GCMS培训 PPt
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GCMS的原理及应用精讲PPT课件
质量色谱法（mass chromatography，MC）——记录具有某质 荷比的离子强度随时间变化图谱。在选定的质量范围内，任何 一个质量数都有与总离子流色谱图相似的质量色谱图。
选择性离子监测（selected ion monitoring，SIM）—— 对 选定的某个或数个特征质量峰进行单离子或多离子检测，获得 这些离子流强度随时间的变化曲线。其检测灵敏度较总离子流 检测高2-3个数量级。
Ro=0.40%
C31
可溶有机质中饱和烃的色谱图
第15页/共25页
2.1 碱性水解产物
C17 C14
C33 C22
干酪根碱性水解中碱性组分的总离子流图
第16页/共25页
C16
C13
C13
C17 C22
干酪根碱性水解中酸性组分的总离子流图
第17页/共25页
2.2 断醚产物
噻吩
干酪根断醚产物的总离子流图
一、气相色谱-质谱联用仪器系统
1、GC-MS系统的组成 2、GC-MS联用中的主要技术问题 3、GC-MS的常用测定方法
二、气相色谱-质谱联用技术的应用 ——松辽盆地南部嫩江组烃源岩干酪根的选
择性化学降解
第1页/共25页
1、GC-MS系统的组成
真空系统
第2页/共25页
气相色谱的主要组成部分
放空
2
质谱仪的真空工作条件的联接和匹配。接口要把气相色谱柱流出物中的载 气尽可能多的除去，同时保留和浓缩待测物，使近似大气压的气流转变成 适合离子化装置的粗真空，并协调色谱仪和质谱仪的工作流量。
2、扫描速度 由于气相色谱峰很窄，有的仅几秒钟时间，一个完整的色谱峰通
常需要至少6个以上数据点。这样就要求质谱仪有较高的扫描速度，才能 在很短的时间内完成多次全质量范围的质量扫描。另一方面，要求质谱仪 能很快在不同的质量数之间来回切换，以满足选择离子检测的需要。
选择性离子监测（selected ion monitoring，SIM）—— 对 选定的某个或数个特征质量峰进行单离子或多离子检测，获得 这些离子流强度随时间的变化曲线。其检测灵敏度较总离子流 检测高2-3个数量级。
Ro=0.40%
C31
可溶有机质中饱和烃的色谱图
第15页/共25页
2.1 碱性水解产物
C17 C14
C33 C22
干酪根碱性水解中碱性组分的总离子流图
第16页/共25页
C16
C13
C13
C17 C22
干酪根碱性水解中酸性组分的总离子流图
第17页/共25页
2.2 断醚产物
噻吩
干酪根断醚产物的总离子流图
一、气相色谱-质谱联用仪器系统
1、GC-MS系统的组成 2、GC-MS联用中的主要技术问题 3、GC-MS的常用测定方法
二、气相色谱-质谱联用技术的应用 ——松辽盆地南部嫩江组烃源岩干酪根的选
择性化学降解
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1、GC-MS系统的组成
真空系统
第2页/共25页
气相色谱的主要组成部分
放空
2
质谱仪的真空工作条件的联接和匹配。接口要把气相色谱柱流出物中的载 气尽可能多的除去，同时保留和浓缩待测物，使近似大气压的气流转变成 适合离子化装置的粗真空，并协调色谱仪和质谱仪的工作流量。
2、扫描速度 由于气相色谱峰很窄，有的仅几秒钟时间，一个完整的色谱峰通
常需要至少6个以上数据点。这样就要求质谱仪有较高的扫描速度，才能 在很短的时间内完成多次全质量范围的质量扫描。另一方面，要求质谱仪 能很快在不同的质量数之间来回切换，以满足选择离子检测的需要。
GC-MS操作培训
1、灵敏度——前者高于后者； 2、峰宽——前者0.60±0.10，后者0.5±0.1； 3、基峰——后者一定是69； 4、Ent lens和Ent lens offset——前者有显示数值，后 者的Ent lens为0，Ent lens offset值为VAR。
10C/min
70C
Time
分离系统：
色谱柱：
HP-5 HP-5ms HP-5i HP-5HT
5％苯基甲基硅氧烷 低流失柱，用于痕量分析(<325℃) 惰性柱子，例带胺基、羧基时使用(不会发生吸附) 耐高温柱子(>350℃)，分析高沸点物质
检测系统：
TCD FID ECD AED PID NPD (N) NPD (P) FPD (S) MSD (SIM) (X) (S or N) 10-12 pg ppb 10-9 ng ppm 10-6 mg ppthousand 10-3 mg percent (SCAN) IRD
Agilent GC/MS 化学工作站操作培训
主要内容：
• Agilent GC/MS的硬件知识
• Agilent GC/MS的软件操作
GC/MS的四大系统
