项目七质谱法及其在食品分析中的应用课件.pptx

《项目七质谱法及其在食品分析中的应用课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《项目七质谱法及其在食品分析中的应用课件.pptx（106页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、食品仪器分析技术,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,【知识目标】1、掌握质谱法的特点和相关术语。2、掌握质谱仪的基本结构、工作原理及质谱法的应用。3、掌握色谱-质谱联用系统的特点和相关术语。4、掌握色谱-质谱联用仪的基本构造及各部件基本作用。5、了解色谱-质谱联用时要解决的重要问题、联用的接口及实验技术。4、了解色谱-质谱联用在食品检测中的应用。5、掌握色谱-质谱联用技术定性和定量分析的依据和基本方法。,【技能目标】1、色谱-质谱联用技术中色谱和质谱各部分的作用。2、色谱-质谱联用时要解决的重要问题、联用的接口及实验技术。3、质谱仪和色谱-质谱联用仪的

2、基本构造及基本操作程序。4、色谱-质谱联用仪的日常维护与保养。5、色谱-质谱联用在食品检测中的应用。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,一、离子的主要类型在质谱中出现的离子有：分子离子、同位素离子、碎片离子等。1. 分子离子分子丢失一个外层价电子而形成的带正电荷的离子，称为分子离子（常用M+表示，也称为母体离子）。 2. 同位素离子 组成有机化合物常见的十几种元素如C、H、O、N、S、C1、Br等（除F、P、I以外）都有同位素。 由于以上元素（F、P、I除外）都有同位素，在质谱中会出现由不同质量的同位素形成的峰，称为同位素峰。同位素峰的强度比与同位素的

3、丰度比是相当的。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,3. 碎片离子碎片离子是由分子离子进一步产生键的断裂而形成的。由于键断裂位置不同，同一个分子离子可产生不同大小的碎片离子，而其相对量与键断裂的难易有关，即与分子结构有关。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,（三）质谱的表示方法质谱的表示方法有三种：质谱图、质谱表和元素图。质谱图有两种：峰形图（7-1）和条图（7-2），目前大部分质谱都用条图表示。,图 7-1 峰形图,图7-2 条图,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,学习情景一 质谱仪的认知与质谱法的应用,一、质谱仪的基本结构,质谱仪基本结构示意图,质谱法是将样品离子化，变为气态离

4、子混合物，并按质荷比分离的分析技术。质谱仪是实现上述分离分析技术, 从而测定物质的质量与含量及其结构的仪器。质谱仪的种类繁多，一般均由五大部分组成，即进样系统、离子源、质量分析器、离子检测器和记录器组成。此外还包括真空系统和电气系统等辅助设备。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,真空系统 质谱仪的离子产生及经过系统必须处于高真空状态，通常离子源的真空度应达1.310-41.310-5Pa。质量分析器中应达1.310-6Pa。若真空度过低，则会造成离子源灯丝损坏、本底增高，副反应增多，从而使谱图复杂化。 一般质谱仪都采用机械泵预抽真空后，再用高效率扩散泵连续运行以保持真空。,项目七 质谱法及

5、其在食品分析中的应用,2. 进样系统 若样品是气体或挥发性液体，可用如图7-5所示的进样系统，贮样器内的压力约为1Pa，比电离室内压力高12个数量级。因此，样品便从贮样器部分通过隔膜而扩散进人电离室。,进样系统,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,3. 离子源 离子源是样品分子的离子化场所，其作用是使试样中的原子、分子电离成离子。它的性能对质谱仪和分辨率等有很大的关系。常用的离子源有以下几种。,（1） 电子流轰击离子源（EI）在外电场作用下，用铼或钨丝产生的热电子流（8100eV）去轰击样品，产生各种离子，这是最常用的一种方法。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,化学电离源生成的（M+1

6、）离子比较明显，（M+1）失去两个H，产生明显的（M-1）分子离子峰。此外，还有其他类型的离子源，如场致电离源（FI）、场解吸附离子源（FD）、快原子轰击离子源（FAB）等。其中FD特别适合于对一些难气化或热稳定性差的样品作定性鉴定和结构测定。,（2） 化学电离源（CI） 它是将反应气体（如甲烷）预先电离，生成分子离子（CH+），然后再与反应气体作用，生成高度活性的二级离子CH5+，CH5+再与样品进行离子分子反应：,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,4. 质量分析器 质量分析器是质谱计的重要组成部分，它的作用是将离子室产生的离子，按照质荷比的大小分开并排列成谱。,（1） 四极杆质量分析器

