气相色谱质谱联用仪（GC-MS） 在环境样品分析中的应用主要内容实验室现有气相色谱质谱联用仪气相色谱质谱分析的基本知识气相色谱质谱联用分析应用示例Agilent公司6890N-5973N型GC-MS 基本操作l气相色谱-质谱联用仪：利用气相色谱对 混合物的高效分离能力和质谱对纯化合物 的准确鉴定能力而开发的分析仪器，简称 GC-MS。气相色谱-质谱联用仪的定义要实现GC-MS联用所面临的问题lGC的大气压工作条件和MS的真空操作条 件相匹配的问题。l速度问题：要求在色谱峰出峰时间内完成 质谱鉴定。l大量的复杂数据处理问题。解决GC-MS联用所面临问题的方案l压力匹配问题特殊设计的接口。l速度问题快速扫描质谱。l复杂数据问题计算机处理。GC-MS联用仪组成框图样品 引入气相 色谱接口质谱计算机系统分析结果GC-MS联用仪组成实物图GC-MS联用仪接口lGC-MS仪的接口是解决气相色谱和质谱 联用的关键组件，起到传输试样、匹配两 者工作流量（工作压力）的作用。l理想的接口应能去除全部载气而使试样毫 无损失地从气相色谱仪传输给质谱仪。l实际使用的接口与理想接口总有一定差距 。l氢气、氦气、氮气，用哪一种作为载气更 好？l一般性接口：直接导入型、分流型、浓缩 型。l特殊性接口：燃烧型接口。GC-MS联用仪接口分类l直接导入型接口：色谱柱流出物全部导入 质谱离子源。最常见的是毛细管柱直接导 入接口，将毛细管色谱柱末端直接插入质 谱仪离子源内。l优点：结构简单、样品100%进入离子源 。l缺点：大量载气进入离子源影响质谱高真 空。不能用大流量柱和填充柱。l离子源对氦的泵速为100L/s，对空气的泵 速为37L/s。GC-MS联用仪一般性接口l分流型接口：色谱柱流出物一部分流入质 谱仪，最常用的是开口分流接口。毛细管 色谱柱的末端插入接口，正对一根流入质 谱仪的限流毛细管的入口。GC-MS联用仪一般性接口l浓缩型接口：具有分子分离能力，去除载 气、浓缩样品的接口，统称浓缩型接口。l其原理是给载气和待测组分均以相同的速 度（超音速）喷射，不同质量的分子动量 不同，质量小者动量小，易偏离原来的喷 射方向而扩散被真空泵吸走，质量大者动 量大，在一定距离内保持原来的喷射方向 运动，到达第二级喷射管。GC-MS联用仪一般性浓缩型接口l优点：体积小、具有样品浓缩功能、试样 在分离器内停留时间短、热解少。l缺点：制造困难、喷嘴易堵塞。GC-MS联用仪一般性浓缩型接口l高温下化学稳定性好。l易被质谱真空泵抽出。分子量越小，越易 被抽出。l应与接口相匹配。从直接导入型接口、分 流型接口、浓缩型接口的设计原理来看， 均是分子量越小，越易被抽出。GC-MS联用仪对载气的要求l更耐高温的固定相材料。l充分老化并限制柱的使用温度。l柱径和长度应满足接口要求的流量相匹配 。GC-MS联用仪对色谱柱的要求l选用大泵速的真空系统。l合理设置GC进样管、电离盒、和离子源 壳体的温度，防止出现冷点，冷点会使色 谱峰分辨恶化，甚至使GC-MS联用失败 。l质谱应具有快速扫描能力。质量扫描部件 应具有连续循环扫描和跳跃循环扫描的能 力，以适应GC-MS的全扫描（Scan）和 选择离子监测方式（SIM）。GC-MS联用仪对质谱的要求GC-MS联用仪的Scan和SIM方式lGC-MS Scan方式：10-710-9glGC-MS SIM方式：10-910-12glTCD： 10-310-9glFID： 10-410-12glECD： 10-910-14gl要求测样时对样品浓度有一个初步的判断 ，按进样1uL计算，应有1ng组分进到离 子源才能准确定性。GC-MS联用仪的灵敏度范围GC-MS的实际操作 开机 开载气，调节适当载气压力。 开计算机系统，出现通讯窗口BOOTP 。 开质谱主机，自检并在计算机通讯窗口 显示通讯信息，进入抽真空状态。 开色谱电源，自检通过后进入待机状态 。 在计算机上启动色谱质谱工作站进入仪 器控制状态。 用仪器检测一特定已知的化合物标样， 根据所获得的质谱图来调整和判断仪器 状态的过程。 目的：设定离子源各电子部件的电压等 正常参数，使获得与标准谱图尽可能一 致的质谱图；检验判断离子源、质量分 析器、真空系统的状态是否正常；提高 灵敏度。 