GC-MS基礎(chǔ)和主要儀器介紹.ppt

GC/MS特點(diǎn)和主要儀器介紹,一、 質(zhì)譜儀類別表,一、 質(zhì)譜儀類別表,一、 質(zhì)譜儀類別表,一 、質(zhì)譜儀類別表,一、 質(zhì)譜儀類別表,二、MS 基本參數(shù),二、MS 基本參數(shù),二、MS 基本參數(shù),二、MS 基本參數(shù),二、MS 基本參數(shù),三、 GC-MS 聯(lián)用儀分類表,四、 GC-MS 聯(lián)用儀主要性能指標(biāo),五、GC-MS 法優(yōu)點(diǎn)表,六、GC-MS 聯(lián)用儀主要部件,六、GC-MS 聯(lián)用儀主要部件,六、GC-MS 聯(lián)用儀主要部件,六、GC-MS 聯(lián)用儀主要部件,六、GC-MS 聯(lián)用儀主要部件,六、GC-MS 聯(lián)用儀主要部件,六、GC-MS 聯(lián)用儀主要部件,六、GC-MS 聯(lián)用儀主要部件,六、GC-MS 聯(lián)用儀主要部件,六、GC-MS 聯(lián)用儀主要部件,六、GC-MS 聯(lián)用儀主要部件,六、GC-MS 聯(lián)用儀主要部件,七、GC-MS 聯(lián)用儀儀常用譜圖獲得的方法、用途及性質(zhì),七、GC-MS 聯(lián)用儀儀常用譜圖獲得的方法、用途及性質(zhì),七、GC-MS 聯(lián)用儀儀常用譜圖獲得的方法、用途及性質(zhì),七、GC-MS 聯(lián)用儀儀常用譜圖獲得的方法、用途及性質(zhì),七、GC-MS 聯(lián)用儀儀常用譜圖獲得的方法、用途及性質(zhì),八、GC-MS 聯(lián)用儀的計(jì)算機(jī)及軟件功能,八、GC-MS 聯(lián)用儀的計(jì)算機(jī)及軟件功能,八、GC-MS 聯(lián)用儀的計(jì)算機(jī)及軟件功能,八、GC-MS 聯(lián)用儀的計(jì)算機(jī)及軟件功能,八、GC-MS 聯(lián)用儀的計(jì)算機(jī)及軟件功能,九、常見的氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,安捷倫（Aglient，原惠普公司）公司是由Bill Hewlett和Dave Packard在加州Palo Alto車庫里創(chuàng)辦的，現(xiàn)已發(fā)展成為世界領(lǐng)先的測(cè)試設(shè)備公司。安捷倫公司自六十年代以來就致力于四極質(zhì)譜的研究開發(fā)和生產(chǎn),是國際上的最大的四極質(zhì)譜儀制造廠之一，其首創(chuàng)的MSD榮獲過IR-100國際大獎(jiǎng)，在目前臺(tái)式GC-MS應(yīng)用上處于世界領(lǐng)先地位。1976年安捷倫公司推出了第一臺(tái)臺(tái)式5992GC-MS，1982年5970 GC-MS開始進(jìn)入市場，目前安捷倫公司GC-MS產(chǎn)品主要型號(hào)有5971/5972/5973A/5973N，2003年又推出首個(gè)采用固態(tài)惰性離子源的5973 GC-MS。安捷倫公司網(wǎng)址:/chem,(一）安捷倫公司6890/5973N型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,（一） 6890/5973N氣質(zhì)聯(lián)用儀,技術(shù)指標(biāo) (1)質(zhì)量范圍：1.6800amu, 階長0.1 amu (2)儀器接口：氣相色譜（GC）和質(zhì)譜檢測(cè)器（MSD）的接口:長115mm而且毛細(xì)管直接采導(dǎo)入離子源并可以獨(dú)立的控制溫度，避免了樣品從氣相色譜到質(zhì)譜傳輸過程而受到損失，因而大大的提高了靈敏度。 (3)質(zhì)譜計(jì)：四極桿，獨(dú)立控溫，整體式，真正雙曲面的石英鍍金四極桿技術(shù)。 (4)靈敏度 1)電子轟擊離子化(EI):全掃描1pg八氟萘至少信噪比10:1以上；選擇離子檢測(cè)（m/z272）20fg八氟萘至少信噪比10:1 2)正化學(xué)離子源，選擇離子檢測(cè)（m/z183）100pg/L二苯甲酮至少信噪比75:1以上 3)負(fù)化學(xué)離子源，選擇離子檢測(cè)（m/z272）1pg八氟萘至少信噪比500:1以上。,（一） 6890/5973N氣質(zhì)聯(lián)用儀,(5) 離子化能量：10-240eV,雙側(cè)燈絲 (6) 最大掃描速度：5,200 amu/s,滿足0.1 amu質(zhì)量分辨率 (7) 動(dòng)態(tài)范圍：線性動(dòng)態(tài)范圍104；全動(dòng)態(tài)范圍106 (8)真空系統(tǒng)：三種真空系統(tǒng)包括90L/S擴(kuò)散泵和為180L/S或255L/S的分子渦淪泵可滿足不同的需要。 (9) SIM：同時(shí)檢測(cè)50組，每組30個(gè)選擇離子,選擇離子檢測(cè)停留時(shí)間：10-9,999ms,（一） 6890/5973N氣質(zhì)聯(lián)用儀,(10) 質(zhì)量軸穩(wěn)定性：0.15amu,（12 h） (11)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)：MS-DOS，Microsoft Windows NT (12)可選質(zhì)譜庫：NIST Chemical Structures（美國國家標(biāo)準(zhǔn)研究所）；Wiley Library（威廉圖譜庫，27萬戶千個(gè)圖譜，第6版）；Standard Pesycide Library（標(biāo)準(zhǔn)殺蟲劑圖譜庫340個(gè)化合物）；Pfleger Drug Library（富萊格藥物數(shù)據(jù)庫，4370化合物）。,（一） 6890/5973N氣質(zhì)聯(lián)用儀,離子源：離子源的溫度可以獨(dú)立控制，離子源開放設(shè)計(jì)，共16個(gè)部件，維護(hù)清洗最容易，離子源內(nèi)部采用鉬合金材料。配有EI（電子轟擊電離源）；PCI（正化學(xué)電離源）；NCI（負(fù)化學(xué)電離源） 進(jìn)樣系統(tǒng)：配置Agilent 6890 plus 氣相色譜儀，全部氣路實(shí)現(xiàn)電子控制(EPC)，保留時(shí)間高度重現(xiàn)。6890/5973N GC-MS還配有保留時(shí)間鎖定功能(RTL)，使得在方法轉(zhuǎn)換、校正維護(hù)方面都可以保證相同的保留時(shí)間?？膳銩gilent直接進(jìn)樣桿（用于固體進(jìn)樣）。,（二）、美國瓦里安公司Satumn2200型MS/MS質(zhì)譜儀,瓦里安在1996年P(guān)ITTCON首次推出Saturn系列臺(tái)式質(zhì)譜儀即顯示出其與眾不同的性能，獲得世界上質(zhì)譜最高獎(jiǎng)。它是離子阱型的可做在多級(jí)質(zhì)譜的儀器。 瓦里安公司網(wǎng)址: 90年代Finnigan公司在小型臺(tái)式離子阱質(zhì)譜儀上發(fā)展了MSn技術(shù)，Varian公司將其進(jìn)一步發(fā)展。與串聯(lián)質(zhì)譜不同，離子阱質(zhì)譜不是在空間上區(qū)別一級(jí)及二級(jí)質(zhì)譜的分析過程，而是在時(shí)間上區(qū)分它們,Satumn2200型MS/MS質(zhì)譜儀,對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)掃描后，對(duì)其進(jìn)行離子化，而后將非目標(biāo)離子拋出阱外，僅對(duì)目標(biāo)離子進(jìn)行碰撞，然后對(duì)子離子進(jìn)行掃描。與串聯(lián)質(zhì)譜相比，它的體積小，使用方便。特點(diǎn)。（1）對(duì)一個(gè)母離子設(shè)定不同碰撞電壓，探討該離子最佳MS/MS分析條件或研究化學(xué)鍵能的強(qiáng)弱 (2) 對(duì)多通道設(shè)定不同母離子，分別對(duì)不同母離子碰撞，研究它們各自的子離子譜，可以選擇不同化合物的離子為母離子，也可選擇一個(gè)化合物的不同碎片為母離子。MSn技術(shù)與氣譜分離相結(jié)合，給混合物的分離及定性定量分析帶來極大便利。,Satumn2200型MS/MS質(zhì)譜儀,Saturn質(zhì)譜儀用于MS/MS分析至少有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： 1) 測(cè)限更低：雖然質(zhì)譜儀本身有較高的檢測(cè)靈敏度，但卻受限于樣本基質(zhì)及柱流失等背景干擾，在分析物濃度低至與背景相近時(shí)，分析物質(zhì)譜將難以自背景質(zhì)譜中分離確認(rèn)，如體液中毒品的測(cè)定、火鍋調(diào)料中嗎啡的測(cè)定、腐敗組織中毒物的測(cè)定及農(nóng)藥農(nóng)殘的測(cè)定，上述樣品即使進(jìn)一步進(jìn)行樣品前處理采用一級(jí)MS在檢材有限的情況下，仍無法得到肯定的結(jié)果，而串聯(lián)質(zhì)譜儀在選擇目標(biāo)化合物母代離子時(shí)，可同時(shí)去除造成干擾的背景離子，所以即使對(duì)復(fù)雜樣品亦可達(dá)到很高的靈敏度，具有與大質(zhì)譜相當(dāng)?shù)墓δ?