目前,有機質譜儀主要有兩大類:
氣相色譜-質譜聯用儀與液相色譜-質譜聯用儀,現就這兩類儀器的分析方法敘述如下:
在GC-MS分析中,色譜的分離與質譜數據的采集同時進行,為了使ÿ個組分都得到分離和鑒定,必須設備合適的色譜和質譜分析條件:
色譜條件包括色譜柱類型(填充柱或ë細管柱),固定液種類,汽化溫度,載氣流量,分流比,溫升程序等。
設置原則是:
一般情況下均使用ë細管柱,極性樣品使用極性ë細管柱,非極性樣品采用非極性ë細管柱,δ知樣品可先用中等極性ë細管柱,試用後再調整。當然,如果有文獻可以參考,就采用文獻所用條件。 質譜條件包括:
電離電壓,電子電流,掃描速度,質量範Χ,這(zhe)些(xie)都(dou)要(yao)根(gen)據(ju)樣(yang)品(pin)情(qing)況(kuang)進(jin)行(xing)設(she)定(ding)。為(wei)了(le)保(bao)護(hu)燈(deng)綠(lv)和(he)倍(bei)增(zeng)器(qi),在(zai)設(she)定(ding)質(zhi)譜(pu)條(tiao)件(jian)時(shi),還(hai)要(yao)設(she)置(zhi)溶(rong)劑(ji)去(qu)除(chu)時(shi)間(jian),使(shi)溶(rong)劑(ji)峰(feng)通(tong)過(guo)離(li)子(zi)源(yuan)之(zhi)後(hou)再(zai)打(da)開(kai)燈(deng)綠(lv)和(he)倍(bei)增(zeng)器(qi)。在(zai)所(suo)有(you)的(de)條(tiao)件(jian)確(que)定(ding)之(zhi)後(hou),將(jiang)樣(yang)品(pin)用(yong)微(wei)量(liang)注(zhu)射(she)器(qi)注(zhu)入(ru)進(jin)樣(yang)口(kou),同(tong)時(shi),啟(qi)動(dong)色(se)譜(pu)與(yu)質(zhi)譜(pu),進(jin)行(xing)GC-MS分析。
有you機ji混hun合he物wu樣yang品pin用yong微wei量liang注zhu射she器qi由you色se譜pu儀yi進jin樣yang口kou注zhu入ru,經jing色se譜pu柱zhu分fen離li後hou進jin入ru質zhi譜pu儀yi離li子zi原yuan在zai離li子zi源yuan被bei電dian離li成cheng離li子zi。離li子zi經jing質zhi量liang分fen析xi器qi,檢jian測ce器qi之zhi後hou即ji成cheng為wei質zhi譜pu儀yi信xin號hao並bing輸shu入ru計ji算suan機ji。樣yang品pin由you色se譜pu柱zhu不bu斷duan流liu入ru離li子zi源yuan,離li子zi由you離li子zi源yuan不bu斷duan進jin入ru分fen析xi器qi並bing不bu斷duan得de到dao質zhi譜pu,隻zhi要yaoû定好分析器掃描的質量範Χ和掃描時間,計算機就可以采集到一個個的質譜。如果û有樣品進入離子源,計算機采集到的質譜各離子強度均為0。當有樣品過入離子源時,計算機就采集到具有一定離子強度的質譜。並且計算機可以自動將ÿgezhipudesuoyouliziqiangduxiangjia。xianshichuzongliziqiangdu,zongliziqiangdusuishijianbianhuadequxianjiushizongliziseputu,zongliziseputudexingzhuangheputongdeseputushixiangyizhide,takeyirenweishishiyongzhipuzuoweijianceqidedaodeseputu。
質譜儀掃描方式有兩種:
全掃描與選擇離子掃描:
全掃描是對指定質量範Χ內的離子全部掃描並記¼,得到的是正常的質譜圖,這種質譜圖可以提供δ知物的分子量和結構信息。可以進行庫檢索。
質譜儀還有另外一種掃描方式叫選擇離子監測(Selection Moniring SIM)。此種掃描方式是隻針對選定的離子進行檢測,而其它離子不被記¼。
它的最大優點:
一是對離子進行選擇性檢測,隻記¼具有特征的、感興趣的離子,不相關的,幹擾離子統統被排除;
