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GC-MS 气相色谱质谱联用仪
典型色谱图
峰出现的时间称为保留时间,可以用来对每个 组分进行定性,而峰的大小(峰高或峰面积)则是 组分含量大小的度量。
2.系统 一个气相色谱系统包括: 可控而纯净的载气源,它能将样品带入
GC系统 进样口,它同时还作为液体样品的气化室 色谱柱,实现随时间的分离 检测器,当组分通过时,检测器电信号的
3.GS-MS的基本流路图
GC基础知识
1.什么是GC?
气相色谱(GC)是一种把混合物分离 成单个组分的实验技术。它被用来对样品 组分进行鉴定和定量测定。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
气相色谱(GC)是基于时间差别的分离 技术。将气化的混合物或气体通入含有某 种物质的管,基于管中物质对不同化合物 的保留性能不同而得到分离。这就是基于 时间的差别对化合物进行分离。样品经过 检测器后,被记录的就是色谱图,每一个 峰代表最初混合样品中的不同的组分。
涂层色谱柱
几秒后再观察色谱柱:
几秒钟后
因为黄色组分和涂层之间没有作用。它随 载气一同流过色谱柱并首先从色谱柱中流 出。 蓝色组分在固定液和载气之间进行分配。 它以较慢的速度流过色谱柱而后流出色谱 柱。
色谱柱类型 毛细管柱:毛细管柱是将固定相涂在管内 壁的开口管,其中没有填充物。毛细管柱 的内径从0.1到0.5毫米。典型的柱长是30米 。
分子筛—氧气,氮气,氢气,二氧化碳, 一氧化碳,甲烷等。
氧化铝—丙烷或更大分子量的化合物
多孔性聚合物微球—乙烷,丁烷,二氧化 碳等。
*毛细管柱有比填充柱更高的分离度。即使 选择低一些,通常也能实现足够的分离。
*一根毛细管柱能够完成多种分析,而填充 柱则可能需要多跟才能完成
*对毛细管柱和填充柱都适用的固定液有: 甲基硅烷,苯基甲基硅烷,聚乙二醇
磁质量分析器
飞行时间质量分析器
飞行时间质量分析器是一个长度一定的无 场空间,离子经加速电压加速而进入分析 器时,由于不同质量的离子飞行速度不同 ,他们飞过一定距离所需的时间也不同, 质量小的离子飞行速度快先到达检测器, 质量大的飞行速度慢后到达检测器,因而 可获得质量分离。
飞行时间质量分析器
毛细管柱
填充柱 在填充层内,固定液被涂在粒度均匀的载
体颗粒上以增大表面积,减少涂层厚度。涂 好的填料被填充在金属,玻璃,或塑料管内。 材料:不锈钢、玻璃 载体:玻璃、石英石、硅藻土等
填充柱
选择毛细管柱还是填充柱? *气体分析通常用填充柱完成。填充柱有足够 的柱容量来适应较大体积的气体进样量。气体 样品分析常用的填料包括:
输出值改变,从而对某种组分做出响应 某种数据处理装置
如下图所示:
色谱系统
气源:载气必须是纯净的。污染物可能与样品或色谱 柱反应,产生假峰,进入检测器使基线噪音增大等。 载气的气体其种类较多,如:氮、氦、氢、氩等。目 前国内实际应用最多的是氮气和氢气。
进样口:将挥发后的样品引入载气流。最 常用的进样装置是注射进样口和进样阀。
GC-MS 气相色谱/质谱联用仪
Gas Chromatography-Mass Spectrometer
1.什么是GC-MS? 它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。
2.GC-MS的优点是什么? 气质联用的有效结合既充分利用色谱
的分离能力,又发挥了质谱的定性专长, 优势互补,结合谱库检索,可以得到较满 意的分离机鉴定结果。
因为大多数分离 都强烈依赖温度, 故色谱柱要安装 在能够精密控温 的柱箱内。
图5 色谱柱和 柱箱
检测器 从色谱柱里出来的含有分离组分的载
气流通过检测器而产生电信号。检测器的 输出信号经过转化后成为色谱图。
检测器
3.组分分离 分离混合物起主要作用的是色谱柱,而色 谱柱的选择取决于混合物的性质和所需获 得的信息(分析目的)。 那么色谱柱如何对化合物进行分离的? 如一段含有两个样品组分的(彩色的圆点 )的色谱柱的横截面。其中的色谱柱是空 柱,它是既没有填料,也没有涂层。
图3 注射进 样口
注射进样口用于气体和液体进样。 常用来加热是液体样品蒸发。用 气体或液体注射器穿透隔垫将样 品注入载气流。
图4 进样阀
样品从机械控制的定量 管被扫入载气流。因为 进样量通常差别很大, 所以对气体和液体样品 采用不同的进样阀。
色谱柱 分离就在色谱柱中进行。在测定样品
时可以选择不同的色谱柱,所以用一台仪 器就能够进行许多不同的分析。
质量分析器 磁质量分析器 四级杆质量分析器 飞行时间质量分析器
磁质量分析器
磁质量分析器是根据离子束在一定场强的 磁场中运动时,其运动的曲率半径Rm与 离子的质荷比m/z和加速电压V有关,当 加速电压固定时,不同质荷比的离子的曲 率半径不同,于是不同质荷比的离子在空 间有不同的位置,得到了空间位置上的分 离。
未经涂层的色谱 柱
几秒钟后,色谱柱中的情况发生了改变
几秒钟后
由于载气流的带动,样品向柱的右端移动 。并且由于样品区域和周围载气中样品浓 度的不同而使得样品区域带展宽。 样品组分仍是混合在一起的。
如果我们在柱子的内表面加上一种涂层, 假设这种涂层能够溶解蓝色圆点组分而不 能溶解黄色圆点组分的固定液。
简单的说,质谱就是称量离子的工具。
2.MS流程图
离子源
在GC-MS中一般采用的是EI和CI离子源。 EI:电子电离源,最常用的气相电离源,有 标准谱库。
分子受到电子(70eV)轰击,在较低能量 的化学键处发生断裂
CI:化学电离源,可获得准分子离子
具体过程是在系统抽真空之后,先充入大 量甲烷气体(100~1000Pa),与少量样品 分子混合,电子束与甲烷气体作用几率大 ,得到的稳定的烷类离子产物(CH5+, C2H5+),但能量较低,与样品分子结合后 ,经过一系列反应即可得到样品离子。
MS 基础知识
1.什么是MS?
质谱分析是一种测量离子质荷比(质量电荷比)的分析方法,其基本原理是使试 样中各组分在离子源中发生电离,生成不 同荷质比的带电荷的离子,经加速电场的 作用,形成离子束,进入质量分析器。在 质量分析器中,再利用电场和磁场使发生 相反的速度色散,将它们分别聚焦而得到 质谱图,从而确定其质量。