7、（Q-MS）,四极杆质量分析器示意图,1阴极； 2电子； 3离子； 4离子源； 5检测器,四极杆质量分析器具有质量轻、体积小、操作方便、扫描速度快等特点，常用于色谱-质谱联用仪。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,（2） 离子阱质量分析器（IT-MS）,离子阱结构示意图,离子阱具有结构简单，易于操作，灵敏度高的特点。在有机质谱中已用于构成离子阱质谱仪与气相色谱仪的小型台式联用装置上。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,5. 离子检测器和记录器,经过质量分析器出来的离子流只有10-910-10A，离子检测器的作用就是将这些强度非常小的离子流接受下来并放大，然后送到显示单元和计算机数据处理

8、系统，得到所要分析的谱图和数据。,目前使用较多的是电子倍增器。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,二、质谱法的应用 质谱图可提供有关分子结构的许多信息，可以比较方便地测出未知分子的相对分子质量、化学式和结构式，因此。质谱分析的定性能力特别强。,1、相对分子质量的测定 从分子离子峰可以准确地测定该物质的相对分子质量，这是质谱解析的独特优点，它比经典的相对分子质量测定方法（如冰点下降法、沸点上升法、渗透压力测定等）迅速而准确，且所需试样量少（一般0.lmg）。由于在质谱中最高质荷比的离子峰不一定是分子离子峰，因此，测定未知物质相对分子质量的关键是分子离子峰的判断。,项目七 质谱法及其在食品分析

9、中的应用,（1）分子离子稳定性的一般规律 分子离子的稳定性与分子结构有关。碳数较多，碳链较长（有例外）和有支链的分子，分裂概率较高，其分子离子的稳定性低；具有键的芳香族化合物和共轭链烯，分子离子的稳定性高。分子离子稳定性的顺序为：芳香环共扼链烯脂环化合物直链的烷烃类硫醇酮胺酯醚分支较多的烷烃类醇。,在判断分子离子峰时应注意以下一些问题。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,（2）分子离子峰质量数的规律（氮律） 由C、H、O组成的有机化合物，分子离子峰的质量一定是偶数。而由C、H、O、N组成的化合物，含奇数个N，分子离子峰的质量数是奇数；含偶数个N，分子离子峰的质量则是偶数。这一规律称为N律。

10、凡不符合N律者，就不是分子离子峰。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,（3）分子离子与邻近峰的质量差是否合理 如有不合理的碎片峰，就不是分子离子峰。 例如分子离子不可能裂解出两个以上的氢原子和小于一个甲基的基团，故分子离子峰的左面，不可能出现比分子离子峰质量小314个质量单位的峰；若出现质量差15或18，这是由于裂解出CH3或一分子水，因此这些质量差都是合理的。表7-2列出了从有机化合物易于裂解出的游离基（附有黑点的）和中性分子的质量差，这对判断质量差是否合理和解析裂解过程有重要参考价值。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,（4）M+1峰 某些化合物（如醚、酯、胺、酞胺等）形成的分子离

11、子不稳定，分子离子峰很小，甚至不出现；但M+1峰却相当大，这是由于分子离子在离子源中捕获一个H而形成的。（5）M-1峰 有些化合物没有分子离子峰，但M-1峰却较大，醛就是一个典型的例子。因此在判断分子离子峰时，应注意形成M+1或M-1峰的可能性。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,2、化学式的确定 各元素具有一定的同位素天然丰度，因此不同的化学式，其（M+1）/M和（M+2）/M的百分比都有所不同。若以质谱法测定分子离子峰及分子离子的同位素峰（M+1，M+2）的相对强度，就能根据（M+1）/M和（M+2）/M的百分比来确定化学式。 质谱法还可用于分子结构的鉴定、混合物的定量分析以及无机痕量

12、分析。稳定同位素来“标记”各种化合物。用它作为示踪物，有时也可以用同位素的量，通过测定质谱中碎片离子和分子离子以此来确定化学反应中有关化合物的变化情况。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,学习情景二 气相色谱-质谱联用仪的认知与应用,学生认知: 气相色谱法质谱法联用，简称气质联用，英文缩写GC-MS，是一种结合气相色谱和质谱的特性，在试样中鉴别不同物质的方法。气相色谱（GC）具有极强的将复杂混合物中的各个组分分离开的能力，但它对未知化合物的定性能力较差，通常只是利用组分的保留特性来定性，这在欲定性的组分完全未知或无法获得组分的标准样品时，对组分定性分析就十分困难了；而质谱（MS）可以确定待

13、测物的分子量、分子式，对未知化合物具有独特的鉴定能力，且灵敏度极高。但是，质谱只能对纯物质定性，对混合组分定性无能为力。基于上述原因，将气相色谱与质谱采用适宜的接口联接起来，诞生了气相色谱-质谱联用仪。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,一、气相色谱-质谱联用仪(一) 气相色谱-质谱联用仪的分类按照仪器的机械尺寸，可以粗略地分为大型、中型、小型三类气质联用仪；按照仪器的性能，可以粗略地分为高档、中档、低档三类气质联用仪或研究级和常规检测级两类；按照质谱技术，可分为气相色谱-四极杆质谱、气相色谱-离子阱质谱、气相色谱-飞行时间质谱等；按照质谱仪的分辨率，可分为高分辨率（通常分辨率高于5000