二是選定離子的檢測靈敏度大大提高。在正常掃描情況下,假定一秒鍾掃描2~500個質量單λ。那ô,掃過ÿ個質量所花的時間大約是1/500秒,也就是說,在ÿ次掃描中,有1/500秒的時間是在接收某一質量的離子。在選擇離子掃描的情況下,假定隻檢測5個質量的離子,同樣,也用一秒,那ô,掃過一個質量所花的時間大約是1/5秒。也就是說,在ÿ次掃描中,有1/5秒時間是在接收某一質量的離子。因此,采用選擇離子掃描方式比正常掃描方式靈敏度可提高大約100倍。由於,選擇離子掃描隻能檢測有限的幾個離子,不能得到完整的質譜圖,因此,不能用來進行δ知(zhi)物(wu)定(ding)性(xing)分(fen)析(xi),但(dan)是(shi),如(ru)果(guo)選(xuan)定(ding)的(de)離(li)子(zi)具(ju)有(you)很(hen)好(hao)的(de)特(te)征(zheng)性(xing),也(ye)可(ke)以(yi)用(yong)來(lai)表(biao)示(shi)某(mou)種(zhong)化(hua)合(he)物(wu)的(de)存(cun)在(zai)。選(xuan)擇(ze)離(li)子(zi)掃(sao)描(miao)方(fang)式(shi)最(zui)主(zhu)要(yao)的(de)用(yong)途(tu)是(shi)定(ding)量(liang)分(fen)析(xi),由(you)於(yu)它(ta)的(de)選(xuan)擇(ze)性(xing)好(hao),可(ke)以(yi)把(ba)由(you)全(quan)掃(sao)描(miao)方(fang)式(shi)得(de)到(dao)的(de)非(fei)常(chang)複(fu)雜(za)的(de)總(zong)離(li)子(zi)色(se)譜(pu)圖(tu)變(bian)得(de)十(shi)分(fen)簡(jian)單(dan)。消(xiao)除(chu)其(qi)它(ta)組(zu)造(zao)成(cheng)的(de)幹(gan)擾(rao)。
總離子色譜圖
計算機可以將采集到ÿ個質譜的所有離子相加得到總離子強度,總離子強度隨時間變化曲線就是總離子色譜圖(圖9.21),總離子色譜圖的橫座標是出峰時間,縱座標是峰高。圖中ÿ個峰表示樣品的一種組份,由ÿ個峰可以得到相應化合物質譜圖;峰麵積與該組份含量成正比,可用於定量。由GC-MS得(de)到(dao)的(de)總(zong)離(li)子(zi)色(se)譜(pu)圖(tu)與(yu)一(yi)般(ban)色(se)譜(pu)儀(yi)得(de)到(dao)的(de)色(se)譜(pu)圖(tu)基(ji)本(ben)上(shang)一(yi)致(zhi),隻(zhi)要(yao)所(suo)用(yong)色(se)譜(pu)柱(zhu)相(xiang)同(tong),樣(yang)品(pin)出(chu)峰(feng)順(shun)序(xu)便(bian)相(xiang)同(tong)。其(qi)差(cha)別(bie)在(zai)於(yu),總(zong)離(li)子(zi)色(se)譜(pu)圖(tu)運(yun)用(yong)的(de)檢(jian)測(ce)器(qi)是(shi)質(zhi)譜(pu)儀(yi),而(er)一(yi)般(ban)色(se)譜(pu)圖(tu)所(suo)用(yong)的(de)檢(jian)測(ce)器(qi)是(shi)氫(qing)焰(yan)、熱導等,兩種色譜圖中各成分的校正因子不同。
質譜圖由總離子色譜圖可以得到任何一種組分的質譜圖。一般情況下,為了提高信噪比。通常由色譜峰峰頂處得到相應質譜圖,但如果兩個色譜峰具有相互幹擾,應盡量選擇不發生幹擾的λ置而得到質譜,或通過扣本底消除其他組分影響。
庫檢索
得到質譜圖後可以通過計算機檢索對δ知化合物進行定性。檢索結果可以給出幾個可能的化合物,並以匹配度大小順序排列出這些化合物的名稱、分子式、分子量和結構式等。使用者可以根據檢索結果和其它的信息,對δ知物進行定性分析。目前,GC-MS聯用儀有幾種數據庫。應用最為廣泛的有NIST庫和Willey庫,前者目前有標準化合物譜圖13萬張,後者有近30萬張。此外,還有毒品庫、農藥庫等專用譜庫。
質量色譜圖(或提取離子色譜圖)