手动调协、自动调协GC-MS的实际操作 调协及其目的GC-MS的实际操作 HP6890N-5973N手动调协GC-MS的实际操作 HP6890N-5973N手动调协GC-MS的实际操作 自动调协GC-MS的实际操作 自动调协GC-MS的实际操作 自动调协GC-MS的实际操作 自动调协GC-MS的实际操作 自动调协GC-MS联用操作对调协标样的要求 稳定性好。 离子碎片要涵盖较宽的质量范围。（多 宽？） 可挥发。GC-MS联用操作PFTBA调协GC-MS联用操作BFB调协GC-MS联用操作DFTPP调协 气样：吸收、吸附浓缩或直接进样。 水样：液液萃取、固相萃取。 固体样品：判断是低沸点物还是高沸点 物；液固萃取。 注意：不能直接进水！（对色谱柱的危 害；对灯丝的危害；对高真空系统的破 坏） 。将待测组分转移到有机相。GC-MS的实际操作 样品准备 在下拉式菜单method中建立新方法 方法说明 进样口和进样方式（前或后，手动或自 动） 自动进样器的参数：注射器大小（ 1uL/5uL/10uL等）、进样量、溶剂 位置（A or /and B）、洗针方式、吸 样次数、取样针高低位置等。 进样口参数：温度、压力、隔掂吹扫流 量等。GC-MS的实际操作 方法（method）设定 色谱柱参数：柱型号、柱长、柱径、液 膜（固定相）厚度、柱流量（柱前压、 线速度）、柱后连接方式（大气压、真 空、正压）、流量变化方式（恒定、程 序变化）。 柱温箱参数：恒温或是程序升温、测后 烘柱温度。 接口参数：接口温度。GC-MS的实际操作 方法（method）设定 数据采集方式：所用调协文件、灯丝开 启时间、Scan参数 或SIM参数。 数据记录处理方式：如何扣背景、定性 用的数据库、定量用的标准曲线、定性 定量结果的输出方式和输出位置等。 方法储存命名。GC-MS的实际操作 方法（method）设定 输入样品信息、指定数据文件储存的文 件夹、操作者姓名。 菜单中RUN METHOD即可，在屏幕上 可观察总离子流色谱图和质谱图。 运行方法只测定单个样品。 运行完后自动给出检索结果和定量信息 。GC-MS的实际操作 方法（method）运行 质谱TMPLIBRP.TXT 质谱RTERES.TXTGC-MS的实际操作 自动检索结果 在菜单中找到sequence下拉式菜单， 编辑sequence表：样品位置、样品名 、所要用来储存样品数据文件的文件名 、所要调用的方法名、样品信息GC-MS的实际操作 序列（sequence）设定 指定数据文件储存的文件夹路径、操作 者姓名。 菜单中RUN METHOD即可。 运行序列可自动连续测定多个样品。 每测定完一个样品在计算机屏幕上给出 相关的自动给出检索结果和定量信息GC-MS的实际操作 序列（sequence）运行GC-MS联用所得到的数据是三维的GC-MS联用所得到的总离子流色谱图GC-MS联用所得到的质谱图GC-MS的定性 保留时间+MSGC-MS定量 调出预先设定的关机方法使GC部分降温。（ 进样口、柱箱） 在VIEW菜单中选择VACUUM CONTROL进 入真空控制窗口 在vacuum control 中选择vent命令，自动 弹出一对话窗口并使涡沦分子泵减速、离子 源和四极杆滤质器降温（涡沦泵由100%到 1%，各部分温度降至100 以下约需50分钟 ）。 达到预定目标后窗口消失，可关闭质谱电源 开关。GC-MS的实际操作关机 GC各部分温度降至100 以下后关闭 GC电源。GC-MS的实际操作关机 可挥发（通常300以下）的热稳定的所有化 合物。 对于气样，可直接进样或经富集浓缩后进样 ；若气样中O2含量高，需考虑大量进样O2 对 离子源灯丝的危害。 不能直接进水样，需经过一定的预处理方式 使水样中待测组分转移到有机溶剂或气相进 行测定（考虑水和某些溶剂对离子源灯丝和 色谱柱的危害）。 固体样品。溶解或萃取。气相色谱分析应用示例GC-MS测定对样品要求 环境中气体样（空气、生产废气）、水 样（饮用水、生活污水、工业废水、垃 圾渗滤液等）和固体样品中可汽化有机 成分的定性分析。 处理工艺（给水、污水）中有机污染污 的变化、转化机理研究。 化学合成产物的鉴定。 天然有机提取物的分离与鉴定。气相色谱分析应用示例GC-MS测定的应用 气相色谱分析应用示例GC-MS测定的应用 气相色谱分析应用示例GC-MS测定的应用 气相色谱分析应用示例GC-MS测定的应用 THE ENDTHANK YOU