14、）、中分辨率（通常分辨率在1000和5000之间）、低分辨率（通常分辨率低于1000）气质联用仪。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,气相色谱-质谱联用色谱仪（如图为Agilent 6890N-5973N气相色谱-质谱联用仪）是由三个主要部分组成：即气相色谱部分、质谱部分和数据处理系统。,Agilent 6890N-5973N气相色谱/质谱联用仪,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,气相色谱法是一种以气体作为流动相的柱色谱分离分析方法。作为一种分离和分析有机化合物有效方法，气相色谱法特别适合进行定量分析，但由于其主要采用对比未知组分的保留时间与相同条件下标准物质的保留时间的方法来定性，使

15、得当处理复杂的样品时，气相色谱法很难给出准确可靠的鉴定结果。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,质谱法的基本原理是将样品分子置于高真空（10-3Pa）的离子源中，使其受到高速电子流或强电场等作用，失去外层电子而生成分子离子，或化学键断裂生成各种碎片离子，经加速电场的作用形成离子束，进入质量分析器，再利用电场和磁场使其发生色散、聚焦，获得质谱图。根据质谱图提供的信息可进行有机物、无机物的定性、定量分析，复杂化合物的结构分析，同位素比的测定及固体表面的结构和组成等分析。气-质联用(GC-MS)法是将GC和MS通过接口连接起来，GC将复杂混合物分离成单组分后进入MS进行分析检测。,项目七 质谱法

16、及其在食品分析中的应用,气相色谱-质谱联用系统的一般由下图所示的各部分组成：气相色谱仪，接口，质谱检测器，计算机系统和真空系统。,GC-MS联用仪的组成示意图,气相色谱仪分离样品中各组分，起着样品制备的作用；接口把气相色谱流出的各组分送入质谱仪进行检测，起着气相色谱和质谱之间适配器的作用；质谱仪将接口依次引入的各组分进行分析，成为气相色谱仪的检测器；计算机系统交互式地控制气相色谱、接口和质谱仪，进行数据采集和处理，是GC-MS的中央控制单元。真空系统保证整个质谱检测器在真空状态下工作。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,（三）气相色谱-质谱联用的接口在气相色谱-质谱联用中，主要问题是降低工

17、作气压。通常色谱柱的出口气压为100kPa左右，而质谱仪却在低于10-3Pa真空下操作，所以必须有一个接口系统将载气压力降低约8个数量级，并将样品送入，或经浓缩后送入质谱仪，以保证两种仪器都能在所需正常的条件下操作。其次是除去真空系统承担不了的多余载气，将组分尽量传输至离子源。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,气相色谱-质谱联用仪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、匹配两者工作压力的作用，使经气相色谱分离出的各组分依次进入质谱仪的离子源。接口一般应满足如下要求：（a）不破坏离子源的高真空，也不影响色谱仪的柱效和色谱分离结果；（b）使色谱分离后的组分尽可能多的进入离子源，

18、流动相尽可能少进入离子源；（c）不改变色谱分离后各组分的组成和结构；（d）具有良好的重现性；（e）接口的控制操作应简单、方便、可靠等。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,目前常用的气相色谱质谱联用仪的接口有下面三种： 1. 直接导入型接口,毛细管柱直接导入型接口示意图1. 气相色谱仪 2. 毛细管色谱柱 3. 金属毛细管接口 4. 温度传感器 5. 质谱仪 6. 四级杆质量分析器 7. 离子源 8. 加热器,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,该接口最简单，其基本原理见上图。它是将毛细管色谱柱出口通过接口直接插入质谱仪的离于源，这种接口方式是迄今为止最常用的一种技术。该接口装置为一金属毛

19、细管，通常用于内径在0.25至0.32mm，载气出口流量在12mlmin的毛细管色谱柱。毛细管色谱柱插入金属毛细管接口，直至有12mm的色谱柱伸出该金属毛细管。载气和待测物一起从气相色谱柱流出立即进入离子源的作用场。由于载气氦气是惰性气体不发生电离，而待测物却会形成带电粒于。待测物带电粒子在电场作用下加速向质量分析器运动，而载气却由于不受电场影响，被真空泵抽走，接口的实际作用是支撑插入端毛细管，使其准确定位。另一个作用是保持温度，使色谱柱流出物始终不产生冷凝。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,2. 开口分流型接口色谱柱洗脱物的一部分被送入质谱仪，这样的接口称为分流型接口。在多种分流型接口