總離子色譜圖是將ÿzhongzhipudesuoyoulizijiahededao。tongyang,youzhipuzhongrenhezhiliangliziyekededaoseputu,ji,zhiliangseputu。zhiliangseputushiyouquansaomiaozhipuzhongtiquchuyizhongzhiliangdelizierdedaodeseputu。yinci,youchengweitiquliziseputu。jiadingzuozhiliangweim的離子質量色譜圖,如果某化合物質譜中不存在該種離子,那ôgaihuahewujiubuhuichuxiansepufeng。yigehunhewuyangpinzhongkenengzhiyoujigeshenzhiyigehuahewuchufeng。liyonggaitediankeshibiejuyoumouzhongtezhengdehuahewu,yeketongguoxuanzebutongzhiliangdelizizuozhiliangseputu,shizhengchangsepubunengfenkaidelianggefengshixianfenli,yibianjinxingdingliangfenxi。由於,質量色譜圖是采用一種質量的離子作色譜圖。因此,進行定量分析時也需要使用同一離子得到質量色譜圖測定校正因子。
選擇離子監測(Selection monitoring,SIM)
一般掃描方式是連續改變Vrf,使(shi)不(bu)同(tong)質(zhi)荷(he)比(bi)的(de)離(li)子(zi)順(shun)序(xu)通(tong)過(guo)分(fen)析(xi)器(qi)到(dao)達(da)檢(jian)測(ce)器(qi),而(er)選(xuan)擇(ze)離(li)子(zi)監(jian)測(ce)則(ze)是(shi)對(dui)選(xuan)定(ding)離(li)子(zi)進(jin)行(xing)跳(tiao)躍(yue)式(shi)掃(sao)描(miao)。采(cai)用(yong)該(gai)種(zhong)掃(sao)描(miao)方(fang)式(shi)可(ke)提(ti)高(gao)檢(jian)測(ce)靈(ling)敏(min)度(du)。由(you)於(yu)該(gai)種(zhong)方(fang)式(shi)靈(ling)敏(min)度(du)高(gao),因(yin)此(ci),適(shi)用(yong)於(yu)量(liang)少(shao)且(qie)不(bu)易(yi)得(de)到(dao)的(de)樣(yang)品(pin)分(fen)析(xi)。利(li)用(yong)選(xuan)擇(ze)離(li)子(zi)方(fang)式(shi)不(bu)僅(jin)靈(ling)敏(min)度(du)高(gao),而(er)且(qie)選(xuan)擇(ze)性(xing)好(hao),在(zai)許(xu)多(duo)幹(gan)擾(rao)離(li)子(zi)存(cun)在(zai)時(shi),利(li)用(yong)正(zheng)常(chang)掃(sao)描(miao)方(fang)式(shi)所(suo)得(de)信(xin)號(hao)值(zhi)可(ke)能(neng)很(hen)小(xiao),噪(zao)音(yin)可(ke)能(neng)很(hen)大(da),但(dan)用(yong)選(xuan)擇(ze)離(li)子(zi)掃(sao)描(miao)方(fang)式(shi),隻(zhi)選(xuan)擇(ze)特(te)征(zheng)離(li)子(zi),噪(zao)音(yin)會(hui)變(bian)得(de)很(hen)小(xiao),信(xin)噪(zao)比(bi)大(da)大(da)提(ti)高(gao)。在(zai)對(dui)複(fu)雜(za)體(ti)係(xi)中(zhong)某(mou)一(yi)微(wei)量(liang)成(cheng)分(fen)進(jin)行(xing)定(ding)量(liang)分(fen)析(xi)時(shi),常(chang)采(cai)用(yong)選(xuan)擇(ze)離(li)子(zi)掃(sao)描(miao)方(fang)式(shi)。由(you)於(yu),選(xuan)擇(ze)離(li)子(zi)掃(sao)描(miao)不(bu)能(neng)得(de)到(dao)樣(yang)品(pin)全(quan)譜(pu)。因(yin)此(ci),該(gai)種(zhong)譜(pu)圖(tu)不(bu)能(neng)進(jin)行(xing)庫(ku)檢(jian)索(suo),利(li)用(yong)選(xuan)擇(ze)離(li)子(zi)掃(sao)描(miao)方(fang)式(shi)進(jin)行(xing)GC-MS聯lian用yong分fen析xi時shi,得de到dao的de色se譜pu圖tu在zai形xing式shi上shang類lei似si質zhi量liang色se譜pu圖tu,但dan實shi際ji上shang,二er者zhe有you巨ju大da的de差cha別bie。質zhi量liang色se譜pu圖tu利li用yong全quan掃sao描miao方fang式shi得de到dao。因yin此ci,可ke得de到dao任ren何he一yi個ge質zhi量liang的de質zhi量liang色se譜pu圖tu;選擇離子掃描是選擇了一定m/z離子。掃描時選定哪個質量,就隻能有那個質量的色譜圖。如果二者選擇同一質量,那ô,用SIM靈敏度要高得多。
