第三讲GC-MS

GCMS基础知识GC基础知识色谱的热力学理论--塔板理论理论塔板数N=5.545(tR/YH/2)2=L/HETP理论塔板数N表示柱效的参数N越大，柱效越高理论塔板高度(HETP)表示柱效的参数（与柱长无关）H越小，柱效越高色谱的动力学理论—速率理论ＶａｎＤｅｅｍｔｅｒ方程H=A+B/u+CuA:涡流扩散项（多途径造成）B:纵向扩散项C:传质阻力项u：载气线速度气相色谱的进样方式：WBI进样口，毛细柱分流/无分流进样口，冷柱头进样，PTV进样口热进样(SPL,WBI)分流/无分流进样直接进样（WBI）宽口毛细柱和填充柱存在歧视现象和样品热分解冷进样(OCI,PTV)PTV进样冷柱头进样进样是在较低温度下进行，定量精度高，歧视效应和热解效应的影响小歧视效应的产生：蒸溜现象；形成气溶胶分溜现象，高沸点组分残留，低沸点组分百分比偏高减小热进样歧视现象的方法：快速进样法溶剂冲洗法热针法固定相：大多数固定相为聚合物：聚甲基硅氧烷，聚乙二醇为什么必须进行色谱柱老化？新色谱柱含有溶剂和高沸点物质，所以基线不稳，出现鬼峰和噪声；旧柱长时间未用，也存在同样问题。一般采用升温老化，即从室温程序升温到最高温度，并在高温段保持数小时。新柱老化时，最好不要连接检测器。每天都要进行老化吗？视仪器基线情况，确定是否需要老化以及老化时间。色谱柱分离效率评价色谱柱效率：峰尖评价：理论板高(HETP)、理论塔板数(N)对策：将VanDeemter各因素优化选择性：峰的分离度评价：分离因子或分离度对策：选择极性相当的固定相峰的对称性：吸附现象评价：拖尾因子对策：色谱柱进一步老化MS基础知识MS流程图为什麽MS需要高真空？提供足够的平均自由程，提供无碰撞的离子轨道，减少离子-分子反应，减少背景干扰，延长灯丝寿命，消除放电，增加灵敏度。MS的分类：磁质谱，四极杆质谱，飞行时间质谱(TOF)，离子肼质谱磁质量分析器：磁质量分析器是根据离子束在一定场强的磁场中运动时，其运动的曲率半径Rm与离子的质荷比m/z和加速电压V有关，当加速电压固定时，不同质荷比的离子的曲率半径不同，于是不同质荷比的离子在空间有不同的位置，得到了空间位置上的分离离子阱质量分析器：离子阱质量分析器由环形电极和上下两个端盖电极组成，在环形电极和端盖电极之间加上高频电压，当高频电压固定为某一值时，只能使某一质荷比的离子成为肼内的稳定离子，轨道振幅保持一定，可长时间留在肼内。当在引出电极上加负电压脉冲，可将肼内的稳定离子引出，再由检测器检测。NCI的优点：适合分析电负性强的元素（高灵敏度、高选择性）电子倍增管：从质量分析器出来的离子轰击电子倍增管的阴极表面，使其发射出二次电子，再由二次电子依次轰击一系列电极，使二次电子获得不断倍增，最后由阳极接受电流，使离子束信号得到放大。MS调谐：灵敏度调节、分辨率调节、质量数修正、相对强度修正MS调谐标样PFTBA(全氟三丁胺)：稳定，可挥发，碎片涵盖质量范围宽，仅有C-13和N-15同位素，无质量缺陷MS自动调谐流程：寻找质量峰，粗调EM电压和峰宽，调节离子源部件使502达到最佳，调节EM和峰宽达到最佳，质量轴校正GC-MS常用术语：质谱图（棒图），基峰：179，分子离子：304，质荷比（m/z)，总离子流图（TIC)，TIC和MC（质量色谱图）数据采集模式：Scan（扫描，定性），SIM(选择离子，定量，灵敏度高于Scan模式)SIM主要用于定量分析，只有特定质量数的离子被检测，根据目标化合物选择合适的检测离子相当重要。灵敏度取决于所选择的检测离子。SIM的优点：提高灵敏度，改善峰形，改善精确度应用：痕量分析，复杂基质，常规定量进样口、色谱柱、检测器的温度设定进样口温度：考虑样品中各组分的沸点，设定温度使样品瞬间汽化。色谱柱温度：考虑样品中各组分的沸点，及希望的分析周期，宽沸程样品应使用程序升温。检测器温度：防止检测器污染，一般比色谱柱温度高20-30℃。DET.T≥INJ.T≥COL.T+20℃单点校正：对每一组分仅做一个浓度的标样，标样浓度应尽可能接近实际样品中各组分的浓度，单点校正曲线通过原点多点校正：对每一组分至少作三个不同浓度水平的校正，标样浓度范围应包含实际样品中各组分的浓度多级校正有几种方式1.响应值随浓度变化不呈线性变化时，使用多线性校正（折线校正）或二次曲线、三次曲线2.组分响应值随浓度变化呈线性变化时，使用最小二乘法，进行线性回归校正定量方法：面积归一化法，校正面积归一化法，外标法，内标法面积百分率法（面积归一）各组分浓度以面积百分率表示，该结果可以确认大概的浓度，但有误差。校正面积百分率法（校正面积归一）用重量响应因子对峰面积进行修正，用该法测定的浓度比前者准确，但前提是样品中所有组分都出峰，否则也有误差存在。这两种方法应用的必须条件是：1.样品中所有组分都出峰；2.所有峰面积计算必须准确。面积归一化法：优点：1）无需做校正，简便，快速2）进样量不严格要求缺点：1）所有组分都流出且被检测到2）所有组分的检测灵敏度都相同校正面积归一化法：用重量响应因子对峰面积进行修正，用该法测定的浓度比前者准确，但前提是样品中所有组分都出峰，否则也有误差存在。式中：Fi为校正因子，Fi＝浓度（含量）/面积优点：进样量要求不严格缺点：1）所有组分都流出且被检测到2）所有组分都需作校正外标法：优点：1）不需所有峰都流出或被检测到2）只对所测组分作校正缺点：1）进样量必须准确2）仪器必须有良好的稳定性内标法优点：1）进样量不严格要求2）只对所测组分作校正缺点：1）必须在样品中加一内标组分2）操作较为繁琐3）选择内标物困难内标物的选择：内标物的峰与试样中的所有成分的峰完全分离。内标物的峰与目标成分的峰保留时间不应差太远。内标物具有与分析目标成分类似的化学性质。