20、中开口分流型接口最为常用。其工作原理。,开口分流型接口工作原理1 限流毛细管；2 外套管；3 中隔机构；4 内套管,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,气相色谱柱的一段插入接口，其出口正对着另一毛细管，该毛细管称为限流毛细管。限流毛细管承受将近0.1MPa的压降，与质谱仪真空泵相匹配，把色谱柱洗脱物的一部分定量地引入质谱仪的离子源。内套管固定插色谱柱的毛细管和限流毛细管，使这两根毛细管的出口和入口对准。内套管置于一个外套管中，外套管充满氦气，当色谱柱的流量大于质谱仪的工作流量时，过多的色谱柱流出物和载气随氦气流出接口；当色谱往的流量小于质谱仪的工作流量时，外套管中的氦气提供补充。这种接口结构

21、也很简单、但色谱仪流量较大时，分流比较大、产率较低，不适用于填充柱的条件。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,3. 喷射式分子分离器接口,Ryhage型喷射式分子分离器工作原理,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,常用的喷射式分子分离器接口工作原理是根据气体在喷射过程中不同质量的分子都以超音速的同样速度运动，不同质量的分子具有不同的动量。动量大的分子，易保持沿喷射方向运动，而动量小的易于偏离喷射方向，被真空泵抽走。分子量较小的载气在喷射过程中偏离接受口，分子量较大的待测物得到浓缩后进入接受口。喷射式分子分离器具有体积小热解和记忆效应较小，待测物在分离器中停留时间短等优点。气相色谱柱洗脱物

22、进入图中左边的三角形腔体后，经直径约为0.1mm的喷嘴孔以超声膨胀喷射方式向外喷射，通过约为0.15-0.3mm的行程，又进入更细的毛细管，进行第二次喷射分离。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,（四）气相色谱-质谱联用仪器的基本操作程序气相色谱-质谱联用仪的基本操作主要包括以下几个方面：开载气 先打开钢瓶阀门，调节压力分别打开气相色谱仪、质谱仪电源； 打开工作站； 打开真空控制，抽真空，点击自动启动，约4-5min，自动关闭； 设定基本实验参数（进样口、柱、质谱仪），稳定1-2小时；调谐仪器；开始编辑实验方法 进入实验方法编辑参数对话框，分别编辑GC和MS的参数。GC参数：柱温、进样口温

23、度、进样模式、设置载气参数、程序升温控制参数等。MS参数：离子源温度、进样口温度、溶剂切除时间、微扫宽度等；样品注册 输入相关信息（必须输入数据名文件和调谐文件） 确定。 准备进样 后处理样品分析； 关机，关闭电源及载气。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,（五）气相色谱-质谱联用仪的维护与保养1. GC-MS仪器应定期检查，并有专人管理，负责维护保养。2. 气体纯度必须达到99999%, 并使用专用钢瓶灌装。2. 质谱真空泄漏的确认及检漏 质谱真空是否出现空气泄漏,可从压力和空气/水的背景图谱进行判断。3. 进样系统中的进样隔垫应视情况及时更换，衬管应视进样口类型、样品的进样量、进样模式

24、、溶剂种类等因素来选用。4. 色谱柱根据需要更换柱接头螺帽、柱接头螺帽。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,二、气相色谱-质谱联用实验技术（一）蜂蜜中氯霉素残留量的测定方法（气相色谱-串联质谱法GB/T 18932.20-2003）1 实验原理蜂蜜试样用水溶解后，用乙酸乙酯提取试样中残留的氯霉素，提取液浓缩后再用水溶解，Oasis HLB固相萃取柱净化，经硅烷化后用气相色谱-质谱仪测定，外标法定量。2 试剂与材料水：GB/T6682规定的一级水；甲醇：色谱级；乙腈：色谱级；乙酸乙酯：色谱级；乙腈+水（1+7）：量取20mL乙腈与140mL水混合； Oasis HLB固相萃取柱或相当者： 6

25、0mg，3mL。使用前分别用 3mL甲醇和 5mL水预处理，保持柱体湿润；吡啶：色谱级；六甲基二硅氮烷：色谱纯；三甲基氯硅烷：色谱级；硅烷化试剂：将九份吡啶、三份六甲基二硅氮烷和一份三甲基氯硅烷混合；氯霉素标准物质：纯度99%,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,3.主要仪器 气相色谱-质谱仪；固相萃取装置。4.溶液的配置和试样的制备与保存4.1溶液的配置4.1.1氯霉素标准储备溶液：0.1mg/mL。准确称取适量的氯霉素标准物质，用甲醇配成0.1mg/mL的标准储备液。储备液贮存在 4冰箱中，可使用两个月。4.1.2氯霉素基质标准工作溶液：选择不含氯霉素的蜂蜜样品五份，按本方法提取和净化后