气路系统 进样系统 分离系统 检测系统
仪器内部连接示意图
出口
机械泵
高真空 泵
质谱
气 相
传输线
离子源
质量分 析器
检测器
化学工作站软件（电脑）
2、四极杆
பைடு நூலகம்
3、检测器：
EMV
三个要求：灵敏度、分辨率和正确的质量数。
AMU Gain及其偏移
Mathieu Stability Diagram
扫描线
DC 电压
502
10C/min
70C
Time
分离系统：
色谱柱：
HP-5 HP-5ms HP-5i HP-5HT
5％苯基甲基硅氧烷 低流失柱，用于痕量分析(<325℃) 惰性柱子，例带胺基、羧基时使用(不会发生吸附) 耐高温柱子(>350℃)，分析高沸点物质
检测系统：
TCD FID ECD AED PID NPD (N) NPD (P) FPD (S) MSD (SIM) (X) (S or N) 10-12 pg ppb 10-9 ng ppm 10-6 mg ppthousand 10-3 mg percent (SCAN) IRD
Agilent GC/MS 化学工作站操作培训
主要内容：
• Agilent GC/MS的硬件知识
• Agilent GC/MS的软件操作
GC/MS的四大系统
气路系统 进样系统 分离系统 检测系统
仪器内部连接示意图
出口
机械泵
高真空 泵
质谱
气 相
传输线
离子源
质量分 析器
检测器
化学工作站软件（电脑）
2、四极杆
பைடு நூலகம்
3、检测器：
EMV
三个要求：灵敏度、分辨率和正确的质量数。
AMU Gain及其偏移
Mathieu Stability Diagram
扫描线
DC 电压
502
Agilent-GCMS培训优秀课件
5973 旳放气 阀位置
46
质谱旳本地控制面板
• 诊疗 • 放空 / 抽真空 • 调谐 • 运营 / 停止
47
第三章 调 谐
48
主要内容
• MS调谐旳基本原理 • 化学工作站中旳不同调谐
49
调谐做什么?
▪ 设定离子源部件旳电压,以得到良好旳敏捷度 ▪ 设定 amu gain 和 amu offset 以得到正确峰宽 ▪ 设定 mass gain 和mass offset以确保正确旳质量分配 ▪ 设定 EM 电压
22
常见元素同位素表
元素
A
质量 %
H 1 100
P 31 100
F 19 100
I 127 100
C 12 100
N 14 100
O 16 100
S 32 100
Si 28 100
Cl 35 100
Br 79 100
A+1 质量 %
2
0.05
13
1.1
15
0.37
17
0.04
33
0.80
29
5.1
31
总离子流色谱
Abundance 8000000
TIC: ALKDEMO.D
33
34
6000000
32
4000000 2023000
31 30
35 36
Time 5.25 5.26 5.27 5.28 5.29 5.30 5.31 5.32 5.33
AbundanceScan 32 (5.281 min): ALKDEMO.D
26
四极杆
27
高能打拿极和电子倍增器
四级杆
《GCMS定性分析》课件.pptx
3
GCMs定性分析在食品安全、环境保护、医药等 领域具有广泛的应用价值，对于保障人类健康和 促进社会发展具有重要意义。
02 GCMs定性分析的基本原 理
GCMs定性分析的原理概述
概述
GCMs定性分析是一种基于气相色谱技术的方法，用于鉴定和识别化合物。它 利用不同化合物在固定相和流动相之间的分配系数差异进行分离，并通过检测 器检测。
原理
GCMs定性分析基于热解吸技术，将样品中的化合物转化为气态，通过色谱柱 分离后进入质谱检测器。通过比较标准品和未知物的色谱保留时间和质谱碎片 信息，进行化合物的鉴定。
GCMs定性分析的实验过程
01
02
03
04
样品处理
将样品进行适当的前处理，如 萃取、净化等，以去除干扰物
质并提取目标化合物。
仪器条件设置
化学计量学方法
利用化学计量学算法对实验数据 进行处理，通过模式识别和聚类 分析等方法对未知化合物进行分 类和归属。
实验结果解析实例
实例一
01
在GCMS定性分析中，通过对比标准谱图，成功鉴定出样品中
的苯、甲苯和二甲苯等化合物。
实例二
02
利用保留指数法，成功推断出未知样品中可能含有C10H14类
型的化合物，进一步通过谱图解析确定了其为萘类化合物。
GCMs定性分析的未来应用前景
环境监测与保护 GCMs定性分析可用于环境样品 中污染物的快速检测和鉴定，为 环境监测和保护提供技术支持。
临床诊断与治疗 通过GCMs定性分析，可以快速 准确地检测生物样品中的药物、 代谢物和内源性物质等，为临床 诊断和治疗提供依据。
食品安全与质量控制
在食品生产过程中，GCMs定性 分析可用于检测食品中的有害物 质和营养成分，保障食品安全和 质量控制。
