GC-MS分析方法

1、质谱分析方法质谱仪有很多种，不同类型质谱仪的主要区别在于离子源。不同的离子源决定了待测样品的不同要求，获得的信息也不同。质谱仪的分辨率也很重要。高分辨率质谱仪可以给出化合物的组成公式，这对未知物质的表征非常重要。因此，在进行质谱分析之前，我们应该根据样品条件和分析要求选择合适的质谱仪。目前，有机质谱仪主要有两种类型：气相色谱-质谱和液相色谱-质谱。这两种仪器的分析方法如下：气相色谱-质谱法气相色谱-质谱分析条件的选择在气相色谱-质谱分析中，色谱分离和质谱数据收集是同时进行的。为了分离和识别每种成分，必须配备适当的色谱和质谱条件。色谱条件包括色谱柱类型(填充柱或毛细管柱)、固定液类型、蒸发温度、

2、载气流速、分流比、升温程序等。设置原则是：一般使用毛细管柱，使用极性样品，使用非极性样品，未知样品可在调节前与中等极性毛细管柱一起使用。当然，如果有参考文件，将采用文件中使用的条件。质谱条件包括电离电压、电子电流、扫描速度和质量范围，应根据样品条件进行设置。为了保护灯绿和倍增器，在设置质谱条件时，应设置溶剂去除时间，并且在溶剂峰通过离子源后，应打开灯绿和倍增器。确定所有条件后，用微型注射器将样品注入注射口，同时开始色谱和质谱分析，进行气相色谱-质谱分析。气相色谱-质谱数据的获取有机混合物样品用微量注射器从色谱仪进样口注入，经色谱柱分离后进入质谱仪的离子在离子源中电离成离子。离子通过质量分析器和

3、检测器后，就成为质谱仪的编号，并输入到计算机中。样品不断从色谱柱流入离子源，离子不断从离子源进入分析仪，并不断获得质谱。只要不确定分析仪的质量范围和扫描时间，计算机就可以逐个采集质谱。如果没有样品进入离子源，计算机采集的质谱离子强度为0。当样品通过离子源时，具有一定离子强度的质谱被计算机收集。计算机可以自动添加每个质谱的所有离子强度。显示总离子强度，总离子强度随时间变化的曲线为总离子色谱图，总离子色谱图的形状与普通色谱图一致。它可以被认为是通过使用质谱作为检测器获得的色谱图。质谱仪有两种扫描模式：全扫描和选择性离子扫描。全扫描是对指定质量范围内的所有离子进行扫描和记录，得到正常的质谱图，可以提

4、供未知物质的分子量和结构信息。可以执行库搜索。质谱仪的另一种扫描方法叫做选择离子监测法。在这种扫描模式下，仅检测选定的离子，而不记录其他离子。其最大的优点是离子的选择性检测，只记录特征离子和感兴趣的离子，排除不相关和干扰离子，并大大提高了选定离子的检测灵敏度。在正常扫描的情况下，假设在一秒钟内扫描2-500个质量单位，扫描每个质量单位所花费的时间约为1/500秒，也就是说，在每次扫描中1/500秒是为了接收一定质量的离子。在选择性离子扫描的情况下，假设只检测到五个质量的离子，并且也需要一秒钟，因此扫描一个质量的时间大约是1/5秒。也就是说，在每次扫描中，五分之一秒用于接收一定质量的离子。因此，

5、与正常扫描相比，选择性离子扫描的灵敏度可提高约100倍。由于选择性离子扫描只能检测有限数量的离子，并且不能得到完整的质谱，因此不能用于未知物质的定性分析。然而，如果选定的离子具有良好的特性，它们也可以用来指示某些化合物的存在。选择离子扫描模式的主要目的是定量分析。由于其良好的选择性，可以使全扫描方式获得的复杂总离子色谱非常简单。消除其他团体造成的干扰。气相色谱-质谱联用仪获得的信息总离子色谱图计算机可以将每个质谱中收集的所有离子相加，得到总离子强度。总离子强度随时间变化的曲线是总离子色谱图(图9.21)。总离子色谱的水平坐标是峰时间，垂直坐标是峰高。图中的每个峰代表样品的一个组分，相应化合物的

6、质谱可以从每个峰获得；峰面积与该成分的含量成正比，可用于定量。气相色谱-质谱联用仪得到的总离子色谱图与普通色谱图基本一致。只要所用的色谱柱相同，样品的峰序就相同。不同的是，全离子色谱中使用的检测器是质谱仪，而普通色谱中使用的检测器是氢火焰、热导等。两个色谱图中每个组分的校正因子是不同的。质量色谱图任何组分的质谱都可以从总离子色谱中获得。一般来说，为了提高信噪比。通常，相应的质谱图是从色谱峰的峰顶获得的。然而，如果两个色谱峰相互干扰，我们应该尽力选择没有干扰的位置来获得质谱。或者通过固定背景来消除其他组件的影响。图书馆检索获得质谱后，可以通过计算机搜索来识别未知化合物。搜索结果可以给出几种可能的

