岛津GCMS培训教材课件

岛津国际贸易（上海）有限公司岛津国际贸易（上海）有限公司岛津GCMS培训v岛岛津国津国际贸际贸易（上海）有限公司易（上海）有限公司岛岛津津GCMS GCMS培培训训第一部分GCMS基本构成基本构成v第一部分第一部分GCMS GCMS基本构成基本构成3Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedGCMS:气相色谱/质谱联用仪GC:气相色谱（Gas chromatograph）MS:质 谱 （Mass spectrometer）vGCMS:GCMS:气相色气相色谱谱/质谱联质谱联用用仪仪GC:GC:气相色气相色谱谱（GaschrGaschr4Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited目的目的：分离样品组分：分离样品组分GC组成组成进样口(样品气化)色谱柱(分离分离)检测器(FID,MS,)载气样品v目的目的：分离：分离样样品品组组分分GC GC组组成成进样进样口口(样样品气化品气化)色色谱谱柱柱(5Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited离子源透镜系统四极杆检测器离子化离子聚焦质量分离离子检测MS组成组成真空系统v离子源透离子源透镜镜系系统统四极杆四极杆检测检测器离子化离子聚焦器离子化离子聚焦质质量分离离子量分离离子检测检测MS MS6Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited质谱结构示意图质谱结构示意图离子源离子源检测器检测器四极杆四极杆分子涡轮泵分子涡轮泵电子透镜电子透镜v质谱结质谱结构示意构示意图图离子源离子源检测检测器四极杆分子器四极杆分子涡轮泵电涡轮泵电子透子透镜镜7Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited7v7 78Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited8v8 8第二部分GC基础基础v第二部分第二部分GC GC基基础础第三部分MS基础基础v第三部分第三部分MS MS基基础础11Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedInterface（接口）接口）v接口接口:GC to MS的连接部件的连接部件接口columnMS高真空使用石墨垫圈使用石墨垫圈 密封（密封（85%Vespel+15%石墨）石墨）加热块vInterfaceInterface（接口）接口（接口）接口:GCtoMS:GCtoMS的的连连接部件接接部件接12Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited真空真空-另一重要因素另一重要因素-真空系统确保离子由离子源转移至检测器真空系统确保离子由离子源转移至检测器+ionair,water etc.高真空高真空低真空低真空v真空真空-另一重要因素另一重要因素-真空系真空系统统确保离子由离子源确保离子由离子源转转移至移至检测检测器器13Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited排气系统排气系统Ion sourceLens systemRod systemDetector主泵副泵v排气系排气系统统IonsourceLensRodDetectoIonsourceLensRodDetecto14Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited真空泵真空泵(主泵主泵)Turbo molecular pump（涡轮分子泵）涡轮分子泵）v旋转叶片使气体分子向下移动并由出口排出旋转叶片使气体分子向下移动并由出口排出v干净真空干净真空v启动和关机时间短启动和关机时间短v价格昂贵价格昂贵v真空真空泵泵(主主泵泵)Turbomolecularpump)Turbomolecularpump15Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited 单泵排气系统和差动排气系统单泵排气系统和差动排气系统 v差动排气系统更有利于高流量分析差动排气系统更有利于高流量分析单泵排气系统单泵排气系统差动排气系统差动排气系统高真空高真空RPGCGCMS-QP2010 Plusv单泵单泵排气系排气系统统和差和差动动排气系排气系统统 差差动动排气系排气系统统更有利于高流更有利于高流16Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedIonization（离子化）离子化）v样品分子在离子源中离子化样品分子在离子源中离子化v根据样品条件不同根据样品条件不同(如气体或液体如气体或液体)，离子化方，离子化方法也不同法也不同v对气体样品来说有三种离子化方法对气体样品来说有三种离子化方法vEI(EI(E Electron lectron I Impactmpact，电子轰击电离电子轰击电离)vCI(CI(C Chemical hemical I Ionizationonization，正化学电离正化学电离PCIPCI)vNCI(NCI(N Negative egative C Chemical hemical I Ionizationonization，负化学电离负化学电离)vIonizationIonization（离子化）（离子化）样样品分子在离子源中离子化品分子在离子源中离子化17Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limitede-e-e-e-e-样品样品灯丝灯丝+碎片离子碎片离子QPEI(电子轰击电离电子轰击电离)分子离子产生：MeM+2eve-e-e-e-e-e-e-e-e-e-样样品灯品灯丝丝+碎片离子碎片离子QPEI(QPEI(电电子子轰轰18Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limitedv 最常用的离子化方法最常用的离子化方法 v开放式开放式离子源离子源v 产生大量产生大量碎片离子碎片离子EI概述概述v 最常用的离子化方法最常用的离子化方法EIEI概述概述19Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited 碎片和质谱图碎片和质谱图v分子受到电子（分子受到电子（70eV）轰击，在较低能量的化学键处发生断裂轰击，在较低能量的化学键处发生断裂A-B-C-D e ABCD(molecular