GCMS数据处理和定性定量分析(共46张PPT)
的谱图的原始数据文件 各有其优缺点和使用范围，不适当的运用必然造成较大的误差。
必要时可以加入多个内标
• 另外，通过D／ 转换将操作员从计算机键盘输入的各种参 A 有一种说法，认为色谱可以很好地定量，而GC／MS联用方法只适合于定性
同一样品，分离条件不同，可能鉴定出上百个成分，也可能只鉴定出几十个成分。
•进样品前空白试验的实例 •色谱条件：起始温度60℃，停留5 min，以6℃／min升温至280℃，停留10min。目的是察看色谱柱流失
本底和高温段的基线漂移情况
•这里截取30min后的一段总离子流和m／z 207、m／z 149的离子流图。35 min 后基线开始上升，固定 相本底中m／z 207增高。 •温度达到240℃，m／z 149质量色谱显示有一个峰(2115号)，40min后温度到280℃，基线上升,m／z 149 质量色谱也显示有一个峰(2 49号)
D／ 所内以标， 法定的量关分键也析是首内需先标要的要把选仪择有器。调一整到个最佳“状况接，并口且对”仪器，的检是测限由应模该有数数 ／数模转换器(A／D、
A)、
多路切换开关、实时钟还有微处理器等组成的接口电路板， （三）定量分析应注意的问题
还有，并不是待测样品的所有组分都能从色谱柱流出，或得到足够的信号强度，这会带来误差
成分。 一般来说，每个色谱峰需要有15～25个数据点才能准确地定量。
（三）定量分析应注意的问题 然后再将配制的母液逐级稀释，最后一级的含量应低于待测样品的含量 Ai——待测化合物标样峰面积(或峰高)。 每个组分的含量需准确，并且该含量高于待测样品的含量。 知识和经验的积累是必需的。 所以，利用同位素标记的化合物作内标是最好的选择 邻苯二甲酸酯类是常见的增缩剂，在分析试验室中几乎无所不在，各种塑料包装、塑料瓶盖、样品预处理用的一些试剂、硅胶、树脂等都含有 此类化合物 充分发挥GC／MS联用技术的优势，分离是定性的关键。
Agilent-GCMS培训(完整版330页)共332页文档
9
分子筛干燥器
氧气捕集器
微量的氧气会破坏色谱柱，特别是对毛细管柱。 氧气也会降低ECD检测器的功能。 氧气捕集器 应连接在分子筛干燥器和仪器设备的进样口之间。
10
管路和净化器
须使用GC 专用铜管或不锈钢管。
塑料管会渗透O2和其它污染物。还可能会 释放其它可被检测到的干扰物。
管子使用前先用溶剂冲洗，载气吹干。
A+2 质量 %
18 0.20 34 4.4 30 3.4 37 32.5 81 98.0
元素类型
“A” “A” “A” “A” “A+1” “A+1” “A+2” “A+2” “A+2” “A+2” “A+2”
23
离子源
离子源
传输线
24
电子电离（EI）
灯丝
eeeeee e
ee
M
e
e
ee e
eeM
GC MSD
10-5 Torr <2 mL/min
760 Torr 0.5 - 15 mL/min
INTERFACE
5
气相色谱和质谱的联用技术——传输线
传输线
自动进样器
涡轮泵
离子源
炉箱
6
典型的气相色谱
分子筛 脱水管
固定 限流器
稳压器
流量 控制器
进样口
检测器
色谱柱
电子部件 PC
载气 氢气 空气
7
气路连接
12
典型色谱图
保留时间
用于确定样品组分，即进行样品定性分析。
峰面积
用于测定样品的含量，即定量分析。
13
色谱柱类型
分子筛干燥器
氧气捕集器
微量的氧气会破坏色谱柱，特别是对毛细管柱。 氧气也会降低ECD检测器的功能。 氧气捕集器 应连接在分子筛干燥器和仪器设备的进样口之间。
10
管路和净化器
须使用GC 专用铜管或不锈钢管。
塑料管会渗透O2和其它污染物。还可能会 释放其它可被检测到的干扰物。
管子使用前先用溶剂冲洗，载气吹干。
A+2 质量 %
18 0.20 34 4.4 30 3.4 37 32.5 81 98.0
元素类型
“A” “A” “A” “A” “A+1” “A+1” “A+2” “A+2” “A+2” “A+2” “A+2”
23
离子源
离子源
传输线
24
电子电离（EI）
灯丝
eeeeee e
ee
M
e
e
ee e
eeM
GC MSD
10-5 Torr <2 mL/min
760 Torr 0.5 - 15 mL/min
INTERFACE
5
气相色谱和质谱的联用技术——传输线
传输线
自动进样器
涡轮泵
离子源
炉箱
6
典型的气相色谱
分子筛 脱水管
固定 限流器
稳压器
流量 控制器
进样口
检测器
色谱柱
电子部件 PC
载气 氢气 空气
7
气路连接
12
典型色谱图
保留时间
用于确定样品组分，即进行样品定性分析。
峰面积
用于测定样品的含量，即定量分析。
13
色谱柱类型
GC-MS 气相色谱质谱联用仪 ppt课件