7、化合物。这些化合物的名称、分子式、分子量和结构式按匹配度的顺序排列。用户可以根据搜索结果和其他信息对未知对象进行定性分析。目前有几个气相色谱-质谱数据库。NIST图书馆和威利图书馆是使用最广泛的。前者有130，000个标准化合物光谱图，而后者有近300，000个。此外，还有特殊的光谱库，如药物库和农药库。质量色谱(或提取离子色谱)总离子色谱是通过将每个质谱中的所有离子相加而获得的。类似地，质谱图可以从质谱中的任何质量离子获得。质谱图是从全扫描质谱中提取一个质量的离子得到的色谱图，因此也称为提取离子色谱图。假设制作了质量为m的离子的质谱图，如果在化合物的质谱图中没有这样的离子，就没有该化合物的色

8、谱峰。混合物样品中可能只有少量甚至一种化合物。利用这一特性，可以识别具有特定特性的化合物，并可以选择不同质量的离子作为质量色谱图，这样就可以分离出两个不能用常规色谱分离的峰进行定量分析(见图9.22)。因为质量色谱使用一种质量的离子作为色谱。因此，从同一离子获得的质量色谱图也应该用于确定定量分析的校正因子。选择离子监测一般的扫描模式是连续改变Vrf，使不同质荷比的离子依次通过分析仪到达检测器。选择性离子监测是通过跳跃扫描选定的离子。这种扫描方法可以提高检测灵敏度。该方法灵敏度高，适用于分析数量少、不易获得的样品。采用选择性离子法不仅灵敏度高，而且选择性好。当存在许多干扰离子时，通过正常扫描方法

9、获得的信号可能非常小，噪声可能非常大。然而，使用选择性离子扫描方法仅选择特征离子，噪声将变得非常小，信噪比将大大提高。选择性离子扫描常用于复杂体系中痕量组分的定量分析。选择性离子扫描无法获得样品的全部光谱。因此，这种色谱图不能在库中查找，通过选择性离子扫描气相色谱-质谱分析得到的色谱图在形式上与质谱图相似。但事实上它们之间有很大的区别。质谱是通过全扫描获得的，因此可以获得任何质谱；选择性离子扫描是选择某些m/z离子。当您在扫描过程中选择质量时，您只能获得该质量的色谱图。如果他们选择相同的质量，SIM卡的灵敏度要高得多。气相色谱-质谱定性分析目前，近30万种化合物的标准质谱一般存储在气相色谱/质

10、谱数据库中，因此，气相色谱-质谱的主要定性方法是库检索。任何组分的质谱图都可以从总离子色谱图中得到，质谱图可以通过计算机在数据库中查找。搜索结果可以给出几种最可能的化合物。包括化合物名称、分子式、分子量、碱基峰和可靠性。表4是计算机给出的未知目标谱图的检索结果。表9.4未知化合物的搜索结果用计算机检索数据库是一种快速方便的定性方法。但是，在使用计算机检索时，我们应该注意以下问题：储存在数据库中的质谱图是有限的。如果未知对象是数据库中找不到的化合物，搜索结果也会给出几个相似的化合物。显然，这个结果是错误的。由于质谱的局限性，一些具有相似结构的化合物具有相似的质谱。这种情况也可能导致不可靠的检索结

11、果。由于色谱峰分离不良以及背景和噪声的影响，得到的质谱图质量不高，检索结果也很差。因此，在利用数据库进行检索之前，首先要得到一个好的质谱图，并利用质谱图等技术来判断质谱图中是否有杂质峰；获取检索结果后，应根据未知物质的理化性质、色谱保留值、红外光谱和核磁共振谱给出定性结果。气相色谱-质谱定量分析气相色谱-质谱定量分析类似于色谱定量分析。气相色谱-质谱联用仪获得的总离子色谱或质量色谱的色谱峰面积与相应组分的含量成正比。如果定量测定某一组分，色谱分析中可以使用不同的方法，如归一化法、外标法和内标法。此时，气相色谱-质谱方法可以理解为使用质谱仪作为色谱仪的检测器。其余与色谱法相同。与色谱不同，气相色谱-质谱不仅可用于定量总离子色谱，还可用于定量质量色谱。这样，可以最大程度地消除其他组件的干扰。值得注意的是，质量色谱由一种质量离子组成，其峰面积与总离子色谱大不相同。在定量分析过程中，峰面积和校正因子应