自动检测技术4气相色谱质谱简介.ppt
气相色谱质谱联用仪在环境样品分析中的应用,市政环境工程学院化学与分析测试实验室陈忠林,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,实验室现有气相色谱质谱联用仪（1986年）Finngan-MAT/4510B,实验室现有气相色谱质谱联用仪（1986年）Finngan-MAT/4510B,实验室现有气相色谱质谱联用仪（1986年）Finngan-MAT/4510B,实验室现有气相色谱质谱联用仪（1986年）Finngan-MAT/4510B,实验室现有气相色谱质谱联用仪（1986年）Finngan-MAT/4510B,实验室现有气相色谱质谱联用仪（2002年）Agilent/6890N-5973N,实验室现有气相色谱质谱联用仪（2002年）Agilent/6890N-5973N,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,GC的大气压工作条件和MS的真空操作条件相匹配的问题。速度问题：要求在色谱峰出峰时间内完成质谱鉴定。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,压力匹配问题特殊设计的接口。速度问题快速扫描质谱。复杂数据问题计算机处理。,GC-MS联用仪组成框图,GC-MS联用仪组成实物图,GC-MS联用仪接口,GC-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。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。实际使用的接口与理想接口总有一定差距。氢气、氦气、氮气，用哪一种作为载气更好？,一般性接口：直接导入型、分流型、浓缩型。特殊性接口：燃烧型接口。,GC-MS联用仪接口分类,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。优点：结构简单、样品100%进入离子源。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。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,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,GC-MS联用仪一般性浓缩型接口,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。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,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。缺点：制造困难、喷嘴易堵塞。,GC-MS联用仪一般性浓缩型接口,高温下化学稳定性好。易被质谱真空泵抽出。分子量越小，越易被抽出。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,更耐高温的固定相材料。充分老化并限制柱的使用温度。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,选用大泵速的真空系统。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。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,GC-MS Scan方式：10-710-9gGC-MS SIM方式：10-910-12gTCD：10-310-9gFID：10-410-12gECD：10-910-14g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：设丁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 Finnigan4510B手动调协,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.TXT,GC-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+MS,GC-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,