26、，制成蜂蜜空白样品提取液，用这五份提取液分别配成氯霉素浓度为0.4ng/mL， 1.0ng/mL，3.0ng/mL，10ng/mL，20ng/mL溶液，经硅烷化后配成标准工作溶液，在4保存 可使用一周。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,4.2 试样的制备对无结晶的实验室样品，将其搅拌均匀。对有结晶的样品，在密闭情况下，置于不超过 60的水浴中温热，振荡，待祥品全部融化后搅匀，迅速冷却至室温。分出0.5kg作为试样，置于样品瓶中，密封，并做上标记。4.3试样保存 将试样于常温下保存。 5 测定步骤5.1提取称取5g试样，精确到0.01g，置于50mL具塞离心管中，加入5mL水，于液体混匀器

27、上快速混合1min，使试样完全溶解。加入15mL乙酸乙酯，在振荡器上振荡 10min，在 3000r/min下离心10min，吸取上层乙酸乙酯12mL转入自动浓缩仪的蒸发管中，用自动浓缩仪在 55减压蒸干，加入5mL水溶解残渣，待净化。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,5.2净化将提取液移入下接Oasis HLB柱的贮液器中，溶液以小于等于3mL/min的流速通过Oasis HLB固相萃取柱，待溶液完全流出后，用 2*5mL水洗蒸发管并过柱，然后再用 5mL乙腈+水洗柱，弃去全部淋出液。在65kPa的负压下，减压抽干10min，最后用5mL乙酸乙酯洗脱，收集洗脱液于10mL具塞试管中，于

28、50水浴中用氮气吹干仪吹千，待硅烷化。5.3硅烷化在上述 10mL具塞试管中加入50L硅烷化试荆，混合0.5min1min，立即用正己烷定容至 1mL，待测定。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,5.4测定5.4.1气相色谱一质谱侧定条件a）色谱柱：BB-5MS（30m*0.25mm*0.25m)石英毛细管柱或相当者；b）载气：氦气，纯度99.99%；c）流速：1.0mL/min；d）柱温：初始温度 70，然后以25/min程序升温至250，保持 5min；e）进样量：1L；f）进样方式：无分流进样；g）进样口温度：280；,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,h）接口温度:280；i）

29、负化学源：150eV；i）离子源温度：1500C；k）反应气：甲烷，纯度99.99%；1）反应气流量：40%；m）选择离子检测：,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,5.4.2定性测定进行样品测定时，如果检出的色谱峰的保留时间与标准样品相一致，并且在扣除背景后的样品质谱图中，所选择的离子均出现，而且所选择的离子比与标准样品衍生物的离子比相一致，则可判断样品中存在氯霉素。如果不能确证，应重新进样，以扫描方式（有足够灵敏度）或采用增加其他确证离子的方式或用 LC-MS-MS仪器来确证。5.4.3定量测定用配制的基质标准工作溶液分别进样，绘制峰面积对样品浓度的五点标准工作曲线，仪器测定以m/z 4

30、66为定量离子，用标准工作曲线对样品进行定量，样品溶液中氯霉素衍生物的响应值均应在仪器测定的线性范围内。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,5.5平行试验以上步骤，对同一试样进行平行试验测定。5.6空白试验除不称取试样外，均按上述步骤进行。6. 结果计算结果按式（1）计算：,式中：X试样中被测组分残留量，单位为微克每千克（g/kg）；c从标准工作曲线上得到的被测组分溶液浓度，单位为纳克每毫升（ng/mL）；V样品溶液定容体积，单位为毫升（mL）；m样品溶液所代表试样的质量，单位为克（g）。注：计算结果应扣除空白值,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,7. 精密度本部分的精密度数据是按照G

31、B/T6379的规定确定的，其重复性和再现性的值是以95%的可信度来计算。7.1重复性在重复性条件下，蜂蜜中抓霉素的含量在0.10g/kg4.0g/kg范围内，获得的两次独立测试结果的绝对差值不超过重复性限（r），本部分的重复性限按式（2）计算：,式中：m氯霉素测定值的浓度，单位为微克每千克（g/kg）。如果差值超过重复性限，应舍弃试验结果并重新完成两次单个试验的侧定。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,7.2再现性在再现性条件下，蜂蜜中氯霉素的含量在0.10g/kg 4.0g/kg范围内，获得的两次独立测试结果的绝对差值不超过再现性限（R），本部分的再现性限按式（3）计算：,式 中：m氯

