气质联用(4)

2019-06-17 17:06

日则可放于干燥器中。

(3)色谱柱的安装

色谱柱的安装应按照说明书操作,切割时应用专用的陶瓷切片,切割面要平整。不同规格的毛细管柱选用不同大小的石墨垫圈,注意接进样口一端和接质谱一端所用的石墨垫圈是不同的,不要混用。进入进样口一端的毛细管长度要根据所使用的衬管而定,仪器公司提供了专门的比对工具,同样,进入质谱一端的毛细管长度也需要用仪器公司提供的专门工具比对。柱接头螺帽不要上得太紧,太紧了压碎石墨圈反而容易造成漏气,一般用手拧紧后再用扳手紧四分之一圈即可。接质谱前先开机让柱末端插入盛有有机溶剂的小烧杯,看是否有气泡溢出且流速与设定值相当。严禁无载气通过时高温烘烤色谱柱,以免造成固定液被氧化流失而损坏色谱柱。 3. 离子源和预杆的清洗

清洗前先准备好相关的工具及试剂,然后打开机箱,小心地拔开与离子源连接的电缆,拧松螺丝,取下离子源。取预杆之前先取下主四极杆,竖放在无尘纸上,再取下预杆待洗。注意整个操作过程一要小心谨慎,二要避免灰尘进入腔体。将离子源各组件分离,在离子源的所有组件中,灯丝、线路板和黑色陶瓷圈是不能清洗的。而离子盒及其支架、三个透镜、不锈钢加热块以及预杆需要用氧化铝擦洗,将600目的氧化铝粉用甘油或去离子水调成糊状,用棉签蘸着擦洗,重点擦洗上述组件的内表面,即离子的通道。氧化铝擦洗完毕后,用水冲净,然后分别用去离子水、甲醇、丙酮浸泡,超声清洗,待干后组合好离子源,先安装好预杆、四极杆,最后小心装回离子源,盖好机箱,清洗完毕。

附录 实验1 气质联用法定性分析有机化合物

1

目的

(1) 了解气质联用仪的基本原理和操作步骤;

(2) 掌握采用气质联用仪对有机化合物进行定性、定量分析的基本步骤。 2

原理

(1) 气质联用仪的特点

气相色谱-质谱( gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)联用法是一种高效能、高选择性、高灵敏度的分离分析方法。GC-MS结合了色谱、质谱两者的优点,使样品的分离、定性及定量成为连续的过程:1) 气相色谱仪是质谱法的理想“进样器”,试样经色谱分离后以纯物质形式进入质谱仪,就可充分发挥质谱法的特长;2) 质谱仪是气相色谱法的理想的“检测器”,色谱法所用的检测器如氢焰电离检测器、热导池检测器、电子捕获检测器等都有局限性,而质谱仪能检测出几乎全部化合物,灵敏度又很高。

所以,色谱-质谱联用技术既发挥了色谱法的高分离能力,又发挥了质谱法的高鉴别能力。

(2) 仪器组成

图14是气相色谱-质谱联用仪组成的方框示意图,有机混合物以色谱柱分离后经接口进入离子源被电离成离子,离子在进入质谱的质量分析器前,在离子源与质量分析器之间,有一个总离子流检测器,以截取部分离子流信号,实际上,总离子流强度的变化正是流入离子源的色谱组分变化的反映,因而总离子流强度与时间或扫描数变化曲线就是混合物的色谱图,称之为总离子流色谱图(TIC)。另一种获得总离子流图的方法是利用质谱仪自动重复扫描,由计算机收集,计算并再现出来,此时总离子流检测系统可省略。对TIC图的每个峰,可同时给出对应的质谱图,由此可推测每个色谱峰的结构组成。一般TIC的灵敏度比GC的氢火焰离子化检测器高1~2个数量级,它对所有的峰都有相近的响应值,是一种通用性检测器。

图1.9 气相色谱-质谱联用仪组成的方框示意图

(3) 质谱仪扫描方式

质谱仪扫描方式采用全扫描和选择离子储存。

全扫描是对指定质量范围内的离子全部扫描并记录,得到的是正常的质谱图,这种质谱图可以提供未知物的分子量和结构信息,可以进行谱库检索。

选择离子储存(Selected Ion Storage,SIS)是对选定的一个或多个离子、一定质量段的离子或多段质量段的离子进行跳跃式扫描,只记录特征的、感兴趣的离子,不相关的、干扰离子统统被排除。采用SIS方式,通过选择性的储存并检测化合物的特性离子片段或离子束,可大大提高检测的灵敏度。在很多干扰离子存在时,利用正常扫描方式得到的信号可能很小,噪音可能很大,但用SIS方式,只选择特征离子,噪音会变得很小,信噪比大大提高。由于SIS不仅灵敏度高,而且选择性好,在对复杂体系中某一微量成分进行定量分析时,常常采用此方式。

(4) 定性分析

质谱图可提供有关分子结构的许多信息,定性能力强。计算机谱图检索是以质谱检定化合物及确定结构最为快捷、直观的方法。这些标准谱图绝大多数是用电子轰击离子源在70eV电子束轰击、于双聚焦质谱仪上作出的。被测有机化合物试样的质谱图是在同样条件下得到,然后用计算机按一定的程序与计算机内存标准谱图对比,计算出他们的相似性指数(或称匹配度),给出几组较相似的有机化合物名称、相对分子质量、分子式或结构式等,并提供试样谱和标准谱的比较谱图。

在相同的色谱和质谱条件下,结合质谱图和色谱图先确定标准物质色谱峰的保留时间,再对样品中待测组分进行检测,若样品中的全部组分已经确定且达到了完全的分离,组分色谱峰的保留时间可作为定性的依据。

(5) 定量分析

可采用外标法或内标法进行定量分析。 3

仪器和设备 气质联用仪 4

试剂

(1) 微量进样器

(2) 邻苯二甲酸酯标准溶液 (3) 高纯氦气 5

步骤

(1) 仪器的调谐

分别对仪器进行手动调节和自动调节,调节的参数主要包括RF调节,校准气调节,电子倍增器电压调节,质量数校准及离子阱功能校准等。

(2) 仪器分析条件的确定

根据所分析样品的沸点及其他物化性质,建立分析方法。 例如,如果分析邻苯二甲酸酯类化合物,其分析条件如下:

柱箱的升温程序为:初始温度50℃,维持2min,以6℃/min的速率升至150℃,维持1min,再以5℃/min的速率升至280℃,维持3min。

进样口温度为280℃; 分流比:20:1; 传输线温度设为270℃;

质谱电离源为电子轰击(EI)电离源; 离子阱温度为150℃;

质谱分析的质量数为45-300amu。 (3) 有机化合物样品中组分的定性分析

用微量注射器移取适当体积的样品注射入气相色谱进样口。根据总离子流图对其中每个组分通过谱库检索进行定性分析。 6

思考题

1. 气质联用法的基本原理与气相色谱法有什么不同之处? 2. 气质联用法如何实现对组分的定性分析? 3. 举例说明气质联用法在仪器分析领域的广泛应用。


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