gc-ms的原理及应用
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大多数离子，至少有机化合物形成的离子，均非常活泼并带有过剩的 能量。在没有其他化合物存在的情况下，（例如：在真空状态下），分子 离子断裂或“碎裂”成其他离子，游离基（不带电荷但带有不成对电子） 和中性分子。这些碎片的质量和丰度依赖于分子的性质，这正是质谱法具 有强有力的鉴定化合物能力的原因。
用70ev电子能量轰击的操作方式被称为标准电子电离（EI）。在这种 方式下，只有带正电荷的碎片离子才被检测。值得注意的是在这种方式下， 电力效率只有0.01%！
新疆农业科学农业质量标准与检测技术研究所
气质联用仪的基本原理
汇报人：刘河疆
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1. GC-MS 简介
GC-MS
这种重要的分析技术是由气项色谱（GC） 和质谱检测器（MS）两部分结合起来所组成 的。该技术利用气相色谱的分离能力让混合 物中的组分分离，并用质谱鉴定分离出来的 组分（定性分析）以及其精确的量（定量分 析）。气相和质谱控制、数据的记录、分析 都由电脑完成。气质连用具有非常高的灵敏 度（10-15克），并且可以分析范围非常广泛 ，例如农药残留、环保、兴奋剂等
现分析自动化
现分析工作的自动化。
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GC-MS 的基本构造
GC-MS联用仪器的基本组成部件
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质谱常用术语
2-甲基四氢呋喃
1.丰度 2.质荷比（M/Z） 3.基峰 4.分子离子 5.碎片离子 6.偶电子离子 7.奇电子离子
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质谱常用术语
1.丰度（相对丰度、绝对丰度） 2.质荷比（M/Z） 3.基峰：质谱图中最大的峰 4.分子离子：化合物的分子被电子轰击，失去一个电子而形 成的单电荷离子 5.碎片离子：离子碎裂产生的离子 6.偶电子离子：外壳层电子全部成对的离子 7.奇电子离子：外壳层含有一个未成对电子 8.同位素峰（见下页表） 9.氮规则：假若一个化合物不含有氮原子或含有偶数个氮原 子，则其分子离子的质量将是偶数；反之如果有一个化合物 含有奇数个氮原子，则其分子离子的质量将为奇数。 环加双键值：通式CXHYNZON 环加双键值=X-0.5Y+0.5Z+1
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四级杆
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高能打拿极和电子倍增器
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电子倍增器
电压有使用上限（3000伏） 电压的提高，可以提高检测器的信号。
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电子倍增器的寿命曲线
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为什么MS需要真空？？？ 提供足够的平均自由程 提供无碰撞的离子轨道 减少离子-分子反应 减少背景干扰 延长灯丝寿命 消除放点 增加灵敏度
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仪器结构概述 v 离子源
v 四级杆
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仪器结构概述
v 六级杆碰撞池
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EI离子源 原理
被分析的样品气态分子进入离子源，将电子轰击转化为离子。 电子轰击（electron impact ,EI）离子源，其构造原理如图
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EI离子源 原理
在电离室内，气态的样品分子受到高速电子的轰击后，分 子就失去电子成为正离子（分子离子）： 分子离子继续受到电子的轰击，使一些化学键断裂，或引起 重排以瞬间速度裂解成多种碎片离子（正离子）
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GC-MS 技术优势
定性能力高
用化合物分子的指纹、质谱图鉴定组分，大大优于色谱保留时 间，GC-MS的定性指标有分子离子、功能团离子、离子峰强比、 同位素离子峰、离子反应的母离子质量数及总离子流色谱峰、
选择离子色谱峰和选择反应色谱峰所对应的保留时间窗。
一般应用可省略其 他色谱检测器
GC-MS联用仪的全扫描工作方式是最通用的灵敏度极高峰的色 谱检测器，而选择离子和选择反应工作方式是最可变和最具有
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总离子流色谱
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气质连用数据是三维的
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三重四级杆质谱仪的优点(与单四级杆质谱相比)
三重四级杆质谱仪的优点(与单四级杆质谱相比) 在高化学背景样品中可以对目标化合物选择性定量。
在复杂的载体中可以获得更好的信噪比。
