GCMS在现代科研现代检验监测领域中的进展和应用技术例析.ppt

第九章 GC/MS在现代科研及检验监测领域中的进展及应用技术 主要内容 引言 色谱质谱联用目的 色谱质谱联用的原理及应用 现代有机质谱和生物质谱进展 质谱原理简介 有机质谱在现代科研及检验监测领域中的地位和进展 GC/MS在现代科研及检验监测领域中的应用技术－－与色谱技术的异同点 目录 色谱质谱联用目的 提高定性准确度及测定灵敏度。 在色谱中引入质谱技术法后，大大增强了定性的可靠性。质谱法针对的是分子结构，信息特征且丰富，甚至在一定程度上可以摆脱标准物质的限制。 通用型检测器（如FID和TCD）一般灵敏度有限，特异性检测器灵敏度较好但是检测范围有较大限制，而质谱检测器是一种既通用灵敏度又高的检测器。灵敏度取决于信号与背景，我们通常理解的增加灵敏度需要通过尽量提高待测物的信号值，作为一种通用型检测器，质谱仪的信号方面没有特别过人之处；其长处却在于它能大大地降低检测背景从而数量级地提高检测灵敏度。检测背景，是检测器对样品基础成分响应的反应，作为通用检测器，产生响应在因素很多，所以背景会比较高，灵敏度受到限制；而质谱检测器通过对限定结构信息的检测，可以过滤掉大多数不需要的背景信息，例如气质联用的SIM方式和液质联用的MRM方式。 色谱-质谱联用的原理及应用 色谱—质谱联用简介 色谱质谱的在线联用将色谱的分离能力与质谱的定性功能结合起来，实现对复杂混合物更准确的定量和定性分析，而且也简化了样品的前处理过程，使样品分析更简便。 色谱质谱联用包括气相色谱质谱联用(GC-MS)和液相色谱质谱联用(LC-MS)，液质联用与气质联用互为补充，分析不同性质的化合物。  液质联用与气质联用的区别: 气质联用仪(GC-MS)是最早商品化的联用仪器，适宜分析小分子、易挥发、热稳定、能气化的化合物；用电子轰击方式（EI）得到的谱图，可与标准谱库对比。 液质联用(LC-MS)主要可解决如下几方面的问题：不挥发性化合物分析测定；极性化合物的分析测定；热不稳定化合物的分析测定；大分子量化合物（包括蛋白、多肽、多聚物等）的分析测定；没有商品化的谱库可对比查询，只能自己建库或自己解析谱图。 现代有机和生物质谱进展 在20世纪80及90年代，质谱法经历了两次飞跃。在此之前，质谱法通常只能测定分子量500Da以下的小分子化合物。 20世纪70年代，出现了场解吸（FD）离子化技术，能够测定分子量高达1500~2000Da的非挥发性化合物，但重复性差。 20世纪80年代初发明了快原子质谱法（FAB-MS），能够分析分子量达数千的多肽。 随着生命科学的发展，欲分析的样品更加复杂，分子量范围也更大，因此，电喷雾离子化质谱法（ESI-MS）和基质辅助激光解吸离子化质谱法（MALDI-MS）应运而生。 目前的有机质谱和生物质谱仪，除了GC-MS的EI和CI源，离子化方式有大气压电离（API）（包括大气压电喷雾电离ESI、大气压化学电离APCI、大气压光电离APPI）与基质辅助激光解吸电离。前者常采用四极杆或离子阱质量分析器，统称API-MS。后者常用飞行时间作为质量分析器，所构成的仪器称为基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪（MALDI-TOF-MS）。API-MS的特点是可以和液相色谱、毛细管电泳等分离手段联用，扩展了应用范围，包括药物代谢、临床和法医学、环境分析、食品检验、组合化学、有机化学的应用等；MALDI-TOF-MS的特点是对盐和添加物的耐受能力高，且测样速度快，操作简单。 质谱原理简介 质谱分析是先将物质离子化，按离子的质荷比分离，然后测量各种离子谱峰的强度而实现分析目的的一种分析方法。以检测器检测到的离子信号强度为纵坐标，离子质荷比为横坐标所作的条状图即为质谱图。  常见术语: 质荷比: 离子质量(以相对原子量单位计)与它所带电荷(以电子电量为单位计)的比值，写作m/Z。峰: 质谱图中的离子信号通常称为离子峰或简称峰。离子丰度: 检测器检测到的离子信号强度。基峰: 在质谱图中，指定质荷比范围内强度最大的离子峰称作基峰。 总离子流图；质量色谱图；准分子离子；碎片离子；多电荷离子；同位素离子 总离子流图: 在选定的质量范围内，所有离子强度的总和对时间或扫描次数所作的图，也称TIC图。 质量色谱图：指定某一质量(或质荷比)的离子其强度对时间所作的图。 利用质量色谱图来确定特征离子，在复杂混合物分析及痕量分析时是LC/MS测定中最有用的方式。当样品浓度很低时LC/MS的TIC上往往看不到峰，此时，根据得到的分子量信息，输入M+1或M+23等数值，观察提取离子的质量色谱图，检验直接进样得到的信息是否在LC/MS上都能反映出来，确定LC条件是否合适，以后进行MRM等其他扫描方式的测定时可作为参考。  准分子离子峰：指与分子存在简单关系的离