PPT课件
27
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。
PPT课件
28
磁质量分析器
PPT课件
29
31
四级杆质量分析器
四极杆质量分析器由4根平行的圆柱形电极组成， 电极分为两组，分别加上一个直流电压和一个射频 交流电压。当离子由电极间轴线方向进入电场后， 会在极性相反的电极间产生振荡。只有质荷比在一 定范围的离子，才可以围绕电极间轴线作有限振幅 的稳定震荡运动，并到达接收器。只要有规律地改 变所加电压或频率，就可使不同质荷比的离子依次 到达检测器，实现分离的目的。四极杆质量分析器 的优点是具有经典的质谱图，再现性好，扫描速度 快，离子流通量大，结构简单，易操作，因此应用 较广；其缺点是对高质量数离子有质量歧视效应， 分辨率较低，适用的质量范围也较小。
GC-MS 气相色谱/质谱联用仪
Gas Chromatography-Mass Spectrometer
PPT课件
1
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。
PPT课件
42
2.四级杆质量分析器
四极杆质量分析器由4根平行的圆柱形电极组成，电极分 为两组，分别加上一个直流电压和一个射频交流电压。当离 子由电极间轴线方向进入电场后，会在极性相反的电极间产 生振荡。只有质荷比在一定范围的离子，才可以围绕电极间 轴线作有限振幅的稳定震荡运动，并到达接收器。只要有规 律地改变所加电压或频率，就可使不同质荷比的离子依次到 达检测器，实现分离的目的。四极杆质量分析器的优点是具 有经典的质谱图，再现性好，扫描速度快，离子流通量大， 结构简单，易操作，因此应用较广；其缺点是对高质量数离 子有质量歧视效应，分辨率较低，适用的质量范围也较小。
GCMS原理与结构 ppt课件
Phase composition
100% dimethyl polysiloxane 95% dimethyl5% diphenyl polysiloxane
50% dimethyl50% diphenyl polysiloxane 6% cyanopropylphenyl94% dimethyl polysiloxane
真空系统确保离子由离子源转移至检测器
高真空 +
ion
air, water etc.
+
低真空
GCMS原理与结构
压力 10-3-10-4 Pa(平均自由路径 5m-50m)
Ion source
Lens system
Rod system
Detector
主泵
副泵
GCMS原理与结构
涡轮分子泵（Turbo molecular pump） •旋转叶片使气体分子向下移动并 由 出口排出 •干净真空 •启动和关机时间短 •价格昂贵
苯基基团键合入硅氧烷聚合物主链
RR Si OSi RR
温度稳定性更好
RR Si OSi RR
e.g. DB-5ms Rtx-5ms BPX-5
固定液流失
100 °C
300 °C 270 °C
300 °C for 12 min Bleed
0
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20
22 24
常用固定相
(PTV-mode)
色谱柱的介绍
GCMS原理与结构
填充柱
柱材：不锈钢，玻璃 内径：2.6--3mm 长度：0.5--6m 填料：担体和固定液的种类
固定液的浓度 1-30% 担体有硅藻土、玻璃、 石英、塑料担体（TPA） 等。
GCMS气相色谱质谱联用PPT教案
GCMS气相色谱质谱联用
会计学
1
目录
1. GC-MS的概况 2. GC-MS的工作原理
2.1 GC的原理 2.2 MS的原理 2.3 GC-MS联用 3. GC-MS-MS简介
1.GC-MS的概况
利用气相色谱对混合物的高分辨能力和质 谱对纯化合物的准确鉴定能力而开发的分 析仪器为气相色谱-质谱联用仪，简称GCMS仪。
色谱柱填装有固定相用以分离混合组分的 柱管。
常见的色谱柱有：常规分析柱、窄径柱、 毛细管柱。
毛细管柱内径0.2-0.5mm;短柱:5-12m;中柱:2530m;长柱:50m。
毛细管柱涂层剖面图
色谱柱的一般设置原则是：优先选用毛细管 气相柱、极柱试样使用极性柱、非极性试样使用 非极性柱、未知试样可先尝试用中等极性的色谱 柱，尔后根据实际情况作适当调整。
在分析仪器联用技术中GC-MS是开发最早、 仪器最完善、应用最广泛、最为成功的一 种。目前生产的有机质谱仪几乎都具有气 相色谱和质谱联用的能力。
Thermo 新型四极杆气相色谱-质谱 （GC-MS-MS）
岛津GCMS-QP2010
2.GC-MS的工作原理 2.1 GC的原理
色谱柱
色谱是一种分离分析手段，分离是核心， 因此担负分离作用的色谱柱是色谱系统的 心脏。
