岛津GC-MS基础知识

岛津国际贸易（上海）有限公司分析中心岛津GCMS基础知识2ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.LimitedGCMS是什么?GCMS:气相色谱/质谱联用仪GC:气相色谱（Gaschromatograph）MS:质谱（Massspectrometer）MSGC3ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.LimitedGCMS流路样品信号处理器进样系统离子源真空系统质量分析器检测器GC/DI4ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited目的：分离样品组分GC组成进样口(样品气化)色谱柱(分离)检测器(FID,MS,···)载气样品5ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited载气氦气：高纯，99.999%6ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.LimitedGC进样口分流/不分流进样口（SPL）填充柱进样口（WBI）冷柱头进样口（OCI）程序升温进样口（PTV）7ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited分流/不分流进样口结构F1F28ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited分流进样9ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited什么是分流进样?46mL/min0.25mmI.D.x30m,df=0.25um1mL/min50mL/min47mL/minCarrierGasP分流3mL/min隔垫吹扫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＝46:110ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited防止色谱柱过载为什么要分流进样?加快进样时间，减小色谱峰展宽11ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited柱内径.(mm)膜厚(um)承受样品量(ng)0.100.05-0.255-250.250.10-0.5020-1000.320.25-5.080-15000.531.0-8.0530-4200Dr.P.SANDRASampleIntroductioninCGC前沿峰柱内径、膜厚和样品量12ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limitede.g．SPL-2010(Split)25mm石英棉10-15mm(10mg)34mm分流进样注意点_石英棉的装填避免分流歧视，提高重现性13ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited・不适合微量组分的分析（ppm以下）・考虑到样品进样时间，柱流量＋分流流量最好大于30mL/min・使用分流进样用玻璃衬管・正确装填石英棉分流进样小结14ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited不分流进样15ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited什么是不分流进样？0.25mmI.D.x30m,df=0.25um1mL/min50mL/min47mL/min载气Ｐ46mL/min分流初始柱温：溶剂沸点-10度待机状态和进样后1min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）16ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited0.25mmI.D.x30m,df=0.25um1mL/min进样时的4mL/min1mL/minCarrierGasP0mL/minSplit50mL/min47mL/min46mL/min什么是不分流进样？进样1min后打开分流流路3mL/min17ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited分流流路1min后打开电磁阀的作用n-C11n-C13n-C15n-C17n-C18n-C11n-C13n-C15n-C17n-C18进样后1min打开电磁阀未打开电磁阀18ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited进样后1分钟内色谱峰展宽的影响0.25mmI.D.x30m,df=0.25um1mL/min4mL/min载气Ｐ分流初始柱温：溶剂沸点-10度1mL/min0mL/min3mL/min隔垫吹扫如何减小色谱峰展宽：1）溶剂效应2）高压进样19ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited溶剂效应溶剂在柱头重新冷凝进样口初始柱温：溶剂沸点-10度20ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited0.25mmI.D.x30m,df=0.25um1mL/min9mL/min载气分流初始柱温：溶剂沸点-10度6mL/min0mL/min3mL/min隔垫吹扫高压进样待机状态和进样后1min内（高压时间设为1min时）1mL/min6mL/min100Kpa250Kpa进样1min后，柱压回到100Kpa，柱流量恢复为1mL/min21ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited・主要用于分析微量组分（数十ppm或更低）・使用不分流进样衬管或去活性不分流进样衬管・衬管中可装填少量石英棉以提高重现性。如样品有强吸附性，最好不加石英棉。・必须使用程序升温方式，初始温度低于溶剂沸点10～20度・可以使用高压进样方式・不适合气体样品和低沸点溶剂类样品的分析・不适合分析在溶剂峰之前出峰的组分不分流进样小结22ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.LimitedWBI进样口用于：宽孔径毛细管柱填充柱23ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited载气毛细柱隔垫吹扫出口分流出口1.ColumnSleeve/Guide(OCI-mode)2.玻璃衬管（GlassInsert)(PTV-mode)OCI/PTV进样口24ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited毛细管柱主要类型PorousLayerOpenTubularWallCoatedOpenTubularPackedCapillary多孔层开口柱管壁涂渍开口柱25ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited毛细管柱管材熔融石英–合成高纯石英外表面涂覆聚酰亚胺内表面经化学处理不锈钢用于高温分析最不易断裂内表面经特殊处理26ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited固定相大多数固定相为聚合物WCOT毛细管柱:聚甲基硅氧烷（Polysiloxanes,silicones）聚乙二醇（Polyethyleneglycols,PEG）27ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited固定相－聚甲基硅氧烷CH3CH2CH2CH2CNCH2CH2CF3R=methylcyanopropyltrifluoropropylphenylsiloxanebackboneOSiOSiORRRR28ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited固定相－“ms”orlowbleedversion苯基基团键合入硅氧烷聚合物主链DB-5msRtx-5msBPX-5e.g.SiOSiRRRRSiOSiRRRR温度稳定性更好29ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited固定液流失021868101214164202224100°C270°C300°C300°Cfor12minBleed30ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited固定相－聚乙二醇HOCH2CH2OHn“WAX”or“FFAP”类固定液e.g.DB-WAX,DB-FFAP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31ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited常用固定相PhasecompositionJ&WSGERestek100%dimethylpolysiloxaneDB-1BP-1Rtx-195%dimethyl-5%diphenylpolysiloxaneDB-5BP-5Rtx-5Polyethyleneglycol(PEG)DB-WaxBP-20Stabilwax50%dimethyl-50%diphenylpolysiloxaneDB-17BP-17Rtx-5032ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited固定相选择选择与目标化合物极性相近的固定相--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）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）33ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited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按分析目的选择分析低沸点化合物时：--[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34ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited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流量0.25mm1-2ml/min0.32mm2-4ml/min0.53mm10-15ml/minGCMS-QP2010Plus:允许最大流量：15mL/min(EI方式）35ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited载气控制方式・恒流控制（使用填充柱和宽口径毛细管柱时)不管色谱柱阻力如何变化，载气流速始终恒定。(柱温上升时柱头压力自动调整)・恒压控制(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)・恒线速度方式（用于毛细管柱，GC-2010/2014具有此功能）柱内平均线速度维持不变.(色谱柱阻力变化时柱压自动调整)36ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.Limited不同控制方式下载气线速度的变化(程序升温时)20304050604090140190240290340390柱温Meanlinearvelocity（cm/sec）0.25mmIDx30m,df=0.25μmHe:150kPa,2.32mL/min,45.1cm/sec恒流恒线速度恒压37ShimadzuInternationalTrading(Shanghai)Co.LimitedInterface（接口）Interface:GCtoMS的连接部件接口co