气相色谱质谱解剖

• （通过出峰时间和碎片离子定性）
• 6.定量离子只有一个，质谱扫描范围1-700amu
• 7.GC-MS载气常用He，纯度99.999% 。
• 8.GC-MS必须设置溶剂延迟。
• GC 柱容量 (克) • Mass 分析损失
30 ng = 30x10-9 g 99.9%
气相色谱操作条件的选择 Optimization of GC Column Performance
C12C15 |
|
C18
C12
C23
|
C23
C15
| C15
C18 |
C12
C18
|
C12
170℃等温分析 C12-C15 分离的比较好。 C18 高沸点化合物出峰晚和峰较宽。
| C18
230℃等温分析 高沸点化合物出峰会比较早。 The separation of C12C15 is poor. C12-C15 分离的比较差。
质量下限高，得不到低质量端的特征离子； 质量上限低， 不能检测分子量高于质量上限的分子离子。
质量 分析 器
四极杆
离子阱
飞行时 间 扇形场
质量下 限
1~10 1~10 1~10 1~10
质量上 限
500~400 0 500~600 0 500~106 1000~15 000
使用范围
小分子、多电 荷离子大分子 小分子、多电 荷离子大分子 小分子、大分 子 小分子、中等 大小分子
（2） 灵敏度高：
可以检测出μg.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量.
（3） 分析速度快：
一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。
（4） 应用范围广：
适用于沸点低于400℃的各种有机或无机试样的分析。
不足之处：
对高沸点、难挥发，热稳定性差、化学性质极为活泼或强腐蚀性物质不 能用GC测定。应用范围受到限制，在所有的有机物分析中只有15~20%能 用GC进行分离分析。
对数
乙酸酯类混合物 乙酸甲酯
乙酸乙酯
乙酸正丙酯
在等温分析时，通常出峰早的化合物峰形 较尖锐，通常出峰晚的化合物峰形较宽
12 3 4 碳数
长后，便彼此分离，顺序离开色谱柱进入检测器，产生的
离子流信号经放大后，在记录器上描绘出各组分的色谱峰。
Gas Chromatography
Detector
➢ 热导 (TCD)：热导系数差异 （通用性） ➢ 火焰电离 (FID)：火焰电离 （有机物） ➢ 电子俘获 (ECD)：化学电离 ➢ 火焰光度 (FPD)：分子发射 ➢ 氮磷 (NPD)：热表面电离 ➢ 原子发射 (AED)：原子发射（通用性） ➢ 红外 (FTIR)：分子吸收 ➢ 质谱 (MS)：电离和质量色散相结合
气相色谱－质谱分析的应用
GC-MS联用分析的灵敏度高，适合于低分子化 合物(相对分子质量＜1000）的分析，尤其适 合于挥发性成分的分析。
•在药物的生产、质量控制和研究中 •在中药挥发性成分的鉴定 •食品和中药中农药残留量的测定 •体育竞赛中兴奋剂等违禁药品的检测 •环境监测
（1）分离效率高：
复杂混合物，有机同系物、异构体。手性异构体。
NIST05库：163198种化合物的谱图、CAS号、
分子式等信息
GC-MS的一些概念
• 1.进样量 1-2 uL，进样浓度 1ppm 以下（水、酸、碱不可行）
• 2.分离温度，约325度以下（由色谱柱决定）
• 3.色谱柱决定分离效果，相似相溶原理
• 4.同系物按碳数大小顺序出峰
• 5.GC-MS可以不基线分离
GC检测器比较
TCD FID
ECD AED
PID NPD (N)
NPD (P)
IRD FPD (S)
MSD
ELCD ELCD
10-15 fg
pptrillion
10-12 pg
ppb
1 ppm =
(SIM) (X)
(SCAN) (S or N)
10-9 ng ppm
1 ng =
1 mL
10-6 mg
ppthousand
1 mg =
Liter
10-3 mg percent 1m L
Liter
质量分析器 ➢四极质量分析器
扫描速度快，并可从正离子到负离子检测自 动切换，而且灵巧轻便，价格便宜，是GC-MS 中最流行的质量分析器。
➢离子阱质量分析器
➢飞行时间质量分析器
质谱仪的主要性能指标
质量范围
质谱仪器能检测的最低和最高质量,质量范围取决于质量分析器的类型。 m/z 不是 m
固定液 理论塔板数一般都很小
填料
毛细管柱(Capillary Column)
融熔石英Leabharlann Baidu
固定液
内径（I.D.） 0.1，0.25，0.32，0.53 毫米
长度 5-100 m(30 m最常用) 材质 融熔石英 固定液 理论塔板数一般都较大
柱温与分离的关系
C15 | C15 C12 | C12
C15
| C18
1 载气（ Carrier gas）：种类，速度
2 色谱柱（ Column）：固定液，柱长 3 柱温（ Column temperature） 4 进样量
气相色谱柱
气相色谱柱
填充柱(Packed Column) 管
内径(I.D.) 2-4 毫米
长度
0.5-5 米(2 米最常用)
填料
涂覆有0.5-25%固定液的担体
气相色谱/质谱的简单介绍
气相色谱的工作原理
•
实质上气相色谱分离是利用试样中各组分在色谱柱中
的气相和固定相间的分配系数不同，当汽化后的试样被载
气带入色谱柱中运行时，组分就在其中的两相间进行反复
多次（１０３－１０６）的分配（吸附－脱附－放出）。由
于固定相对各种组分的吸附能力不同（即保存作用不同），
因此各组份在色谱柱中的运行速度就不同，经过一定的柱
质量分 质量准 用途 析器 确度
类型
四极杆
离子阱
飞行时 间 扇形场
0.1u 0.1u 0.0001u 0.0001u
给出整数 质量
给出整数 质量
精确质量 和元素组 成
精确质量 和元素组 成
低分辨 低分辨 高分辨 高分辨
• 1.GC-MS能做什么？ • 2.GC-MS的对象局限性 • 3.为什么选择GC-MS？
100 ℃ -10 ℃ /min-280 ℃
程序升温分析
正构烷烃出峰间隔相等的
C23 |
C23
低沸点的化合物的分离度较好高沸点 的化合物出峰也较早
Isothermal Analysis | 等温分析
正构醇的混合物
同系物,按碳数从小到大的顺序出峰
乙醇
甲醇
正丙醇
正丁醇
保 留
乙酸酯类混合物
时
间的
正构醇的混合物