2.2 MS的工作原理
质谱分析法是通过对被测样品离子的荷质 比的测定来进行分析的一种分析方法。
被分析的样品首先要离子化，然后利用不 同离子在电场或磁场的运动行为的不同， 把离子按荷质比分开而得到质谱，通过样 品的质谱和相关信息，可以得到样品的定 性定量结果。
GC
离子源
质量分析器
检测器
真空系统
质谱仪器结构方框图
常见的离子源：电源（FI）等。
会计学
1
目录
1. GC-MS的概况 2. GC-MS的工作原理
2.1 GC的原理 2.2 MS的原理 2.3 GC-MS联用 3. GC-MS-MS简介
1.GC-MS的概况
利用气相色谱对混合物的高分辨能力和质 谱对纯化合物的准确鉴定能力而开发的分 析仪器为气相色谱-质谱联用仪，简称GCMS仪。
色谱柱填装有固定相用以分离混合组分的 柱管。
常见的色谱柱有：常规分析柱、窄径柱、 毛细管柱。
毛细管柱内径0.2-0.5mm;短柱:5-12m;中柱:2530m;长柱:50m。
毛细管柱涂层剖面图
色谱柱的一般设置原则是：优先选用毛细管 气相柱、极柱试样使用极性柱、非极性试样使用 非极性柱、未知试样可先尝试用中等极性的色谱 柱，尔后根据实际情况作适当调整。
在分析仪器联用技术中GC-MS是开发最早、 仪器最完善、应用最广泛、最为成功的一 种。目前生产的有机质谱仪几乎都具有气 相色谱和质谱联用的能力。
Thermo 新型四极杆气相色谱-质谱 （GC-MS-MS）
岛津GCMS-QP2010
2.GC-MS的工作原理 2.1 GC的原理
色谱柱
色谱是一种分离分析手段，分离是核心， 因此担负分离作用的色谱柱是色谱系统的 心脏。
2.2 MS的工作原理
质谱分析法是通过对被测样品离子的荷质 比的测定来进行分析的一种分析方法。
被分析的样品首先要离子化，然后利用不 同离子在电场或磁场的运动行为的不同， 把离子按荷质比分开而得到质谱，通过样 品的质谱和相关信息，可以得到样品的定 性定量结果。
GC
离子源
质量分析器
检测器
真空系统
质谱仪器结构方框图
常见的离子源：电源（FI）等。
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12
•样品在离子源中离子化，不同颜色和大小的球代表具有 不同m/z 值的离子。 • 四极杆质量过滤器用移动带表示，通过移动带上不同大
小的孔（代表不同的电压组合）过滤离子，离子从漏斗经 过过滤器到达检测器。
• 检测器用过滤带下方的收集漏斗表示。
当移动带（质量分析器）移动时，即四级杆上的电压变化， 通过质谱仪来过滤具有不同 m/z 值的离子
5
6
7
离子源的作用是将被分析的样品分子电离成带电的离子，并使这些离 子在离子光学系统的作用下，会聚成有一定几何形状和一定能量的离 子束，然后进入质量分析器被分离。
电子轰击电离源（EI） 化学电离源（CI） 解吸化学电离源（DCI） 场致电离源（FI） 场解吸电离源（FD） 快原子轰击电离源（FAB） 离子轰击电离源（IB） 激光解吸电离源（LD）
质谱只扫499.5～500.5 amu。还有些高分辨率的仪器，可以设定取样宽度更小，比
如0.2 amu，这时质谱只扫499.9～500.1 amu。但对于较纯的、杂质干扰较少的体系，
不妨设定较低的分辨率，比如取样宽度设为2 amu，这时质谱扫描499～501 amu，
如果没有干扰的情况下，取样宽度宽一些，待测化合物的灵敏度就高一些，因为噪
全扫描模式（scan）质谱采集时，扫描一段范围，选择这个工作模 式后，你自己来设定一个范围，比如：150～500 amu。 对于未知物，一定会做这种模式，因为只有Full Scan了，才能知道
这个化合物的分子量。 全扫描检测碎片信息多，定性准确，但灵敏度低且易受干扰
21
选择离子监测（SIM） 对于已知的化合物，为了提高某个离子的灵敏度，并排除其它离子
音很低；但是有很强干扰情况下，设定较高分辨，反而提高灵敏度信噪比，因为噪
音降下去了。
25
26
27
的干扰，就可以只扫描一个离子。这时候，还可以调整一下分辨率 来略微调节采样窗口的宽度。选择离子监测可有效去除基质干扰， 可获得较高灵敏度
22
多重反应监测（MRM） 多反应监测方式,由MS1选择一个（或几个）特定离子，经碰撞碎裂
之后,由其子离子中选出一特定离子，只有同时满足MS1和MS2选定 的一对离子时,才有信号产生。用这种扫描方式的好处是增加了选 择性，即便是两个质量相同的离子同时通过了MS1，但仍可以依靠 其子离子的不同将其分开。这种方式非常适合于从很多复杂的体系 中选择某特定质量,经常用于微小成分的定量分析。
15
经过气相色谱分离的各气态分子，受离子源轰击，电离
16
裂解成分子，并进一步碎裂为碎片离子，在电场和磁场 的综合作用下，按照大小分离到达检测器得到质谱图。