ion)2e-ABC+、D+AB+、CD+A+、BCD+每一化合物具有特定的质谱图：用于化合物识别（定性）每一化合物具有特定的质谱图：用于化合物识别（定性）(谱库检索谱库检索)ADABCDABCBCDABCD基峰基峰分子离子fragment ions（碎片离子）俵e-Mm1m3m2v 碎片和碎片和质谱图质谱图分子受到分子受到电电子（子（70eV70eV）轰击轰击，在，在较较低能量的化低能量的化20Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedEI EI 谱图示例谱图示例m.w.78m.w.72vEIEI谱图谱图示例示例m.w.78m.w.72m.w.78m.w.7221Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited灯丝灯丝e-e-e-e-e-QPCH4 CH5+C2H5+样品样品H+-CH4M+1-C2H4CI(正化学电离正化学电离)v灯灯丝丝e-e-e-e-e-QPCH4CH5+e-e-e-e-e-QPCH4CH5+样样品品H+-CH4H+-CH422Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limitedv需要反应气（需要反应气（Reagent gas）v封闭式离子源封闭式离子源(离子源内压力约离子源内压力约 10Pa)v碎片少碎片少(软电离软电离)v产生准分子离子（产生准分子离子（pseudo-molecular ions,M+1）v有利于测定分子量有利于测定分子量CI概述概述v需要反需要反应应气（气（ReagentgasReagentgas）CI CI概述概述23Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited EI和和CI谱图比较谱图比较v毒死蜱（毒死蜱（ChlorpyrifosChlorpyrifos）M.W.349EICIvEIEI和和CICI谱图谱图比比较较毒死蜱（毒死蜱（ChlorpyrifChlorpyrif24Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedNCI(负化学电离)v需要反应气（需要反应气（Reagent gas）v半封闭式离子源半封闭式离子源(离子源内压力约离子源内压力约 1Pa)v碎片少碎片少(软电离软电离)v带电负性基团的化合物有高灵敏度带电负性基团的化合物有高灵敏度 (如卤素化合物如卤素化合物)eCH4CH3HCH4CH4CH4e电子捕获反应-（：高电负性原子或离子，如卤素)vNCI(NCI(负负化学化学电电离离)需要反需要反应应气（气（ReagentgasReagentgas）25Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedNCI 质谱图质谱图六氯苯六氯苯 M.W.284vNCINCI质谱图质谱图六六氯氯苯苯M.W.284M.W.28426Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited三种离子源对比图三种离子源对比图离子源离子源离子源内垫片离子源内垫片EIEI源源CICI源源NCINCI源源EIEI用垫片用垫片CICI、NCINCI用垫片用垫片DIDI进样时，进样时，CICI、NCINCI用垫片用垫片v三种离子源三种离子源对对比比图图离子源离子源内离子源离子源内垫垫片片EIEI源源CICI源源NCI NCI源源EIEI用用27Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited GCMS质量分析器质量分析器v 磁质量分析器磁质量分析器v 四极杆质量分析器四极杆质量分析器v 离子阱质量分析器离子阱质量分析器v飞行时间质量分析器飞行时间质量分析器vGCMSGCMS质质量分析器量分析器 磁磁质质量分析器量分析器28Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited磁质量分析器磁质量分析器v磁磁质质量分析器量分析器29Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited四极杆质量分析器四极杆质量分析器v四极杆四极杆质质量分析器量分析器30Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limitedm1+m2+m3+m1+m1/z=kV1m2/z=kV2m3/z=KV3m2+m3+11m/zVm：mass numberz：charge(=1 in GCMS)k：constant V:voltage applied to QP四极杆质量分析器四极杆质量分析器vm1+m1+m1/z=kV1m2+m3+m1+m1+m1/z=kV1m2+m3+1 1 1m/z1m/z31Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited离子阱质量分析器离子阱质量分析器v离子阱离子阱质质量分析器量分析器32Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited飞行时间质量分析器飞行时间质量分析器+L LV Vt tDetectorDetectorDrift tubeDrift tubeExtractionExtractiongridgridSampleSample+v飞飞行行时间质时间质量分析器量分析器+LVtDetectorDrifttu+LVtDetectorDrifttu33Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited数据采集模式数据采集模式v当电压扫描时，离子依次进入检测器。当电压扫描时，离子依次进入检测器。测定间隔默认为测定间隔默认为 0.5 secSCAN mode（扫描模式）扫描模式）imeVm/z0.5sec0.5secV35V350SCAN质谱图v数据采集模式当数据采集模式当电压扫电压扫描描时时，离子依次，离子依次进进入入检测检测器。器。