，MS/MS可在與傳統(tǒng)色譜檢測(cè)器具有相似甚至更高的靈敏度下進(jìn)行定性定量分析。,Satumn2200型MS/MS質(zhì)譜儀,2) 色譜柱中共流出組分的分離及鑒定：MS/MS分析的另一大特點(diǎn)是可以將在色譜上不能完全分開的共流出物利用時(shí)間編程和多通道檢測(cè)將其完全分開。 3) 同分異構(gòu)體的區(qū)分：自然界中很多物質(zhì)存在異構(gòu)體，不同異構(gòu)體間的生物活性及毒理學(xué)意義相差很大，它們的一級(jí)質(zhì)譜圖差別不大，但MS/MS譜圖卻差異顯著。 4) 未知化合物的結(jié)構(gòu)分析：利用MSn技術(shù)，將目標(biāo)化合物逐級(jí)打碎，根據(jù)其裂解過程剖析結(jié)構(gòu)。 5) 大大減少樣品的凈化步驟：傳統(tǒng)的分析方法中，樣品的分析是個(gè)很費(fèi)時(shí)間的過程，樣品提出后，在儀器分析前要經(jīng)過若干個(gè)凈化步驟，但每增加一個(gè)步驟都使回收率不能達(dá)到100%，同時(shí)增加的凈化步驟也是額外的誤差來源以及引入污染物的潛在可能。通過MS/MS在對(duì)目標(biāo)離子檢測(cè)前就排除干擾，故可大大簡化凈化過程。,Satumn2200型MS/MS質(zhì)譜儀,技術(shù)指標(biāo) (1) 離子化模式：標(biāo)準(zhǔn)的電子電離， 可選的化學(xué)電離 (2) 質(zhì)量范圍：10650amu 。在整個(gè)分析中掃描時(shí)間可編程 (3) 靈敏度 1)掃描模式的靈敏度：不分流注射在己烷中的2 pg 的六氯苯進(jìn)入石英毛細(xì)色譜柱，產(chǎn)生一個(gè)包含m/z 284或者286色譜峰，其中任何一個(gè)的信噪比10:1，并可以進(jìn)行譜庫檢索。 2) EI SIS模式: 不分流,注射500 fg 四氯苯進(jìn)入石英色譜柱，探測(cè)范圍175到225 amu，產(chǎn)生一個(gè)包含m/z 214或者216，或者214216的色譜峰，其中任何一個(gè)的信噪比10:1，并可以進(jìn)行譜庫檢索。,Satumn2200型MS/MS質(zhì)譜儀,3)甲烷CI的靈敏度：不分流注射10 pg 的二苯酮進(jìn)入石英毛細(xì)色譜柱，產(chǎn)生一個(gè)包含質(zhì)荷比為183的質(zhì)子化了的分子離子峰，信噪比10:1。 4) EI-MS/MS：不分流注射10pg的二苯酮進(jìn)入石英色譜柱，當(dāng)選擇m/z182為母離子時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)包含m/z 152的色譜峰，信噪比10：1。 5) CI-MS/MS靈敏度:不分流注射10pg二苯酮進(jìn)入石英色譜柱，當(dāng)選擇質(zhì)子化了的分子離子峰m/z183為母離子時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)包含m/z 105色譜峰，其信噪比25:1。 6)全質(zhì)譜掃描速率：最高至10 Hz ，取決于質(zhì)量范圍的選擇。 7) MS/MS：共振解離提供較好的色譜一致性和寬的動(dòng)態(tài)范圍。非共振解離提供較好的色譜一致性和寬的動(dòng)態(tài)范圍和經(jīng)過串聯(lián)的附加的譜圖信息。,（三）、日本島津氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,技術(shù)指標(biāo) (1)基本性能 質(zhì)量范圍：m/z 1.51 024。 分辨率：R2M。 靈敏度：EI ，1pg八氟萘S/N60（SCAN方式），100fg八氟萘S/N60（SIM方式）。 掃描速度：最高6 750 amu/秒。 SIM數(shù)：64通道64離子組。,（三）、日本島津氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,硬件規(guī)格 氣相色譜儀：GC-2010；流量控制器：電子式（AFC）。 自動(dòng)進(jìn)樣器：AOC-5000（100位）。 GC接口：毛細(xì)管色譜柱直連接口；寬口毛細(xì)管色譜柱接口。 離子源（離子化方式）：EI 70eV（電子轟擊源）；CI（化學(xué)離子化）；PCI，NCI。 燈絲：雙燈絲方式。 檢測(cè)器：離子濾鏡；帶預(yù)置桿的高精度四極桿；離軸電子倍增器。 真空系統(tǒng)：差動(dòng)排氣泵，離子源側(cè)260升/秒渦輪分子泵，四極桿側(cè)65L/min渦輪分子泵。 