17
由检测器输出的电 信号强度对时间作 图，所得曲线称为 色谱流出曲线。
18
19
质谱扫描模式
子离
子扫 描
母离 子扫
描
20
安捷伦串联四级杆的扫描模式
13
安捷伦使用六极杆碰撞池，使 用氮气作碰撞气体，氦气作碰 撞池抑制气体，少量氦气可以 降低离子源热氦离子带来的噪 音。
质量分析器出来的离子轰 击电子倍增管的阴极表面， 发射二级电子，二级电子 依次轰击一系列电极，二 次电子不断倍增最后由阳 极接受电子流检测
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GC-MS分析测试基本原理
混合物由一股气流（流动相，又称气相）携带通过一根 长长的内壁涂有薄薄的一层液膜（液态固定相）的毛细 柱。 因为混合物的不同组分与固定相的结合能力不同，因此 在柱的末端混合物中的各个组分会逐个的出来（洗脱） 而达到分离的目的
（1）Full Scan：全扫描，指质谱采集时，扫描一段范围，选择这个工作模式后，你
自己来设定一个范围，比如：150～500 amu。
对于未知物，一定会做这种模式，因为只有Full Scan了，才能知道这个化合物的分
子量。
对于二级质谱MS/MS或多级质谱MSn时，要想获得所有的碎片离子，也得做全扫
描。
（2）SIM：Single Ion Monitor，指单离子监测，针对一级质谱而言，即只扫一个离
子。
对于已知的化合物，为了提高某个离子的灵敏度，并排除其它离子的干扰，就可以
只扫描一个离子。这时候，还可以调整一下分辨率来略微调节采样窗口的宽度。比
如，要对500 amu的离子做SIM，较高高分辨状态下，可以设定取样宽度为1.0，这时
峰强度比，以及离子流色谱图所对应的保留时间。
一般可省略其 他色谱检测器
提高定量分析 精度
一般可省略其他色谱检测器 GCMS 联用仪的全扫描工作 方式是最通用的灵敏度极高的色谱检测器，所以应用时 可省略其他色谱检测器
提高定量分析精度 可用同位素稀释和内标技术提高定 量精度和定性能力
提高仪器功能， 计算机的多功能使仪器结构更简单，操作更方便，更 实现分析自动化 自动化
分离系统的心是色谱柱，它的作
用是将多组分样品分离为单个组分。色谱柱分为
填充柱和毛细管柱两类。
（4）
检测器的作用是把被色谱柱分离的
样品组分根据其特性和含量转化成电信号，经放
大后，由记录仪记录成色谱图。
4
定性能力高
用化合物分子的指纹质谱图鉴定组分，大大优于色谱图保留 时间，GCMS的定性分析指标有分子离子，功能团离子，离子
9
电子轰击电离是应用最普遍，发展最成熟的电离方 法，有标准谱库
稳定，操作方便，电子流强度可精密控制，电离效 率高，所得的质谱图重现性好可提供丰富的结构信 息
EI 源要求被测试的有机样品必须能够气化有些化合 物稳定性差，分子离子不出现或很弱，不能提供分 子量的信息，因而也就得不到分子量。为了得到分 子离子峰可以采用CI 电离方式
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电子轰击离子源（EI） 用灯丝产生激发电子，轰击样品分子，将被分析 的样品分子电离成带电的离子，并使这些离子在 离子透镜的作用下，形成离子束，进入质量分析 器被分离。
化学电离源（CI）
化学源离子室内的反应气（甲烷等）受到电子轰击， 产生反应气离子，再与试样分子碰撞，产生准分子离 子。化学电离源是一种软电离方式，主要产生分子离 子峰，具有较高的灵敏度和选择性。
GC-MS气质联用色谱仪
内容提要
1 仪器介绍 2 真空系统
3 离子源
4 质量分析器 5 检测器
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检测原理
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（1）
气相色谱仪中的气路是一个载气连
续运行的密闭管路系统。整个载气系统要求载气
纯净、密闭性好、流速稳定及流速测量准确。
（2）
进样就是把气体或液体样品速而定
量地加到色谱柱上端。
（3）
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将离子源产生的离子按其质量和电荷比
（m/z）的不同进行分离，得到按质荷比
（m/z）排列而成的质谱图的装置。 常用的有扇形磁场质量分析器、四级杆滤
质器、飞行时间质量分析器、离子阱质量 分析器 安捷伦用的是四级杆滤质器
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四极杆质量分析器由四根金属或表面镀金属的平行杆组成， 杆表面理想为双曲面，相对的两组杆上分别加有电压 (DC+RF)和-(DC+RF)，DC是直流电压，RF 是高频电压。只有 与四级杆上所加的对应电压相匹配的离子才能通过四级杆 分析器，其余离子被过滤掉。