SCANmoSCANmo34Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited图谱认识图谱认识TIC:Total Ion Chromatogram 总离子流图总离子流图MS:Mass Spectrum 质谱图质谱图MC:Mass Chromatogram 质量色谱图质量色谱图MIC:Mixed Ion Chromatogram 加和离子流图加和离子流图 （指定质量数范围内的（指定质量数范围内的“总总”离子流图）离子流图）MS（-六六六）TIC&MCv图谱认识图谱认识TIC:TotalIonChromatograTIC:TotalIonChromatogra35Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited色谱图和质谱图色谱图和质谱图m/zRetention timeTICTICMCMCMS SpectrumMS Spectrumv色色谱图谱图和和质谱图质谱图m/zRetentiontimeTICMCMm/zRetentiontimeTICMCM36Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedSIM(Selected Ion Monitoring)mode(选择离子模式）选择离子模式）vSIMSIM主要用于定量分析主要用于定量分析v只有特定质量数的离子被检测只有特定质量数的离子被检测v根据目标化合物选择合适的检测离子相当重要。根据目标化合物选择合适的检测离子相当重要。v灵敏度取决于所选择的检测离子。灵敏度取决于所选择的检测离子。TimeVm/z0.2secV85V97SIM数据采集模式数据采集模式质谱图vSIM(SelectedIonMonitoring)mSIM(SelectedIonMonitoring)m37Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedSIM ModeRetention timem/z=72 m/z=152 m/z=54灵敏度高于灵敏度高于 Scan 方式方式vSIMModeRetentiontimem/z=72SIMModeRetentiontimem/z=7238Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited常见干扰的碎片离子常见干扰的碎片离子v常常见见干干扰扰的碎片离子的碎片离子39Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedMS的调整（调谐，的调整（调谐，tuning）所有调整都可利用工作站软件完成所有调整都可利用工作站软件完成v灵敏度调整灵敏度调整v分辨率调整分辨率调整v质量数校正质量数校正v相对强度校正相对强度校正vMS MS的的调调整（整（调谐调谐，tuningtuning）所有所有调调整都可利用工作站整都可利用工作站40Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited调谐用标样（调谐用标样（调谐用标样（调谐用标样（PFTBAPFTBA）relative m/z intensity 69 100.0131 26.0219 32.0414 2.0502 2.0614 0.4CF3-CF2-CF2-CF2-N-C4F9 C4F9v调谐调谐用用标样标样（PFTBAPFTBA）relativeCF3-CFrelativeCF3-CF41Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.LimitedDI直接进样法直接进样法v直接进样直接进样系统绕过了气相色谱系统绕过了气相色谱(GC)而直接将样品注入到离子源中而直接将样品注入到离子源中.进样杆进样杆进样杆进样杆样品杯样品杯样品杯样品杯加热器加热器加热器加热器捕获捕获捕获捕获离子源箱离子源箱离子源箱离子源箱（EI,CI,NCIEI,CI,NCI）“OO”型环型环型环型环MM+（MM-)vDIDI直接直接进样进样法直接法直接进样进样系系统绕过统绕过了气相色了气相色谱谱(GC)(GC)而直接将而直接将样样品品42Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited v可分析可分析 GC 难以分析的化合物难以分析的化合物.v不必考虑气相色谱的条件而容易地得到质谱不必考虑气相色谱的条件而容易地得到质谱.v直接进样直接进样系统最高可达系统最高可达 500，5 段升温速率段升温速率.v可配合不同的离子源分析：可配合不同的离子源分析：DI-EI、DI-CI、DI-NCI.直接进样法直接进样法的的特特点点v 可分析可分析GCGC难难以分析的化合物以分析的化合物.直接直接进样进样法的特点法的特点43Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited操作方法操作方法1 12 21 13 34 4样品样品加入加入进样杆进样杆进样杆进样杆沿导轨沿导轨插入。插入。(专利产品专利产品)进样杆插入到进样杆插入到离子源。离子源。经由经由：GCMSsolution 启动启动温度控制。温度控制。v操作方法操作方法1213412134样样品加入品加入进样进样杆杆进样进样杆沿杆沿导轨导轨插入。插入。进样进样杆插入杆插入44Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited应用实例应用实例1 1：利血平：利血平的分析的分析利血平的利血平的分子量分子量608608、沸点高沸点高，属于，属于GC GC 分析分析困难的困难的组分。组分。采用采用 DI DI 可简单地得到可简单地得到质谱质谱，可进行，可进行鉴定。鉴定。v应应用用实实例例1 1：利血平的分析利血平的分子量：利血平的分析利血平的分子量608 608、沸点高，属于、沸点高，属于G G45Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited利血平利血平的的DI分析分析M+HM+HM+CM+C2 2H H5 5DI-EIDI-EI谱谱可通过可通过谱库谱库检索检索鉴定鉴定DI-CIDI-CI谱谱确认确认分子离子分子离子峰，进而峰，进而确定确定分子量分子量v利血平的利血平的DIDI分析分析M+HM+C2H5DI-EIM+HM+C2H5DI-EI谱谱可通可通过谱库检过谱库检索索46Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited十溴二苯醚十溴二苯醚的的质谱质谱100100100100TICTIC500500DBDEDBDE增增塑剤塑剤PSPSDI DI 温度温度:100-500/20:100-500/20分分IS IS 温度温度:250:250使用使用DI-MS测定聚苯乙烯测定聚苯乙烯的的十溴二苯醚十溴二苯醚v十溴二苯十溴二苯醚醚的的质谱质谱100TIC500DBDE100TIC500DBDE增塑剤增塑剤PSDIPSDI47Shimadzu International Trading(Shanghai)Co.Limited谢谢！v谢谢谢谢！