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：Windows操作系統(tǒng)。,（三）、日本島津氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,軟件（GCMSsolution） 分析條件：GC的溫度條件；MS的測(cè)定條件；數(shù)據(jù)處理；報(bào)告輸出等的各種條件都一起記錄在“方法”上。 測(cè)定方式：SCAN法；SIM法（64通道64離子組）。 自動(dòng)分析：通過將自動(dòng)進(jìn)樣器與樣品計(jì)劃相組合，能夠自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。 解析功能：色譜圖；質(zhì)譜圖的繪圖；質(zhì)譜圖的背景扣除處理；質(zhì)譜圖的平均化處理；色譜圖面積計(jì)算。 譜庫檢索：數(shù)據(jù)庫NIST（75 000種化合物）；WILEY;DRUG；VOC；農(nóng)藥；個(gè)人譜庫。 檢索方式：相似檢索；索引檢索。 同時(shí)檢索對(duì)象：最多為5個(gè)庫,（三）、日本島津氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,定量計(jì)算： 鑒定峰數(shù)：最多為1 000個(gè)峰 鑒定方法：絕對(duì)保留時(shí)間法/相對(duì)保留時(shí)間法；可使用參考離子（最為多5個(gè)離子）。 定量計(jì)算法：修正百分率法（可帶校正因子）；內(nèi)標(biāo)法；絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線法。 標(biāo)準(zhǔn)曲線：直線（最小二乘法，平均計(jì)數(shù)法）；折線（級(jí)數(shù)最大為16）。 報(bào)告輸出：色譜圖、質(zhì)譜圖、峰報(bào)告、譜庫檢索結(jié)果、定量計(jì)算結(jié)果、標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，可指定格式。 批處理：可以連續(xù)自動(dòng)地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及報(bào)告輸出。 裝置控制：裝置（GC，MS）的起動(dòng)停止；MS部分的手動(dòng)及自動(dòng)調(diào)整。,（三）、日本島津氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,儀器特點(diǎn) （1）高輝度離子源 GCMS-QP2010采用光學(xué)與荷電粒子解析軟件Optdesign，全新設(shè)計(jì)了離子源、離子光學(xué)系統(tǒng)，盡可能地生成大量離子并高效地送至四極桿，并使計(jì)算機(jī)模擬離子源、離子光學(xué)系統(tǒng)最佳優(yōu)化。 （2）低噪聲檢測(cè)單元:GCMS-QP2010通過采用獨(dú)特的OD lens切除噪聲，降低進(jìn)入檢測(cè)器的噪聲，以提高S/N比。 （3）雙渦輪分子泵 GCMS-QP2010采用在離子源處和四極桿分別使用260L/sec和65L/sec兩臺(tái)渦輪分子泵的差動(dòng)排氣系統(tǒng)，以盡可能地保持高真空度，使在四極桿處的離子損失減低至最小限度，不但提高了靈敏度還降低了背景，即使寬口徑柱也可與MS直接使用。 （4）可靠的穩(wěn)定性： GCMS-QP2010通過發(fā)送質(zhì)量軸、離子源溫度的穩(wěn)定性以及采用雙渦輪分子泵系統(tǒng)（差動(dòng)排氣系統(tǒng)），從而得到可靠的結(jié)果數(shù)據(jù)和品質(zhì)管理數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)靈敏度的長期穩(wěn)定。,(三)、日本島津氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,（5）多功能軟件 GCMS-QP2010配備的GCMSsolution工作軟件可實(shí)施各種品質(zhì)管理功能。 1)系統(tǒng)確認(rèn)功能：可對(duì)真空排氣系統(tǒng)、各種電控制系統(tǒng)、質(zhì)量軸偏差等裝置自動(dòng)進(jìn)行工作狀態(tài)判斷，并自動(dòng)記錄保留裝置狀態(tài)的履歷和判斷結(jié)果，同時(shí)還可顯示樣品汽化室隔膜、旋轉(zhuǎn)泵油等消耗品的更換日期。 