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质谱都有几种工作模式：SIM,SRM,MRM
SIM :单离子检测扫描(single ion monitoring)
SRM :选择反应检测扫描(selective reaction monitoring) MRM :多反应检测扫描
(multi reaction monitoring) 质谱都有几种工作模式：
•样品在离子源中离子化，不同颜色和大小的球代表具有 不同m/z 值的离子。 • 四极杆质量过滤器用移动带表示，通过移动带上不同大
小的孔（代表不同的电压组合）过滤离子，离子从漏斗经 过过滤器到达检测器。
• 检测器用过滤带下方的收集漏斗表示。
当移动带（质量分析器）移动时，即四级杆上的电压变化， 通过质谱仪来过滤具有不同 m/z 值的离子
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离子源的作用是将被分析的样品分子电离成带电的离子，并使这些离 子在离子光学系统的作用下，会聚成有一定几何形状和一定能量的离 子束，然后进入质量分析器被分离。
电子轰击电离源（EI） 化学电离源（CI） 解吸化学电离源（DCI） 场致电离源（FI） 场解吸电离源（FD） 快原子轰击电离源（FAB） 离子轰击电离源（IB） 激光解吸电离源（LD）
质谱只扫499.5～500.5 amu。还有些高分辨率的仪器，可以设定取样宽度更小，比
如0.2 amu，这时质谱只扫499.9～500.1 amu。但对于较纯的、杂质干扰较少的体系，
不妨设定较低的分辨率，比如取样宽度设为2 amu，这时质谱扫描499～501 amu，
如果没有干扰的情况下，取样宽度宽一些，待测化合物的灵敏度就高一些，因为噪
全扫描模式（scan）质谱采集时，扫描一段范围，选择这个工作模 式后，你自己来设定一个范围，比如：150～500 amu。 对于未知物，一定会做这种模式，因为只有Full Scan了，才能知道
这个化合物的分子量。 全扫描检测碎片信息多，定性准确，但灵敏度低且易受干扰
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选择离子监测（SIM） 对于已知的化合物，为了提高某个离子的灵敏度，并排除其它离子
音很低；但是有很强干扰情况下，设定较高分辨，反而提高灵敏度信噪比，因为噪
音降下去了。
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的干扰，就可以只扫描一个离子。这时候，还可以调整一下分辨率 来略微调节采样窗口的宽度。选择离子监测可有效去除基质干扰， 可获得较高灵敏度
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多重反应监测（MRM） 多反应监测方式,由MS1选择一个（或几个）特定离子，经碰撞碎裂
之后,由其子离子中选出一特定离子，只有同时满足MS1和MS2选定 的一对离子时,才有信号产生。用这种扫描方式的好处是增加了选 择性，即便是两个质量相同的离子同时通过了MS1，但仍可以依靠 其子离子的不同将其分开。这种方式非常适合于从很多复杂的体系 中选择某特定质量,经常用于微小成分的定量分析。
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经过气相色谱分离的各气态分子，受离子源轰击，电离
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裂解成分子，并进一步碎裂为碎片离子，在电场和磁场 的综合作用下，按照大小分离到达检测器得到质谱图。
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由检测器输出的电 信号强度对时间作 图，所得曲线称为 色谱流出曲线。
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质谱扫描模式
子离
子扫 描
母离 子扫
描
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安捷伦串联四级杆的扫描模式
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安捷伦使用六极杆碰撞池，使 用氮气作碰撞气体，氦气作碰 撞池抑制气体，少量氦气可以 降低离子源热氦离子带来的噪 音。
质量分析器出来的离子轰 击电子倍增管的阴极表面， 发射二级电子，二级电子 依次轰击一系列电极，二 次电子不断倍增最后由阳 极接受电子流检测
