氣質(zhì)聯(lián)用儀（氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用）中質(zhì)譜調(diào)諧的目的

實驗的目的

1.了解質(zhì)譜檢測器的基本組成及功能原理，學(xué)習(xí)質(zhì)譜檢測器的調(diào)諧方法;

2.了解色譜工作站的基本功能，掌握利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行定性分析的基本操作。

實驗的原理

1氣相色譜法(GC)是一種應(yīng)用非常廣泛的分離手段，它是以惰性氣體作為流動相的柱色譜法,其分離原理是基于樣品中的組分在兩相間分配上的差異。氣相色譜法雖然可以將復(fù)雜混合物中的各個組分分離開，但其定性能力較差，通常只是利用組分的保留特性來定性，這在欲定性的組分未知或無法獲得組分的標(biāo)準(zhǔn)樣品時，對組分定性分析就十分困難了。隨著質(zhì)譜(MS)、紅外光譜及核磁共振等定性分析手段的發(fā)展，目前主要采用在線的聯(lián)用技術(shù)，即將色譜法與其它定性或結(jié)構(gòu)分析手段直接聯(lián)機(jī)，來解決色譜定性困難的問題。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)是早實現(xiàn)商品化的色譜聯(lián)用儀器。

2質(zhì)譜儀的組成和功能

（1）質(zhì)譜系統(tǒng)一般由真空系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、離子源、質(zhì)量分析器、檢測器和計算機(jī)控制與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(工作站)等部分組成。

（2）質(zhì)譜儀的離子源、質(zhì)量分析器和檢測器必須在高真空狀態(tài)下工作，以減少本底的干擾，避免發(fā)生不必要的分子一離子反應(yīng)。質(zhì)譜儀的高真空系統(tǒng)一般由機(jī)械泵和擴(kuò)散泵或渦輪分子泵串聯(lián)組成。機(jī)械泵作為前級泵將真空抽到10-1-10-2Pa，然后由擴(kuò)散泵或渦輪分子泵將真空度降至質(zhì)譜儀工作需要的真空度10-4-10-5Pa。雖然渦輪分子泵可在十幾分鐘內(nèi)將真空度降至工作范圍，但一般仍然需要繼續(xù)平衡2小時左右，充分排除真空體系內(nèi)存在的諸如水分、空氣等雜質(zhì)以保證儀器工作正常。

（3）氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀的進(jìn)樣系統(tǒng)由接口和氣相色譜組成。接口的作用是使經(jīng)氣相色譜分離出的各組分依次進(jìn)入質(zhì)譜儀的離子源。接口一般應(yīng)滿足如下要求:(a)不破壞離子源的高真空，也不影響色譜分離的柱效;(b)使色譜分離后的組分盡可能多的進(jìn)入離子源，流動相盡可能少進(jìn)入離子源;(c)不改變色譜分離后各組分的組成和結(jié)構(gòu)。

（4）離子源的作用是將被分析的樣品分子電離成帶電的離子，并使這些離子在離子光學(xué)系統(tǒng)的作用下，匯聚成有一定幾何形狀和一定能量的離子束，然后進(jìn)入質(zhì)量分析器被分離。其性能直接影響質(zhì)譜儀的靈敏度和分辨率。離子源的選擇主要依據(jù)被分析物的熱穩(wěn)定性和電離的難易程度，以期得到分子離子峰。電子轟擊電離源(EI)是氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用儀中為常見的電離源，它要求被分析物能氣化且氣化時不分解。

（5）質(zhì)量分析器是質(zhì)譜儀的核心，它將離子源產(chǎn)生的離子按質(zhì)荷比(m/z)的不同，在空間位置、時間的先后或軌道的穩(wěn)定與否進(jìn)行分離，以得到按質(zhì)荷比大小順序排列的質(zhì)譜圖。以四極質(zhì)量分析器(四極桿濾質(zhì)器)為質(zhì)量分析器的質(zhì)譜儀稱為四極桿質(zhì)譜。它具有重量輕、體積小、造價低的特點(diǎn)，是日前臺式氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用儀中常用的質(zhì)量分析器。

（6）檢測器的作用是將來自質(zhì)量分析器的離子束進(jìn)行放大并進(jìn)行檢測，電子倍增檢測器是色譜一質(zhì)譜聯(lián)用儀中常用的檢測器。

計算機(jī)控制與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(工作站)的功能是快速準(zhǔn)確地采集和處理數(shù)據(jù);監(jiān)控質(zhì)譜及色譜各單元的工作狀態(tài);對化合物進(jìn)行自動的定性定量分析;按用戶要求自動生成分析報告。

（7）標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖是在標(biāo)準(zhǔn)電離條件-一70eV電子束轟擊已知純有機(jī)化合物得到的質(zhì)譜圖。在氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀中，進(jìn)行組分定性的常用方法是標(biāo)準(zhǔn)譜庫檢索。即利用計算機(jī)將待分析組分(純化合物)的質(zhì)譜圖與計算機(jī)內(nèi)保存的已知化合物的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖按一定程序進(jìn)行比較，將匹配度(相似度)高的若干個化合物的名稱、分子量、分子式、識別代號及匹配率等數(shù)據(jù)列出供用戶參考。

值得注意的是，匹配率高的并不一定是確定的分析結(jié)果。目前比較常用的通用質(zhì)譜譜庫包括美國國家科學(xué)技術(shù)研究所的NIST庫、NIST/EPA(美國EPB)/NIH(美國衛(wèi)生研究院)庫和Wiley庫，這些譜庫收錄的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖均在10萬張以上。

3質(zhì)譜儀的調(diào)諧

為了得到好的質(zhì)譜數(shù)據(jù)，在進(jìn)行樣品分析前應(yīng)對質(zhì)譜儀的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，這個過程就是質(zhì)譜儀的調(diào)諧。調(diào)諧中將設(shè)定離子源部件的電壓;設(shè)定amugain和amuoff 值以得到正確的峰寬;設(shè)定電子倍增器(EM)電壓保證適當(dāng)?shù)姆鍙?qiáng)度;設(shè)定質(zhì)量軸保證正確的質(zhì)量分配。

調(diào)諧包括自動調(diào)諧和手動調(diào)諧兩類方式，自動調(diào)諧中包括自動調(diào)諧、標(biāo)準(zhǔn)譜圖調(diào)諧、快速調(diào)諧等方式。如果分析結(jié)果將進(jìn)行譜庫檢索，一般先要進(jìn)行自動調(diào)諧，然后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)譜圖調(diào)諧以保證譜庫檢索的可靠性。