2)品質(zhì)管理（QA/QC）功能：分析QC樣品，對(duì)其結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)判斷，輸出QA/QC報(bào)告。確認(rèn)項(xiàng)目中平行精度、工作曲線、檢測(cè)下限、定量下限、回收率、光譜類型確認(rèn)、衰變確認(rèn)。另外，使用批順序功能可在連續(xù)分析之中進(jìn)行這些項(xiàng)目的確認(rèn)，當(dāng)不滿足標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可自動(dòng)停止分析。 3)光譜類型確認(rèn)：使用光譜類型確認(rèn)功能，可通過分析用于類型確認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)樣品，簡單地進(jìn)行光譜準(zhǔn)確性的確認(rèn)。 4)衰變確認(rèn)：通過分析用于吸附分解確認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)樣品，自動(dòng)地判斷樣品汽化室的狀態(tài)。 5)MS導(dǎo)航功能：通過使用MS導(dǎo)航功能，可得到具有可靠性的數(shù)據(jù)等各種信息，以自動(dòng)判斷裝置的運(yùn)行狀態(tài)。,(三)、日本島津氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,（6）全能控制外圍設(shè)備 GCMSsolution可控制AOC-20i/s（液體進(jìn)樣器），AOC-5000（SPME用自動(dòng)進(jìn)樣器），TurboMatrix HS-40（頂空進(jìn)樣器）等外圍設(shè)備，并從裝置環(huán)境到自動(dòng)分析條件，全部都可在同一軟件上設(shè)定，避免了輸入錯(cuò)誤；同時(shí)包括外圍設(shè)備在內(nèi)的裝置條件可用一個(gè)方式管理。 （7）擴(kuò)展性 GCMS-QP2010色譜柱使用范圍廣，從窄口毛細(xì)管柱到寬口徑毛細(xì)管柱，可對(duì)應(yīng)多種多樣的應(yīng)用。 1)由于采用了雙渦輪分子泵，載氣流量最大可達(dá)到15 ml/min，使得內(nèi)徑為0.53mm的寬口徑毛細(xì)管柱可與MS直接連接，擴(kuò)大了色譜柱的選擇范圍，以滿足氣體分析等分析中所需寬口徑毛細(xì)管柱的應(yīng)用。 2)可對(duì)應(yīng)快速數(shù)據(jù)收集，進(jìn)行使用內(nèi)徑0.1mm的窄口徑毛細(xì)血柱的Fast-GC/MS分析，以縮短分析時(shí)間。,(三)、日本島津氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,（8）寬廣的測(cè)定質(zhì)量范圍 測(cè)定質(zhì)量范圍擴(kuò)展至m/z1.51 024，即使因衍生化而分子量增加也可充分測(cè)定，質(zhì)量數(shù)不受測(cè)定目標(biāo)物質(zhì)的限制。 （9）無差異分析 使用GC-2010所具備的載氣控制功能，可設(shè)定最佳分析條件，利用使載氣線速度保持恒定的線速度恒定控制方式，可在GC與GC/MC分析中得到同一分離結(jié)果，以鑒定GC檢測(cè)的未知成分。,Trace MS型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,性能: (1)靈敏度: 1)電子轟擊,無分流進(jìn)樣,每秒鐘五次全掃描(m/z 200300),1pg八氟萘抽提離子m/z 272,信噪比50 2)正化學(xué)源,無分流進(jìn)樣每秒鐘兩次全掃描(m/z 50350) 1pg八氟萘,抽提離子m/z 183,信噪比10 3)負(fù)化學(xué)源, 無分流進(jìn)樣,每秒鐘五次全掃描(m/z 200300)1pg八氟萘,抽提離子m/z 262,信噪比100. (2)質(zhì)量范圍:21 023 amu (3)分辨率:在1 000 amu可調(diào)至2 500 amu (4)質(zhì)譜計(jì):四極桿質(zhì)譜 (5)質(zhì)量穩(wěn)定性:0.1 amu/12 h,Trace MS型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,(6)真空系統(tǒng):分子渦輪泵 (7)離子化方法:EI(電子轟擊);PCI(正化學(xué)源);NCI(負(fù)化學(xué)源);直接進(jìn)樣 (8)色譜:氣相色