质谱分析法简介及其在检测认证领域中的应用摘要：从1910年第一台质谱仪的研制成功，到今天100年的时间里，质谱经历了快速的发展，而质谱的应用也越来越广泛，它发挥的作用也越来越重要。

本文对有机质谱的基本知识进行简单阐述，重点介绍了离子源和质量分析器部分。

此外，本文还介绍了质谱分析法在食品安全、环境检测及一些环保法令要求等检测领域的应用。

关键词：质谱检测认证应用一、前言质谱分析是先将物质离子化，按离子的质荷比分离，然后测量各种离子谱峰的强度而实现分析目的的一种分析方法[1]。

随着质谱分析法的发展，此方法已经在很多科学研究以及生产领域得到广发应用，并促进了科学研究及生活生产力的发展。

按研究对象划分，质谱分析法大致可分为同位素质谱分析、无机质谱分析以及有机质谱分析。

本文将重点介绍有机质谱的基本知识及其在化学检测认证领域的应用。

二、有机质谱的基本介绍对于一台质谱仪，主要由进样系统、离子源、质量分析器、检测器、计算机-数据系统、真空系统组成。

离子源、质量分析器为质谱仪的核心部分。

2.1 离子源[2]离子源是质谱仪最主要的组成部件之一，其作用是使被分析的物质电离成离子，并将离子会聚成一定能量和一定几何形状的离子束。

由于被分析物质的多样性和分析要求的差异，物质电离的方法和原理也各不相同。

常见的电离方法有电子轰击电离（EI）、化学电离（CI）、场电离（FI）和场解析（FD）、快原子轰击（FAB）、基质辅助激光解析电离（MALDI）、电喷雾电离（ESI）和大气压化学电离（APCI）。

上述电离方式中，电子轰击电离在化学检测认证领域应用最为广泛。

为了克服电子轰击电离中碎片离子峰太多而分子离子峰强度太低甚至没有的缺点，有时需要软电离（Soft Ionization）的数据相配合，其中化学电离、场电离和场解析、快原子轰击以及基质辅助激光解析电离都为软电离。

电喷雾电离和大气压化学电离主要应用于高效液相色谱和质谱联用。

2.2 质量分析器[2]质量分析器是质谱仪的主体部分。

质量分析仪包括：单聚焦（Single-Focusing）和双聚焦(Duoble-Focusing)质量分析器、四级杆质量分析器（Quadrupole Mass Analyzer）、离子阱（Ion Trap）、飞行时间质谱计（Time of Flight）、傅立叶变换质谱计（Fourier Transform Mass Spectrometer）。

单聚焦质量分析器使用扇形磁场，双聚焦质量分析器使用扇形电场和扇形磁场。

这样的质量分析器曾经是有机质谱的主体，现在也仍然发挥作用。

四极杆质量分析器的优点比较突出，现处于大力应用阶段。

离子阱可实现“时间上”的多级串联质谱。

飞行时间质谱计特别适合生物大分子的测定，以及做串联质谱的第二级。

傅立叶变换质谱计的分辨率极高，远远超过其它质谱计。

三、在化学检测认证领域的应用随着社会的发展，环境污染、食品安全等问题越受关注。

本文着重从食品安全、环境检测以及环保指令等三方面介绍质谱技术的应用。

3.1 食品安全检测领域应用民与食为天，食品安全问题是关系到国计民生的头等大事。

特别是随着人们生活水平的提高，食品安全问题引起了空前的广泛关注。

标准 GB/T 19648-2006用气相色谱-质谱法测定水果和蔬菜中500种农药及相关化学品残留量。

标准 GB/T 19649-2005用气相色谱-质谱和液相色谱-串联质谱法测定粮谷中405种农药多残留量。

标准GB/T 19426-2003 用气相色谱-质谱和液相色谱-串联质谱法测定蜂蜜、果汁和果酒中304种农药多残留量。

标准GB/T 19650-2005 用气相色谱-质谱和液相色谱-串联质谱法测定动物组织中437种农药多残留量。

黄惠玲[3]等人选择GC-MS/SIM与大体积进样技术结合，测定蔬菜、水果中包括有机磷、氨基甲酸酯、有机氯类、菊酯类在内的17中农药残留。

赵舰[4]等人用高效液相色谱-离子阱质谱仪，能同时鉴定和检测火锅料中苏丹染料Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。

