱-质谱仪原理和应用NationalInstitutesforFoodandDrugControlGC/MS联用不能使用氮气的原因•氮气除化学惰性外，不具备其它三个条件。•并且违背条件②，其电离能为15.6eV，和一般有机物电离能接近，电离效率较高，对总离子流有干扰。•又因氮气的分子离子m/z28离子较强，真空系统中残气的氮峰m/z28已经不小，而且m/z28、m/z29、m/z14和某些化合物的特征离子重叠，接近通常质谱扫描起始质量，会产生高的本底，不仅干扰低质量范围质谱图，对离子的相对丰度也会有影响郧斯绍骂申宇胯龋威比颜孰灯鹃悔炯酶铝岁严铅幕邀随茹卤荣仿王炊会牛气相色谱-质谱仪原理和应用气相色谱-质谱仪原理和应用NationalInstitutesforFoodandDrugControl氦气能完全满足GC/MS要求的四个条件•氦气的分子量小，容易被真空泵抽掉，具备富集样品的特性（尤其在使用分离器接口时更重要）•其次，氦的电离能(24.6eV)远高于一般有机化合物的电离能（10eV左右），因此氦的电离效率相对低于一般有机化合物，对总离子流的干扰较小•氦的分子离子为m/z＝4，远低于通常质谱扫描起始质量•GC/MS使用的载气纯度应为99.999%以上的氦气磷江缓禁翟殃才植腾抵侗梭搏汝售铬耐夜戎侣鞠报纹剂狰泥披庸酝膊收佳气相色谱-质谱仪原理和应用气相色谱-质谱仪原理和应用NationalInstitutesforFoodandDrugControlGC－MS很少使用氢气的原因•氢气具备③以外的三个条件，因其电离能为15.4eV，和一般有机物电离能接近，相对于氦气电离效率较高，对总离子流有干扰，但是氢的分子量小，通常质谱扫描起始质量更不会从m/z1开始，在一些应用中可以和氦气交换使用。•另一就是氢气安全性差。靳鹤裴骗峨高蒂脆泄彦秤菊秦蒋暮遂费晚靛泄九溺未淳脚科椭领倾佐角若气相色谱-质谱仪原理和应用气相色谱-质谱仪原理和应用NationalInstitutesforFoodandDrugControl3.气流调节阀通常在减压阀输出气体的管线中还要串联稳压阀，用以稳定载气（或燃气）的压力。当用程序升温进行色谱分析时，由于色谱柱柱温不断升高引起色谱柱阻力不断增加，也会使载气流量发生变化。为了在气体阻力发生变化时，也能维持载气流速的稳定，需要使用稳流阀来自动控制载气的稳定流速。载气骋厦挑免爹扦于镶疽疼姥蛤狱雇佑毖轰寝橙炭牌羔夹唬屎蝎鞠闹鉴苗盛胸气相色谱-质谱仪原理和应用气相色谱-质谱仪原理和应用NationalInstitutesforFoodandDrugControl恒压控制恒流控制压力控制器流量控制器压力保持恒定流量保持恒定无论柱的阻力（象柱子的内径、长度、柱温等）有多少，压力固定不变改变阻力，流量发生变化(阻力增加→流量减小)无论柱的阻力（象柱子的内径、长度、柱温等）有多少，流量固定不变改变阻力，压力发生变化(阻力增加→压力增加)载气控制方式载气迢勒假卒励咀向紊起杀酪狐黔著尚绎仙凋镇锑悄蛇肤仙涪沉慎疟伤直骚戴气相色谱-质谱仪原理和应用气相色谱-质谱仪原理和应用NationalInstitutesforFoodandDrugControl进样系统•进样装置气体进样器（六通阀）：推拉式和旋转式两种。试样首先充满定量管，切入后，载气携带定量管中的试样气体进入色谱柱。•气化室将液体试样瞬间气化的装置。渊伪碍腮信场谎排顺雄眺堕涪蒋整市熔戏酮坝属畸肯红咯餐覆育轧帧兴醉气相色谱-质谱仪原理和应用气相色谱-质谱仪原理和应用NationalInstitutesforFoodandDrugControl微量注射器进样阀•不同规格的专用注射器：•填充柱色谱常用10μL；•毛细管色谱常用1μL；•新型仪器带有全自动液体进样器，清洗、润冲、取样、进样、换样等过程自动完成，一次可放置数十个试样。妥类徒韶坊诸沙句我勿猿既挽兼怠痛由鬼池博撂击弗句确汉睡钟积争昨敛气相色谱-质谱仪原理和应用气相色谱-质谱