《GCMS定性分析》PPT课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,郭寅龙 中国科学院上海有机化学研究所上 海质谱中心（有机）,第五章、气相色谱,-,质谱定性分析,2,第一节、质谱检索,1,、目前,EI,质谱数据库主要是四极质谱完成的，其他质谱有质量歧视效应。,2,、在,GC-MS,分析时，通常需要扣除本底，然后检索。,3,、选取质谱时，要注意自身化学电离问题。,4,、目前检索准确率最高的是四极质谱，一般认为是,25%,左右，离子阱质谱次之，,TOF MS,较差。,3,检索结构,4,第二节 保留指数定性的原理和方法,规定正构烷烃的保留指数为,100N,（,N,为其碳原子个数）,5,（,1,）恒温气相色谱条件下的保留指数,两种正构烷烃（碳原子个数为,n,，,N,），组分的保留时间为,t,（,t,n,t t,N,）。,t,m,为死时间,RI=100n+100N-n*log t,log t,n,/log t,N,-log t,n,t,=t-t,m,;t,n,=t,n,-t,m,;t,N,=t,N,-t,m,6,（,2,）在程序升温的条件下的保留指数,采用实际的保留时间代替保留时间的对数进行计算,RI=100n+100N-n*t,t,n,/t,N,-t,n,7,（,3,）保留指数的影响因素,同种化合物在非极性固定相和极性固定相上的保留指数不同,同种化合物在极性相似而不同种类的固定相上的保留指数差异小,保留指数也不受担体种类、固定相的多少和膜厚、色谱柱内径和长度的影响。,色谱条件（包括程序升温的条件、进样口温度）对保留指数没有影响。,保留指数是利用色谱方法进行色谱峰定性的最有力方法,8,各类非极性色谱柱的上的保留指数,化合物,HP-1 PTE 5 SE-54,CPSIL-5CB,DB-1 HP-5 SDRSD,（,%,）,-,蒎烯,928 939 940 937 940 920 8.2 0.89,-,蒎烯,967 981 981 975 979 964 7.4 0.76,9,分别计算组分在两种不同极性固定相的毛细管色谱柱上的保留 指数 两个保留指数与标准品一致，就可初步对该组分定性,（,4,）双柱定性法,10,玫瑰单萜二醇异构体双柱保留指数定性,标号 化合物,R1,（,DB-5,）,R2,（,DB-Wax,）,12,，,6-,二甲基,-7-,辛烯,-2,，,6-,二醇,12331988,22,，,6-,二甲基,-1,，,7-,辛二烯,-3,，,6-,二醇,12772135,3,（,3S,）,-,（,E,）,-3,，,7-,二甲基,-5-,辛烯,-1,，,7-,二醇,13462220,42,，,6-,二甲基,-7-,辛烯,-1,，,6-,二醇,13462227,5,（,Z,）,-2,，,6-,二甲基,-2,，,7-,辛二烯,-1,，,6-,二醇,13462271,6,（,2Z,，,5E,）,-3,，,7-,二甲基,-2,，,5-,辛二烯,-1,，,7-,二醇,13552287,7,（,E,）,-2,，,6-,二甲基,-2,，,7-,辛二烯,-1,，,6-,二醇,13622324,83,，,7-,二甲基辛烷,-1,，,7-,二醇,13642215,9,（,2E,，,5E,）,-3,，,7-,二甲基,-2,，,5-,辛二烯,-1,，,7-,二醇,13882345,103,，,7-,二甲基,-6-,辛烯,-1,，,3-,二醇,13932264,113,，,7-,二甲基,-7-,辛烯,-1,，,6-,二醇,14142369,12,（,Z,）,-3,，,7-,二甲基,-2,，,7-,辛二烯,-1,，,6-,二醇,14152423,13,（,E,）,-3,，,7-,二甲基,-2,，,7-,辛二烯,-1,，,6-,二醇,14372472,142,，,6-,二甲基辛烷,-1,，,8-,二醇,14682455,15,（,Z,）,-2,，,6-,二甲基,-2-,辛烯,-1,，,8-,二醇,14822493,16,（,Z,）,-3,，,7-,二甲基,-2-,辛烯,-1,，,8-,二醇,14922515,17,（,E,）,-2,，,6-,二甲基,-2-,辛烯,-1,，,8-,二醇,14962550,18,（,2E,，,6Z,）,-2,，,6-,二甲基,-2,，,6-,辛二烯,-1,，,8-,二醇,15032597,19,（,E,）,-3,，,7-,二甲基,-2-,辛烯,-1,，,8-,二醇,15182555,20,（,2E,，,6E,）,-2,，,6-,二甲基,-2,，,6-,辛二烯,-1,，,8-,二醇,15222635,分别计算组分在两种不同极性固定相的毛细管色谱柱上的保留指数。两个保留指数与标准品一致，就可初步对该组分定性。,双柱定性法,11,两种产地不同的,药用红景天根茎,粉末直接静态顶空分析结果,化合物,A,的单级质谱图,第三节,串级质谱方法,(a),(b),12,串联质谱,(MS/MS),定性,m/z 139,MS/MS,可能裂解规律,13,二氢,-,-,紫罗兰醇,二氢,-,紫罗兰醇的,电子轰击质谱图,串级质谱图,:,(a),m/z,181,;,(b),m/z,163,;,(c),m/z,123,.,181,14,串联质谱定性,峰,29,电子轰击质谱图（,RI 1017,）,（,E,E,）,-,2,，,4,-,庚二烯醛,NIST,谱库质谱图,（,RI 1017,）,3,-,环己烯甲醛,NIST,谱库质谱图,15,16,（,E,E,）,-,2,，,4,-,庚二烯醛离子可能的裂解途径,17,峰,18,电子轰击质谱图,2,-,乙酰呋喃的,NIST,谱库质谱图,4,-,乙酰吡咯的,NIST,谱库质谱图,母离子同位素峰产物离子扫描辅助定性,18,m/z,111,二级质谱图,0.2025,m/z,110,二级质谱图,C,5,H,3,O,2,+,C,4,H,3,N,2,O,+,I,0,:I,1,(Theoretical),0.2022,0.2172,二重峰的理论丰度比满足,I,0,:,I,1,R,L+1,:,R,F+1,。