气相质谱联用仪是一种强大的分析仪器,广泛应用于化学、环境、食品、药品、生物等领域,用于复杂样品的定性和定量分析。它结合了气相色谱(GC)和质谱(MS)的优势,能够提供高分辨率、高灵敏度、高选择性的分析结果。
一、工作原理
1.气相色谱(GC)部分:
(1)分离过程:气相色谱利用气体作为流动相,样品溶液被注入到色谱柱中。在柱中,样品成分与固定相发生不同程度的相互作用,使得不同的化合物在柱中以不同的速度迁移并被分离。
(2)载气:常用的载气有氦气、氮气或氢气,它们帮助样品通过色谱柱流动。
(3)柱温程序:通过温度的变化,调控样品在色谱柱中的分配行为,实现不同化合物的分离。
2.质谱(MS)部分:
(1)离子化:当样品从色谱柱出来后,进入质谱仪的离子源。在这里,样品分子被电离(例如使用电子轰击或化学电离法),生成带电离子(离子化过程)。
(2)质谱分析:离子进入质谱分析器(如四极杆、离子阱、飞行时间质谱等),根据其质荷比(m/z,质量与电荷的比值)进行分离。不同的化合物生成具有特征m/z的离子,质谱仪可以检测并记录这些特征离子。
(3)碎片化:在某些情况下,母离子会进一步裂解成碎片离子,提供化合物的结构信息。
3.数据分析:GC和MS部分的输出数据经过计算机处理,形成色谱图和质谱图。色谱图显示不同成分的分离过程,而质谱图提供每个成分的详细质量和碎片信息。
1.高灵敏度与高分辨率:质谱提供较高的灵敏度和分辨率,能够检测到样品中极微量的化合物。
2.定性和定量分析:GC-MS不仅可以用来确认样品中化合物的存在,还能进行定量分析,准确测量各组分的浓度。
3.多功能性:GC-MS能够分析挥发性和半挥发性物质,对复杂混合物中的化学成分进行全面分析,且能处理各种样品类型(如气体、液体、固体等)。
4.精确的分子信息:质谱能够提供化合物的分子量及其结构特征,帮助识别未知化合物。
