GC-MS,氣質聯用--原理!

2020-12-03 易途

氣質聯用-原理

GC-MS被廣泛應用於複雜組分的分離與鑑定,其具有GC的高解析度和MS的高靈敏度,是生物樣品中藥物與代謝物定性定量的有效工具。

質譜儀的基本部件有:離子源、濾質器、檢測器三部分組成,它們被安放在真空總管道內。

接口:由GC出來的樣品通過接口進入到質譜儀,接口是色質聯用系統的關鍵。

接口作用:

1 壓力匹配——質譜離子源的真空度在10-3Pa,而GC色譜柱出口壓力高達105Pa,接口的作用就是要使兩者壓力匹配。

2 組分濃縮——從GC色譜柱流出的氣體中有大量載氣,接口的作用是排除載氣,使被測物濃縮後進入離子源。

常見接口技術有:

1 分子分離器連接(主要用於填充柱)擴散型——擴散速率與物質分子量的平方成反比,與其分壓成正比。當色譜流出物經過分離器時,小分子的載氣易從微孔中擴散出去,被真空泵抽除,而被測物分子量大,不易擴散則得到濃縮。

2 直接連接法(主要用於毛細管柱)在色譜柱和離子源之間用長約50cm,內徑0.5mm的不鏽鋼毛細管連接,色譜流出物經過毛細管全部進入離子源,這種接口技術樣品利用率高。

3 開口分流連接該接口是放空一部分色譜流出物,讓另一部分進入質譜儀,通過不斷流入清洗氦氣,將多餘流出物帶走。此法樣品利用率低。

離子源

離子源的作用是接受樣品產生離子,常用的離子化方式有:

電子轟擊離子化(electron impact ionization,EI),EI是最常用的一種離子源,有機分子被一束電子流(能量一般為70eV)轟擊,失去一個外層電子,形成帶正電荷的分子離子(M+ ) , M+進一步碎裂成各種碎片離子、中性離子或游離基,在電場作用下,正離子被加速、聚焦、進入質量分析器分析。

EI特點:電離效率高,能量分散小,結構簡單,操作方便。圖譜具有特徵性,化合物分子碎裂大,能提供較多信息,對化合物的鑑別和結構解析十分有利。得分子離子峰不強,有時不能識別。本法不適合於高分子量和熱不穩定的化合物。

化學離子化(chemical ionization,CI),將反應氣(甲烷、異丁烷、氨氣等)與樣品按一定比例混合,然後進行電子轟擊,甲烷分子先被電離,形成一次、二次離子,這些離子再與 樣品分子發生反應,形成比樣品分子大一個質量數的(M+1) 離子,或稱為準分子離子。準分子離子也可能失去一個H2 ,形成(M-1)離子。

CI 特點,不會發生象EI中那麼強的能量交換,較少發生化學鍵斷裂,譜形簡單。分子離子峰弱,但(M+1) 峰強,這提供了分子量信息。

場致離子化(field ionization,FI),適用於易變分子的離子化,如碳水化合物、胺基酸、多肽、抗生素、苯丙胺類等。能產生較強的分子離子峰和準分子離子峰。場解吸離子化( field desorption ionization, FD)用於極性大、難氣化、對熱不穩定的化合物。 負離子化學離子化(negative ion chemical ionization,NICI)是在正離子MS的基礎上發展起來的一種離子化方法,其給出特徵的負離子峰,具有很高的靈敏度( 10-15 g)。

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