实验七气相色谱-质谱联用技术
定性鉴定混合溶剂的成分
I. 实验目的
（1）了解气相色谱-质谱联用技术的基本原理；
（2）学习气相色谱-质谱联用技术定性鉴定的方法；
（3）了解色谱工作站的基本功能。

II. 实验原理
质谱法是一种重要的定性鉴定和结构分析方法，但没有分离能力，不能直接分析混合物。

色谱法则相反，它是一种有效的分离分析方法，特别适合于复杂混合物的分离，但对组分的定性鉴定有一定难度。

如果把这两种方法结合起来，将色谱仪作为质谱仪的进样和分离系统，即混合试样进入色谱柱分离，得到的单个组分按保留时间的大小依次进入质谱仪测定
质谱，这样就可以实现优势互补，解决复杂混合物的快速分离和定性鉴定。

气相色谱-质谱
联用（GC-MS ）于1957年首次实现，并很快成为一种重要的分析手段广泛应用于化工、石油、食品、药物、法医鉴定及环境监测等领域。

气相色谱-质谱联用的主要困难是两者的工作气压不匹配。

质谱仪器必须在10-3〜10-4Pa 的高真空条件下工作，而气相色谱仪的流出物为常压（约100kPa）,因此需要一个硬件接口
来协调两者的工作条件。

当气相色谱仪使用毛细管柱时，因为每分钟几毫升的流量不足以破
坏质谱仪的真空状态，所以可直接与质谱仪联用。

挥发性混合物从气相色谱仪进样，经色谱柱分离后，按组分的保留时间大小依次以纯物质形式进入质谱仪，质谱仪自动重复扫描，计算机记录和储存所有的质谱信息，然后将处
理结果显示在屏幕上。

质谱仪的每一次扫描都得到一张质谱图，色谱组分流入时得到的是组
分的质谱图，没有色谱组分时得到的是背景的质谱图，计算机将质谱仪重复扫描得到的所有
离子流信号（不分质荷比大小）的强度总和对扫描信号（即色谱保留时间）作图得到总离子
流图，总离子流强度的变化正是流入质谱仪的色谱组分变化的反映，所以在GC-MS中，总
离子流图相当于色谱图，每一个谱峰代表了一个组分，谱峰的强度与组分的相对含量有关。

下图是混合溶剂试样的总离子流图（a）和其中第4号峰的质谱图（b）。

从总离子流图中出
现的6个谱峰可以得知该混合溶剂中有6个组分；对质谱图（b）进行解析可知该组分的相
对分子质量为100，图中有m/z29，43，57，71等一系列间隔14 （相当于CH?）的离子峰，说明该组分的结构中有长碳链，结合相对分子质量推测为庚烷，通过质谱标准谱库的检索验
混合溶剂的总离子流图（a）和4号峰的质谱图（b）
III.实验用品
仪器：岛津公司GCMS-QP5050A气相色谱-质谱联用仪，GCMS Solution工作站，NIST 谱库。

微量注射器（1山）
试剂：混合试剂异丙醇、乙酸乙酯、苯3种试剂（纯度》99.5% ）混合而成，甲
醇为溶剂，均为色谱纯。

实验条件
1•气相色谱条件
(1)色谱柱DB-5ms
(2)载气高纯He (纯度》99.999%),流量1.0 mL min-1
(3)分流比50:1
(4)进样温度200 C
(5)柱温40C保持2min，以30C min-1升至100C，保持1min。

2. 质谱条件
(1)电离方式和电离电位70 eV电子轰击电离
(2)溶剂切割时间：1.9min
(3)质荷比扫描范围m/z 35~ 200
(4)接口温度：230 C
IV.实验步骤
1. 开启色质仪启动GCMS Solution软件中GCMS Real Time Analysis程序，按仪器的操作步骤开启仪器的真空系统，等待仪器的真空度达到指定要求后，进行调谐。

调谐结果合格后，方可进行分析。

2. 设定分析条件气相色谱条件，如进样温度、柱温(或程序升温) 、载气流量、分流
比等；质谱条件，如采集模式、接口温度、溶剂切割时间、质荷比扫描范围等。

3. 设定数据采集参数如试样名称和编号等，设计好后，按Standby,待GC、MS均
变绿色字体后，可进样。

4. 进样用微量注射器吸取混合试剂1此，由气相色谱仪进样口进样，同时按下Start,
开始检测。

5. 监视测试过程观察计算机显示屏幕上实时出现的信号，当总离子流图上出现峰时监测实时的质谱。

V■数据处理及谱图解析
1. 双击GCMS Postrun Analysis图标，出现与实时分析相似的图面。

直接点击Open Data File，双击要选择的数据文件名称，右侧出现相应的
Tic(总离子色谱图)。

2. 显示组分的质谱图在总离子流图中组分峰1,放大Tic并扣本底，屏幕显示扣除
背景后的质谱图。

3. 标准质谱图谱库的计算机检索。

4. 打印组分的谱图和标准谱库检索结果。

5. 依次选择其他组分峰，重复步骤2 ~ 4。

W ■问题讨论
1. 质谱是如何形成的？它可以提供什么信息？
2. 质谱总离子流图是如何得到的？它有什么用处?。