参数,“,R,L+1,:,”,对应丢失部分的天然同位素分布,“,A+1,”,的丰度。,“,R,F+1,”,对应产物离子的天然同位素分布,“,A+1,”,的丰度,I,0,:I,1,（,Experimental,）,=,产物离子二重峰的理论丰度比,母离子同位素峰产物离子扫描辅助定性,（,RI=,941,）,（,RI=,941,）,19,气相色谱高效分离和质谱高灵敏定性技术有效的结合。在混合物定性分析中，,GC-MS,应用最为广泛、简便、成熟。是复杂样品分析首选方案,第四节,.,高分辨,MS,定性,常规,GC-MS,定性分析,20,常规,GC-MS,定性分析,20 possible results,?,图谱检索,21,高分辨,GC-MS,定性,Exact Mass,Calc.Mass,mDa,ppm,Formula,174.0246,174.0252,-0.6,-3.4,C9 H6 N2 S,201.0360,201.0361,-0.1,-0.5,C10 H7 N3 S,谱库检索,+,准确质量测定,22,高分辨质谱仪,飞行时间,(,Time of Flight,TOF),磁场,-,电场,(,Magnetic and Electromagentic),傅立叶变换,(,Fourier Transform,Ion Cyclotron Resonance),同位素,原子量,同位素,原子量,1,H,1.00782504,19,F,18.9984033,2,H,2.01410179,28,Si,27.9769284,13,C,13.0033548,31,P,30.9737634,14,N,14.0030740,32,S,31.9720718,15,N,15.0001090,35,Cl,34.9688527,16,O,15.9949146,79,Br,78.9183360,18,O,17.9991594,127,I,126.904477,元素准确质量,23,气相色谱,/,高分辨飞行时间质谱联用仪,气相色谱,+,正交加速飞行时间质谱,可更换,EI/CI,离子源,高分辨率,7000,提供准确质量,10,4,高速采样,20,张图谱,/,秒,24,有机小分子化合物,成分复杂的混合物,有些无法完全分离,未知成分较多,GC-HRMS,高灵敏度,利于更多成分的检出,高分辨率,提供准确质量（分子离子、碎片离子）,结合谱库检索,使结构鉴定更具可信性,25,图,2,某化合物,EI,质谱图,图,3,(A)2,6-,二叔丁基对甲酚,(B)2-,甲基,-,3-(4-,叔丁基,),苯基丙酸和,(C)6,7-,二甲氧基,-2,2-,二甲基二氢苯并吡喃,NIST,谱库质谱图,C,15,H,24,O,C,14,H,20,O,2,C,13,H,16,O,3,220.1099,220.1834,220.1463,220.1827,神农香菊中挥发性成分的定性分析,26,桧烯的,NIST,谱库质谱图（,RI=974,）,保留指数结合准确质量定性,峰,10,的电子轰击质谱图（,RI=973,）,-,侧柏烯,NIST,谱库质谱图（,RI=920,）,m,exp,(amu),m,cal,(amu),Error(mmu,),136.1251,136.1252,0.1,准确质量测定,27,碎片离子的准确质量辅助定性,峰,26,谱库匹配度及其碎片离子准确质量,Compound,Molecular,formula,Accurate mass,m/z,Nonanal,（壬醛）,C,9,H,18,O,142.1358,C,7,H,14,C,6,H,10,C,5,H,10,C,4,H,9,98.1092(0.4),82.0783(0.0),70.0781(0.2),57.0702(0.2),注：括号内的数字为准确质量实验值与理论值的误差，单位为,mmu,28,第五节,离子分子反应,Product ion mass spectrum for ion-molecule reaction of CCl,3,+,with t,oluene,giving product ion at,m/z,173;(b)sequential product ion mass spectrum of,m/z,173.,29,30,31,Total ion chromatograms of volatile organic compounds in,Dendranthema,indicum var.aromaticum,.(a)in EI mode and(b)in ion-molecule reaction mode.,32,标准谱库检索,准确质量测定,保留指数测定,串联质谱分析,01,02,03,04,GC-MS,定性分析方法,鉴定化合物结构,（更加准确可靠）,33,上海质谱中心挥发性成分分析仪器配置,GC,-,四极质谱,（图谱检索）,GC,-,飞行时间质谱,（准确质量测定）,GC,GC,-,四极质谱,(,复杂样品分析）,GC-,离子阱质谱,（多级串联质谱）,GC-,三重四极质谱,（微量成分定性定量分析）,GC-,杂交离子阱质谱,（分子,-,离子反应）,GC-QTOF MS,（定性分析）,34,复杂样品,挥发性成分,非挥发性成分,挥发性产物,衍生化,GC-MS,定性分析,保留指数,谱图检索,化合物成分,准确质量测定,在线化学反应,低温冷阱技术,串联质谱,前处理,多重定性技术有机结合,分子,-,离子反应,稳定同位素标记和点击化学技术,色谱质谱条件优化,挥发性成分定性分析策略,