可以达到飞克水平的检测限和定量。
对某些样品分析的应用能够满足严格的法规限制。
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电离技术简介
v 为了得到分子离子峰，采用了一些“软电离”技术： (1)化学电离（CI） (2)快原子轰击（FAB） (3)场电离与场解析（FI,FD） (4)电喷雾电离（ESI） (5)大气压化学电离（APCI） 这些电离方式与EI方式不同。它们共同之处在于电离时 所需要的能量较低，因而不容易导致分子离子继续断裂
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常见元素同位素表
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EI离子源概念图
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-离气相子色源谱法实测物定葡图萄—中3—7种以农药安残捷留伦气质为例
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电子电离（EI）
1.6结论 论一
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电子电离（EI）
在EI中用电子轰击分子形成离子。由于电子与电子之间的相互作用， 样品分子失去轰击它的电子以及分子内一个成键电子，结果分子形成离子 并带 一个正电荷（通常是正一价，但离子也可能带多个正电荷）。最初 分子离子的数量依赖于离子轰击的能量，并随轰击电子的能量增加，形成 离子的数量增加。在达到 一定值（大约30ev）电子能量的增加形成的分 子离子数量不会增加。
选择性的高灵敏度的色谱选择性检测器，所以应用时可省略其
他色谱检测器。
分离尚未分离的色 用提取离子色谱、选择离子监测法和选择反应监测法，可分离
谱峰
总离子流色谱图上未分离或被化学噪音掩盖的色谱峰
提高定量分析纯度 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，实 计算机的多功能使仪器的结构更简单，操作更方便，更易于实
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仪器结构概述—以安捷伦7000为例
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仪器结构概述
这是一个Agilent GC QQQ 分析系统的功能图。气相色谱仪可以将气 化混合物分离成不同的化合物。分离依据是基于两个阶段之间的分析物的 保留，固定液相和流动气相。接口将GC色谱柱的流出物导入质谱，垂直于 离子的路径。质谱仪包括五个组成部分。离子源接收样品和产生离子的电 子碰撞。第一个质量过滤器，或四级杆，将各种各样的离子根据其质荷比 （m/z）在SIM或扫描模式进行分类。然后导入离子碰撞池，在那里和氮气 进行碰撞诱导解离。第二个四级杆可以充当第二根质量过滤器并可以在 SIM或扫描模式中操作。高能打拿极和检测器得到离子和方大信号。质谱 中记录信号并发送到化学工作站的数据文件中。
用70ev电子能量轰击的操作方式被称为标准电子电离（EI）。在这种 方式下，只有带正电荷的碎片离子才被检测。值得注意的是在这种方式下， 电力效率只有0.01%！
新疆农业科学农业质量标准与检测技术研究所
气质联用仪的基本原理
汇报人：刘河疆
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1. GC-MS 简介
GC-MS
这种重要的分析技术是由气项色谱（GC） 和质谱检测器（MS）两部分结合起来所组成 的。该技术利用气相色谱的分离能力让混合 物中的组分分离，并用质谱鉴定分离出来的 组分（定性分析）以及其精确的量（定量分 析）。气相和质谱控制、数据的记录、分析 都由电脑完成。气质连用具有非常高的灵敏 度（10-15克），并且可以分析范围非常广泛 ，例如农药残留、环保、兴奋剂等
现分析自动化
现分析工作的自动化。
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GC-MS 的基本构造
GC-MS联用仪器的基本组成部件
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质谱常用术语
2-甲基四氢呋喃
1.丰度 2.质荷比（M/Z） 3.基峰 4.分子离子 5.碎片离子 6.偶电子离子 7.奇电子离子
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质谱常用术语
1.丰度（相对丰度、绝对丰度） 2.质荷比（M/Z） 3.基峰：质谱图中最大的峰 4.分子离子：化合物的分子被电子轰击，失去一个电子而形 成的单电荷离子 5.碎片离子：离子碎裂产生的离子 6.偶电子离子：外壳层电子全部成对的离子 7.奇电子离子：外壳层含有一个未成对电子 8.同位素峰（见下页表） 9.氮规则：假若一个化合物不含有氮原子或含有偶数个氮原 子，则其分子离子的质量将是偶数；反之如果有一个化合物 含有奇数个氮原子，则其分子离子的质量将为奇数。 环加双键值：通式CXHYNZON 环加双键值=X-0.5Y+0.5Z+1
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四级杆
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高能打拿极和电子倍增器
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电子倍增器