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GC-MS分析测试基本原理
混合物由一股气流（流动相，又称气相）携带通过一根 长长的内壁涂有薄薄的一层液膜（液态固定相）的毛细 柱。 因为混合物的不同组分与固定相的结合能力不同，因此 在柱的末端混合物中的各个组分会逐个的出来（洗脱） 而达到分离的目的
（1）Full Scan：全扫描，指质谱采集时，扫描一段范围，选择这个工作模式后，你
自己来设定一个范围，比如：150～500 amu。
对于未知物，一定会做这种模式，因为只有Full Scan了，才能知道这个化合物的分
子量。
对于二级质谱MS/MS或多级质谱MSn时，要想获得所有的碎片离子，也得做全扫
描。
（2）SIM：Single Ion Monitor，指单离子监测，针对一级质谱而言，即只扫一个离
子。
对于已知的化合物，为了提高某个离子的灵敏度，并排除其它离子的干扰，就可以
只扫描一个离子。这时候，还可以调整一下分辨率来略微调节采样窗口的宽度。比
如，要对500 amu的离子做SIM，较高高分辨状态下，可以设定取样宽度为1.0，这时
峰强度比，以及离子流色谱图所对应的保留时间。
一般可省略其 他色谱检测器
提高定量分析 精度
一般可省略其他色谱检测器 GCMS 联用仪的全扫描工作 方式是最通用的灵敏度极高的色谱检测器，所以应用时 可省略其他色谱检测器
提高定量分析精度 可用同位素稀释和内标技术提高定 量精度和定性能力
提高仪器功能， 计算机的多功能使仪器结构更简单，操作更方便，更 实现分析自动化 自动化
分离系统的心是色谱柱，它的作
用是将多组分样品分离为单个组分。色谱柱分为
填充柱和毛细管柱两类。
（4）
检测器的作用是把被色谱柱分离的
样品组分根据其特性和含量转化成电信号，经放
大后，由记录仪记录成色谱图。
4
定性能力高
用化合物分子的指纹质谱图鉴定组分，大大优于色谱图保留 时间，GCMS的定性分析指标有分子离子，功能团离子，离子
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电子轰击电离是应用最普遍，发展最成熟的电离方 法，有标准谱库
稳定，操作方便，电子流强度可精密控制，电离效 率高，所得的质谱图重现性好可提供丰富的结构信 息
EI 源要求被测试的有机样品必须能够气化有些化合 物稳定性差，分子离子不出现或很弱，不能提供分 子量的信息，因而也就得不到分子量。为了得到分 子离子峰可以采用CI 电离方式
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电子轰击离子源（EI） 用灯丝产生激发电子，轰击样品分子，将被分析 的样品分子电离成带电的离子，并使这些离子在 离子透镜的作用下，形成离子束，进入质量分析 器被分离。
化学电离源（CI）
化学源离子室内的反应气（甲烷等）受到电子轰击， 产生反应气离子，再与试样分子碰撞，产生准分子离 子。化学电离源是一种软电离方式，主要产生分子离 子峰，具有较高的灵敏度和选择性。
GC-MS气质联用色谱仪
内容提要
1 仪器介绍 2 真空系统
3 离子源
4 质量分析器 5 检测器
6
检测原理
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（1）
气相色谱仪中的气路是一个载气连
续运行的密闭管路系统。整个载气系统要求载气
纯净、密闭性好、流速稳定及流速测量准确。
（2）
进样就是把气体或液体样品速而定
量地加到色谱柱上端。
（3）
10
将离子源产生的离子按其质量和电荷比
（m/z）的不同进行分离，得到按质荷比
（m/z）排列而成的质谱图的装置。 常用的有扇形磁场质量分析器、四级杆滤
质器、飞行时间质量分析器、离子阱质量 分析器 安捷伦用的是四级杆滤质器
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四极杆质量分析器由四根金属或表面镀金属的平行杆组成， 杆表面理想为双曲面，相对的两组杆上分别加有电压 (DC+RF)和-(DC+RF)，DC是直流电压，RF 是高频电压。只有 与四级杆上所加的对应电压相匹配的离子才能通过四级杆 分析器，其余离子被过滤掉。
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质谱都有几种工作模式：SIM,SRM,MRM
SIM :单离子检测扫描(single ion monitoring)
SRM :选择反应检测扫描(selective reaction monitoring) MRM :多反应检测扫描
(multi reaction monitoring) 质谱都有几种工作模式：