目前,色質聯用儀數據庫中,一般貯存有近30萬個化合物標準質譜圖。因此,GC-MSzuizhuyaodedingxingfangshishikujiansuo。youzongliziseputukeyidedaorenyizufendezhiputu,youzhiputukeyiliyongjisuanjizaishujukuzhongjiansuo。jiansuojieguo,keyigeichujizhongzuikenengdehuahewu。
包括:化合物名稱、分子式、分子量、基峰及可靠程度。表4是由計算機給出的某δ知物譜圖檢索結果。
利用計算機進行庫檢索是一種快速、方便定性方法,但是,在利用計算機檢索時應注意如下幾個問題:
數據庫中所存質譜圖有限,如果δ知物是數據庫中û有you的de化hua合he物wu,檢jian索suo結jie果guo也ye給gei出chu幾ji個ge相xiang近jin的de化hua合he物wu。顯xian然ran,這zhe種zhong結jie果guo是shi錯cuo誤wu的de。由you於yu質zhi譜pu法fa本ben身shen的de局ju限xian性xing,一yi些xie結jie構gou相xiang近jin的de化hua合he物wu其qi質zhi譜pu圖tu也ye相xiang似si,這zhe種zhong情qing況kuang也ye可ke能neng造zao成cheng檢jian索suo結jie果guo不bu可ke靠kao。
由於,色譜峰分離不好以及本底及噪音的影響,使得到的質譜圖質量不高,這樣所得到的檢索結果也會很差。
因此,在利用數據庫檢索之前,應首先得到一張很好的質譜圖,並利用質量色譜圖等技術判斷質譜中有û有雜質峰;得到檢索結果之後,還應根據δ知物的物理、化學性質以及色譜保留值、紅外、核磁譜等綜合考慮,才能給出定性結果。
GC-MS定量分析方法類似於色譜法定量分析,由GC-MS得到的總離子色譜圖或質量色譜圖,其色譜峰麵積與相應組分的含量成正比,若對某一組份進行定量測定,可以采用色譜分析法中的歸一化法、外標法、內標法等不同方法進行。
這時,GC-MS法可理解為將質譜儀作為色譜儀檢測器。其餘均與色譜法相同,與色譜法定量不同的是,GC-MS法除了可利用總離子色譜圖進行定量之外,還可利用質量色譜圖進行定量,這樣做可最大限度去除其它組份的幹擾。
值得注意的是:
zhiliangseputuyouyuyunyongyizhongzhilianglizizuochu,tadefengmianjiyuzongliziseputujuyoujiaodachabie,zaijinxingdingliangfenxiguochengzhong,fengmianjiyuxiaozhengyinzidengdouxuyaoshiyongzhiliangseputu。。。
為提高檢測靈敏度及減少其它組分的幹擾,在GC-MS定ding量liang分fen析xi過guo程cheng中zhong質zhi譜pu儀yi經jing常chang采cai用yong選xuan擇ze離li子zi掃sao描miao方fang式shi。對dui於yu待dai測ce組zu分fen,可ke選xuan擇ze一yi個ge或huo幾ji種zhong特te征zheng離li子zi,而er相xiang鄰lin組zu份fen不bu存cun在zai這zhe些xie離li子zi。用yong該gai種zhong方fang式shi得de到dao的de色se譜pu圖tu,待dai測ce組zu份fen不bu存cun在zai幹gan擾rao。同tong時shi,具ju有you較jiao高gao的de靈ling敏min度du。用yong選xuan擇ze離li子zi得de到dao的de色se譜pu圖tu進jin行xing定ding量liang分fen析xi,具ju體ti分fen析xi方fang法fa與yu質zhi量liang色se譜pu圖tu類lei似si,但dan其qi靈ling敏min度du比bi利li用yong質zhi量liang色se譜pu圖tu高gao,這zhe是shiGC-MS定量分析中經常采用的方法。
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