电压有使用上限（3000伏） 电压的提高，可以提高检测器的信号。
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电子倍增器的寿命曲线
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为什么MS需要真空？？？ 提供足够的平均自由程 提供无碰撞的离子轨道 减少离子-分子反应 减少背景干扰 延长灯丝寿命 消除放点 增加灵敏度
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仪器结构概述 v 离子源
v 四级杆
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仪器结构概述
v 六级杆碰撞池
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EI离子源 原理
被分析的样品气态分子进入离子源，将电子轰击转化为离子。 电子轰击（electron impact ,EI）离子源，其构造原理如图
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EI离子源 原理
在电离室内，气态的样品分子受到高速电子的轰击后，分 子就失去电子成为正离子（分子离子）： 分子离子继续受到电子的轰击，使一些化学键断裂，或引起 重排以瞬间速度裂解成多种碎片离子（正离子）
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GC-MS 技术优势
定性能力高
用化合物分子的指纹、质谱图鉴定组分，大大优于色谱保留时 间，GC-MS的定性指标有分子离子、功能团离子、离子峰强比、 同位素离子峰、离子反应的母离子质量数及总离子流色谱峰、
选择离子色谱峰和选择反应色谱峰所对应的保留时间窗。
一般应用可省略其 他色谱检测器
GC-MS联用仪的全扫描工作方式是最通用的灵敏度极高峰的色 谱检测器，而选择离子和选择反应工作方式是最可变和最具有
LOGO
总离子流色谱
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气质连用数据是三维的
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三重四级杆质谱仪的优点(与单四级杆质谱相比)
三重四级杆质谱仪的优点(与单四级杆质谱相比) 在高化学背景样品中可以对目标化合物选择性定量。
在复杂的载体中可以获得更好的信噪比。
可以达到飞克水平的检测限和定量。
对某些样品分析的应用能够满足严格的法规限制。
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电离技术简介
v 为了得到分子离子峰，采用了一些“软电离”技术： (1)化学电离（CI） (2)快原子轰击（FAB） (3)场电离与场解析（FI,FD） (4)电喷雾电离（ESI） (5)大气压化学电离（APCI） 这些电离方式与EI方式不同。它们共同之处在于电离时 所需要的能量较低，因而不容易导致分子离子继续断裂
LOGO
常见元素同位素表
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EI离子源概念图
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-离气相子色源谱法实测物定葡图萄—中3—7种以农药安残捷留伦气质为例
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电子电离（EI）
1.6结论 论一
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电子电离（EI）
在EI中用电子轰击分子形成离子。由于电子与电子之间的相互作用， 样品分子失去轰击它的电子以及分子内一个成键电子，结果分子形成离子 并带 一个正电荷（通常是正一价，但离子也可能带多个正电荷）。最初 分子离子的数量依赖于离子轰击的能量，并随轰击电子的能量增加，形成 离子的数量增加。在达到 一定值（大约30ev）电子能量的增加形成的分 子离子数量不会增加。
选择性的高灵敏度的色谱选择性检测器，所以应用时可省略其
他色谱检测器。
分离尚未分离的色 用提取离子色谱、选择离子监测法和选择反应监测法，可分离
谱峰
总离子流色谱图上未分离或被化学噪音掩盖的色谱峰
提高定量分析纯度 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，实 计算机的多功能使仪器的结构更简单，操作更方便，更易于实
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仪器结构概述—以安捷伦7000为例
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仪器结构概述
这是一个Agilent GC QQQ 分析系统的功能图。气相色谱仪可以将气 化混合物分离成不同的化合物。分离依据是基于两个阶段之间的分析物的 保留，固定液相和流动气相。接口将GC色谱柱的流出物导入质谱，垂直于 离子的路径。质谱仪包括五个组成部分。离子源接收样品和产生离子的电 子碰撞。第一个质量过滤器，或四级杆，将各种各样的离子根据其质荷比 （m/z）在SIM或扫描模式进行分类。然后导入离子碰撞池，在那里和氮气 进行碰撞诱导解离。第二个四级杆可以充当第二根质量过滤器并可以在 SIM或扫描模式中操作。高能打拿极和检测器得到离子和方大信号。质谱 中记录信号并发送到化学工作站的数据文件中。