32、霉素测定值的浓度，单位为微克每千克（g/kg）。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,（二）气相色谱-质谱分析条件的选择气相色谱-质谱分析条件要根据样品进行选择，在分析样品之前应尽量了解样品的情况，比如样品组分的多少、沸点范围、相对分子质量范围、化合物类型等，这些是选择分析条件的基础。一般情况下样品组成简单，可以使用填充柱；样品组成复杂，则一定要使用毛细管柱。根据样品类型选择不同的色谱柱固定相，如极性、非极性和弱极性等。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,与气相色谱中的分析一样，汽化温度一般要高于样品中最高沸点2030.柱温可根据样品的具体情况来设定，如有必要也可以采用程序升温技术，选择

33、合适的升温速率，以使各组分都实现基线分离。有关气相色谱-质谱分析中的色谱条件与普通的气相色谱条件相同。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,质谱条件的选择包括扫描范围、扫描速度、灯丝电流、电子能量、光电倍增器电压等。扫面范围就是可以选择分析器的离子的质荷比范围，该值的设定取决于欲分析化合物的分子量，应该使化合物所有的离子都出现在设定的扫描范围之内。扫面速度视色谱峰宽而定，一个色谱峰出峰时间内最好能有78次质谱扫描，这样得到的重建离子流色谱图比较圆滑，一般扫描速度可设在0.52s扫一个完整质谱即可。灯丝电流一般设置在0.200.25mA。灯丝电流小，仪器灵敏度太低；电流太大，则会降低灯丝寿命。

34、,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,电子能量一般为70eV，标准质谱图都是在70eV下得到的。改变电子能量会影响质谱中各种离子间的相对强度。如果质谱中没有分子离子峰或分子离子峰很弱，为了得到分子离子，可以降低电子能量到15eV左右。此时分子离子峰的强度会增加，但仪器灵敏度会大大降低，而且得到的不再是标准质谱。光电倍增器电压与灵敏度有直接关系。在仪器灵敏度能够满足要求的情况下，应使用较低的光电倍增器电压，以保护倍增器，延长其使用寿命。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,（三）气相色谱-质谱分析技术 气相色谱-质谱分析的关键是设置合适的分析条件，使各组分能够得到满意的分离，得到很好的重建离

35、子色谱图和质谱图，在此基础上才能得到满意的定性和定量的分析结果。气相色谱-质谱分析得到的主要信息有3个：样品的总离子流图或重建离子色谱图；样品中每一个组分的质谱图；每个质谱图的检索结果。此外，还可以得到质量色谱图、三维色谱质谱图等。对于高分辨率质谱计，还可以得到化合物的精确相对分子质量和化学式。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,1. 总离子流色谱图(TIC) 在一般气相色谱质谱分析中，样品连续进入离子源并被连续电离。分析器每扫描一次，检测器就得到一个完整的质谱图并送入计算机存储。由于样品浓度随时间变化，得到的质谱图也随时间变化。一个组分从色谱柱开始流出到完全流出大约需要10s左右。计算机

36、就会得到这个组分不同浓度下的质谱图10个。同时，计算机还可以把每个质谱图的所有离子相加得到总离子流强度。这些随时间变化的总离子流强度所描绘的曲线就是样品总离子流色谱图(TIC)或由质谱重建而成的重建离子色谱图。总离子流色谱图是由一个个质谱得到的，所以它包含了样品所有组分的质谱。它的外形和由一般色谱仪得到的色谱图是一样的。只要所用色谱柱相同，样品出峰顺序就相同，其差别在于，重建离子色谱所用的检测器是质谱仪，而一般色谱仪所用检测器是氢焰、热导等。两种色谱图中各成分的校正因子不同。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,2. 质谱图 由总离子流色谱图可以得到任何一个组分的质谱图。一般情况下，为了提高

37、信噪比，通常由色谱峰峰顶处得到相应质谱图。但如果两个色谱峰有相互干扰，应尽量选择不发生干扰的位置得到质谱图，或通过扣本底消除其他组分的影响。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,3. 质量色谱图 总离子色谱图是将每个质谱的所有离子加合得到的色谱图。同样，由质谱中任何一个质量的离子也可以得到色谱图，即质量色谱图。由于质量色谱图是由一个质量的离子得到的，因此，其质谱中不存在这种离子的化合物，也就不会出现色谱峰，一个样品只有几个甚至一个化合物出峰。利用这一特点可以识别具有某种特征的化合物，也可以通过选择不同质量的离子做离子质量色谱图，使正常色谱不能分开的两个峰实现分离，以便进行定量分析。图7-6（

38、a）中总离子色谱图中A，B两组分没有分开，不便定量。如果在A组分中选一特征质量，如m/z 91，在B组分中选一特征质量，如m/z 136，A和B的质量色谱图，如图7-6（b）和（c），则A,B两组分便可以得到很好地分离。由于质量色谱图是采用一个质量的离子作图，因此进行定量分析时，也要使用同一离子得到的质量色谱图进行标定或测定校正因子。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,利用质量色谱图分开重叠峰（a）总离子流色谱图（b）以m/z 91所作的质量色谱图（c）以m/z 136所作的质量色谱图,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,（四）定性、定量方法1. GC-MS定量分析GC-MS联用技术在定

