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什么是气相色谱质谱联用仪 (GC-MS)

發布時間:2021-06-10

        

       气相色谱质谱法 (GC/MS) 是一种材料分析方法,它采用配备有称为质谱仪 (MS) 的质量选择检测器的气相色谱仪 (GC )。GC/MS 分析是鉴定含量极低的未知物质或污染物的理想工具。GC/MS 分析实验室服务可用于识别和量化未知样品、污染物、样品中的痕量元素、环境对样品的影响等。该测试的结果可以识别聚合物中的残留单体,研究材料加热过程中或密封环境中产生的气体,并量化复合添加剂。在 GC/MS 分析过程中,将样品注入气相色谱仪,使样品挥发,然后根据大小和/或极性分离样品的各种成分。分离的成分然后进入质量选择检测器。得到的质谱允许使用标准参考库识别组分。


GC-MS 仪器

气相色谱(GC) 包含载气,通常是氦气、氮气或氢气,称为流动相。尽管氢气用于改进分离,但氦气仍然是 GC 仪器最常用的载气。

固定相是惰性固體支持物上的液體或聚合物的微觀層,位于稱爲色譜柱的玻璃或金屬毛細管內。被分析的氣態樣品與色譜柱內的固定相相互作用,使流動相中的每種成分暴露于固定相。

流动相中的每种成分在色谱柱内的固定相上都有不同的保留时间,并会在不同的时间洗脱。这在原理上类似于 HPLC,除了 HPLC 技术的流动相和固定相分别是液体和固体。

質譜法測量樣品中離子的質荷比,樣品可以是固體、液體或氣體。通過使樣品經受電子轟擊來使樣品電離。樣品中産生的分子帶電並斷裂或保留其整個結構。

這些帶電碎片或非碎片分子根據它們的質荷比進行分離。這涉及將它們置于電場或磁場中,並計算帶電分子到檢測器的偏轉路徑。得到的光譜是作爲質荷比函數的檢測離子的信號強度。它用于確定碎片或非碎片分子的質量並闡明化學結構。


连字符技术 (GC-MS)
GC-MS 是一种联用技术,它结合了气相色谱 (GC) 和质谱 (MS) 两种方法。如上所述,GC 使用毛细管柱通过迫使含有样品混合物的流动相通过含有固定相的柱子的长度来分离样品中的成分。样品中的每种成分对固定相具有不同的亲和力,因此会在不同的时间从色谱柱中洗脱,称为保留时间。在不同时间从色谱柱中洗脱的分子的每个成分都被下游的质谱仪捕获,然后被电离,受到电磁场的影响并被偏转到检测器。


GC/MS 分析的常见用途

气相色谱/质谱 ( GC/MS) 主要用于通过分析特定化合物来确保产品质量和消费者安全 ,使其成为 许多制造商的流行解决方案。GC/MS 分析结合了气液色谱法和质谱法的各个方面,是一种材料分析技术,用于执行特定测试以积极识别样品中的特定物质。因此,它也被认为是法医物质鉴定的“黄金标准”。

質譜檢測器的類型

GC-MS 的典型检测器是四极杆质谱仪。它由四个圆柱形平行杆组成,它们使用振荡电场来选择性地稳定或破坏带电分子通过四极杆产生的场的路径。带电分子选择性地通过具有一定范围质荷比的系统。杆电位的变化允许范围广泛的带电分子快速扫过系统。四极杆实际上是一种质量选择过滤器,类似于离子阱,但是,与收集捕获离子的离子阱相比,四极杆质量分析器的设计允许离子通过系统。另一种常见的检测器是飞行时间 (TOF),它使用电场通过电场加速离子,然后计算到达检测器所需的时间。因此,具有相同电荷的粒子将具有相同的能量,并且它们的速度仅取决于它们的质量。这意味着最先到达检测器的离子将是那些质量较低的离子。


GC-MS 的应用

GC-MS具有广泛的应用,涵盖许多科学学科。GC-MS 通常用于环境科学学科以量化有机污染物的水平。具体来说,为了监测和生物修复目的,已经区分了样品中不同类型的碳氢化合物。该技术还被用于爆炸物测试、反兴奋剂和检测提高性能的药物,还被用于天体化学,以分析和调查从我们太阳系其他卫星上采集的样本。




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