3.2环境检测领域应用随着社会发展，环境污染问题日益严重。

环境污染问题主要体现在环境中空气的污染，水体的污染以及土壤的污染三方面。

杨丽莉[5]等人用利用气相色谱-选择离子监测质谱(GC-MS/SIM)检测环境空气中痕量酚类化合物。

吴宇峰[6]等人利用气相色谱-质谱法测定空气中硝基苯类化合物。

赵寿堂[7]等人采用Tenax/SPME富集结合GC/MS分析建筑室内空气中VOCs。

孙玉梅[8]等利用气相色谱-质谱法分析了地下水样中63种有机化合物。

郭睿[9]等人采用固相萃取/高效液相/四极杆飞行时间串联质谱检测活性污泥中的全氟辛烷磺酸(PFOS)及全氟辛酸(PFOA)。

张晶[10]等人利用液相色谱-电喷雾质谱法同时分析水体中的壬基酚聚氧乙烯醚(NPEOs)及其代谢产物壬基酚聚氧乙烯醚乙酸(NPECs)和壬基酚(NP)。

标准HJ/T 77-2001同位素稀释高分辨率气相色谱/高分辨率质谱法测定多氯代二苯二噁英和多氯代二苯呋喃。

色谱与质谱联用，结合固相萃取（微萃取）、吹扫捕集、二级热解析等前处理方法，使得质谱技术在环境检测领域的应用越来越广泛。

3.3 环保指令相关产品检测领域的应用为了保护环境，防止人们在生产、使用、废弃过程中对一些有害物质处理不当而引起污染。

各国政府都制定相应的环保法令法规，如RoHS指令、PoHS法令、PAHs指令等。

对一些致癌物、诱导有机体突变物质、生殖毒性物质以及持久性、生物累积性、毒性物质进行了限制。

对于这些有害物质的检测，GC-MS和GC-MS-MS发挥了很大作用。

RoHS指令（2002/95/EC）限制的多溴联苯和多溴二苯醚，检测仪器主要为GC-MS，参考的标准主要有《SJ/T 11365-2006》以及《IEC 62321（CDV）》。

欧盟禁用有害偶氮染料指令（2002/61/EC），对于偶氮染料中还原裂解出的致癌芳香胺，通过GC-MS进行检测，参考的标准主要有《EN 14362：2003》以及《GB/T 17592.1～3-2006》。

关于多环芳烃（PAHs）的指令（2005/69/EC），一般通过GC-MS进行对PAHs检测。

参考标准主要有《ISO 18287: 2006》、《SN/T 1877.4-2007》以及《SN/T 1877.2-2007》等。

关于邻苯二甲酸盐指令（2005/84/EC），一般通过GC-MS对邻苯二甲酸盐进行检测，参考标准有《GB/T 20388-2006》、《SN/T1779-2006》以及《EN ISO 18856-2005》。

关于POFS指令（2006/122/EC），对于PFOS的检测，由于PFOS本身是非挥发的，要通过衍生的方法使PFOS成为PFOS的甲基酯才可以进行GC-MS检测，但衍生化过程比较复杂。

目前，一般采用高效液相色谱质谱联用测定PFOS，质谱有单级质谱也有串联质谱。

四、总结现在的检测技术，要求不断向微量方向发展，同时必须向更多检测类别和品种上发展。

由于气相色谱质谱联用技术具有对样品当中不同种类的有毒有害同时进行快速扫描、定性、定量的优势。

因此，使得它在食品安全检测、环境检测以及相关环保指令检测领域中显的尤其重要，并已被很多国家研究者开发和应用。

选择离子监测（SIM）定量方式，可以使灵敏度大幅度提高；串联质谱（MS-MS）的出现在不降低定性信息的前提下使得选择性和灵敏度比SIM方式有更大的提高。

此外，液相色谱与质谱的联用，又把检测范围扩大到热不稳定性物质或者难挥发性物质。

液相色谱与高选择性、高灵敏度的MS/MS结合，可对复杂样品进行实时分析，即使液相色谱难分离的情况下，通过MS1及MS2对目标化合物进行中性碎片扫描，则可发现并突出化合物中的目标化合物，显著提高信噪比。

液相色谱-质谱联用的显著优点，使得它在检测领域的应用越来越广。

主要参考文献：［1］从浦珠苏克曼.分析化学手册（第二版）第九分册;质谱分析（第二版）[M].北京:化学工业出版社,2000.［2］宁永成.有机化合物结构鉴定与有机波谱学（第二版）[M].北京：科学出版社，2000. ［3］黄惠玲张薇君丁慧瑛.气相色谱-质谱大体积进样法测定蔬菜、水果中17种农药残留[J].分析测试学报,2006,25（4）：81-83.［4］赵舰甘源张学.高效液相色谱-离子阱质谱检测火锅底料中的苏丹染料Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ[J].中国卫生检验杂志,2007,17(11):1931-1933.［5］杨丽莉胡恩宇母应锋纪英.Tenax采样管富集气相色谱-质谱法测定空气中的痕量酚类化合物[J].色谱,2007,25(1):48-52.［6］吴宇峰李利荣杨家凤时庭锐.气相色谱/质谱法测定空气中硝基苯类化合物[J].中国卫生检验杂志,2006,16(7):786-788.［7］赵寿堂宁占武王静胡玢.固相微萃取/气相色谱/质谱法研究新建建筑室内挥发性有机化合物的组成及其特征[J].中国环境监测,2005,21(5):37-42.［8］孙玉梅王玉璠刘菲孙静吕国高文谦.液液萃取-C_(18)固相膜萃取-气相色谱/质谱联用测定地下水中半挥发性有机物[J].质谱学报,2006,27(3):140-147.［9］郭睿蔡亚岐江桂斌.高效液相/四极杆-飞行时间串联质谱法分析活性污泥中的全氟辛烷磺酸及全氟辛酸[J].环境化学,2006,6:674-677.［10］张晶张昱杨敏金芬陈梅雪.液相色谱-电喷雾质谱法同时测定水体中的壬基酚聚氧乙烯醚及其代谢产物[J].分析测试学报, 2007,26(2):178-182.注：本文发表于2009年第3期《广州化工》。