39、量方面具有一定优势，即可以在色谱峰分离不完全的情况下，采用选择性离子扫描，利用其各自特征离子保留时间的差异，根据化合物特征离子的峰面积或峰高与相应待测组分含量的比例关系，对其中的化合物分别进行定量。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,定量的操作方法是，先选定目标色谱峰，选取该峰附近两侧的基线噪声作为本底干扰予以扣除，然后对峰面积进行积分或计算峰高，然后换算成待测组分的浓度。同位素标记内标法是将稳定性同位素（如2H，13C，15N）标记到待测组分好和内标物中的内标校正曲线法，具有很高的灵敏度和专属性。这是GC-MS联用技术独有的技术，除质谱以外，其他色谱检测器均不能使用。,项目七 质谱法及其

40、在食品分析中的应用,2. GC-MS定性分析GC-MS联用技术可以在有标准品的情况下根据色谱并保留时间定性，与普通气相色谱的定性方法相同，即在色谱图中首先选定目标化合物的色谱峰，然后调出质谱图库进行比对，确定待测组分可能的结构及其他相关信息。若无标准品则可以利用质谱测定化合物特征离子并与标准质谱图库比对进行结构解析，以一般的质谱定性方法相同。在GC-MS联用中良好的分离是定性的基础，得到正确的质谱图是质谱定性准确的前提。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,三、气相色谱-质谱联用技术在食品分析中的应用GC/MS法在食品检验中的应用，主要是在农药残留分析、兽药残留分析、食品加工过程中产生的有害

41、物检测和邻苯二甲酸酯类有机污染物分析等方面。（一）在农药残留分析中的应用有机磷农药作为一类高效、广谱的杀虫剂、除草剂，正被广泛地应用于农业生产中，但其大量使用后对人、动物和环境产生的危害也日益严重。下面是植物性食品中有机磷农药的测定方法。1. 适用范围 本方法适用于植物性样品中有机磷类农药残留的测定, 定量限0.01-0.03mg/kg,检出限为0.005-0.01mg/kg。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,2. 原理 试样经乙腈提取，氯化钠分层，有机相浓缩液经CARB/NH2固相萃取柱净化，用GC/MS进行定性定量分析3. 主要仪器与耗材 气相色谱仪(安捷伦6890N)；带Ms检测器

42、（5973i）；色谱柱：DB-1701石英毛细管色谱柱（30m320m(i.d.)0.25m（膜厚）；固相萃取柱：Carb/NH2 规格500mg/500mg/6mL4. 试剂 乙腈：分析纯;丙酮：色谱纯;二氯甲烷：色谱纯;氯化钠：分析纯;无水硫酸钠：分析纯，600灼烧3小时;各农药标准品,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,5. 标准储备液配制 5.1 标准储备液配制 称取各农药标准品各0.0500g,用丙酮溶解并定容至50mL，摇匀，浓度为1.00mg/mL。吸取上述溶液10.0mL于100mL的容量瓶中，用丙酮定容至刻度，摇匀，浓度为100ug/mL。5.2标准工作液的配制 按照需要，

43、吸取各农药标准储备液，10倍法稀释至所需浓度，有机磷农药稀释至1.0g/mL，配制成混合标准工作溶液。5.3淋洗液配制 用体积比为11的丙酮和二氯甲烷的混合溶液做为淋洗液。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,6.操作步骤6.1样品采集 样品采集的标准化是获得准确数据的基础，抽样必须是随机的和有代表性的，能反映出样品的真实情况。6.2样品的制备和保存 取一定量（新鲜样品1kg左右，干性样品50g左右），新鲜样品初步切碎混匀（注意：样品无需洗涤，不要切的太碎，以免果蔬的组织液汁流失），干性样品磨碎过20目筛，四分法取样。所取的样品平均分为2份，1份供测定，另1份放置于-20冰箱中保存，备用。,

44、项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,6.3提取 称取切碎或磨碎混匀的样品一定量，新鲜样品30g于高脚烧杯中，加入60mL乙腈，用高速组织匀浆机匀浆1min左右；干性样品（如茶叶）5g与具塞三角瓶中，加入30mL丙酮，超声提取30min；新鲜样品提取液经布氏漏斗抽滤，滤液倒入100mL具塞量筒（事先加入10g氯化钠）中，剧烈震荡，待分层清晰后，吸取上层溶液30mL，过无水硫酸钠于100mL平底烧瓶中， 45水浴中减压浓缩近干，待净化；干性样品滤液直接过无水硫酸钠于100mL平底烧瓶中， 45水浴中减压浓缩近干，待净化。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,6.4 净化 用体积比为11的丙酮和

45、二氯甲烷的混合溶液做为淋洗液，先用5mL淋洗液活化Carb/NH2柱，然后用31mL淋洗液洗涤平底烧瓶，并分别把洗涤液转移到Carb/NH2柱上，液面到达SPE柱筛板表面后，再加入淋洗液12mL，收集此15mL淋洗液于50mL平底烧瓶中，45水浴中减压浓缩至近干，氮气吹干 用1mL丙酮准确定容，待GC/MS分析测定。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,7. 仪器条件色谱柱：DB-1701石英毛细管色谱柱（30m320m(i.d.)0.25m（膜厚）；载气：氦气（纯度99.99）；恒流：1.0ml/min，不分流进样；进样口温度：250；离子源温度：230；接口温度：280，电子能量：70e

46、v；柱温（程序升温）：初始温度：80（保持1min），20min升至180（保持2min），10min升至220(保持0min), 10min升至280（保持20min）；溶剂延迟：4min8. 监测离子见书中表7-1,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,（二）在兽药残留分析中的应用-受体激动剂属于苯乙胺类药物，能显著提高动物酮体的瘦肉率、增重和提高饲料转化率。但是，长期食用含有-受体激动剂残留的食品将对人体健康产生极大的危害。（三）邻苯二甲酸酯类有机污染物分析邻苯二甲酸酯和邻苯二甲酸盐是一组化学化合物，主要用于聚氯乙烯材料，令聚氯乙烯由硬塑胶变为有弹性的塑胶，起到增塑剂的作用。它被普遍应用

47、于玩具、食品包装材料、医用血袋和胶管、乙烯地板和壁纸、清洁剂、润滑油、个人护理用品（如指甲油、头发喷雾剂、香皂和洗发液）等数百种产品中。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,学习情景三 液相色谱-质谱联用仪的认知与应用学生认知：液相色谱-质谱（LCMS）联用技术的研究开始于20世纪70年代，与气相色谱-质谱（GCMS）联用技术不同的是，液相色谱质谱联用技术似乎经历了一个更长的实践、研究过程，直到90年代才出现了被广泛接受的商品接口及成套仪器。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,气相色谱-质谱联用技术只适用于分析可以气化的样品，其电离方式不适合分析髙极性，热不稳定，难挥发的生物大分子及极性

48、分子。与气相色谱相比，液相色谱的分离能力有着不可比拟的优势，其应用不受沸点的限制，并能对热稳定性差的试样进行分离、分析。然而液相色谱的定性能力更弱，因此液相色谱与有机质谱的联用，其意义更大。而且面对日益增加的大分子量（特别是蛋白，多肽等）和不挥发化合物的分析任务，也迫切需要用液相色谱-质谱联用来解决实际问题。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,液相色谱-质谱联用除了可以弥补气相色谱-质谱联用的不足之外，还具有高分离能力，高灵敏度，应用范围更广和具有极强的专属性等特点，越来越受到人们的重视。据估计已知化合物中约80%的化合物均为亲水性强、挥发性低的有机物，热不稳定化合物及生物大分子，这些化合

49、物广泛存在于当前应用和发展最广泛、最有潜力的领域，包括生物、医药、化工和环境等方面，它们需要用液相色谱分离。因此，液相色谱与质谱的联用可以解决气相色谱-质谱联用无法解决的问题。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,液相色谱-质谱联用仪(一) 液相色谱-质谱联用仪 液相色谱-质谱联仪（如图为安捷伦 Agilent1100 液相色谱-离子阱质谱联用仪）主要由高效液相色谱、接口装置（同时也是离子源）、质谱仪和数据处理系统构成。,安捷伦 Agilent1100 液相色谱-离子阱质谱联用仪,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,高效液相色谱仪和一般的液相色谱仪基本相同，其作用是将混合物试样分离后进入质

50、谱仪。该仪器的关键部分是液相色谱仪和质谱仪之间的接口装置，其主要作用是出溶剂并使试样离子化。由于接口装置同时就是离子源，因此质谱仪部分只包括质量分析器，对进入的离子进行质量分离，分离后的离子按质量的大小先后由收集器收集，并记录质谱图。,项目七 质谱法及其在食品分析中的应用,（二）液相色谱-质谱联用要解决的重要问题液相色谱-质谱联用要解决的重要问题首先就是色谱仪与质谱仪的压力匹配问题。其次问题是色谱仪与质谱仪的流量匹配问题。要解决以上矛盾，实现液相色谱仪与质谱仪的联机，一般要用接口除去大量色谱流动相分子，浓集和汽化样品。接口性能很大程度上决定着液相色谱-质谱联用仪性能的优劣。,项目七 质谱法及其