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气质联用系统
基本原理

常见问题解答

电子轰击电离和化学电离之间的区别是什么?

电子轰击电离 (EI) 在高真空条件下运行,电离能量相对较高 (70 eV)。它通常被称为“硬”电离技术,因为由此获得的谱图包含大量的碎片离子且分子离子丰度较低。EI 的优点包括可重现的质谱数据和大量可用的谱库。例如,NIST EI 谱库包含 300000 多种独特的化合物,使 EI 成为化合物鉴定的理想选择。

化学电离 (CI) 向 GC/MS 离子源中引入了试剂气体,如甲烷或氨气。试剂气体分子在 CI 离子源中电离并形成离子,然后与离子源中的分析物分子反应。传统上,CI 被称为“软”电离技术,因为它的电离能量较低,相较 EI 而言碎片离子更少。一般情况下(但并非总是如此),正离子 CI 可以保留分子质量为 M+1 的离子,负离子 CI 可以保留分子质量为 M–1 的离子。此外,CI 有时会生成加合物,如 M+C2H5 (C2H5 = 29) 和 M+C3H5 (C3H5 = 41)。CI 的替代方案是低能量 EI,Agilent 7250 GC/Q-TOF 具有该功能。这种软件控制的功能有助于更轻松地保留分子离子进行鉴定。

超过 90% 的气相色谱系统 90% 以上的时间都是运行 EI。尽管 CI 不太常用,但一些 CI 技术确实能提供比 EI 更出色的结果。

气质联用仪器还可使用哪些离子源?

安捷伦提供多种类型的离子源和不同直径的透镜,大幅提高在不同应用场景下的性能。

GC/MS 和 GC/MS/MS 之间的区别是什么?

GC/MS/MS 是指执行多个碎裂和过滤步骤的高选择性操作模式,如 GC/TQ 上的多反应监测 (MRM)。在第一个四极杆处应用一个质量过滤器,然后在碰撞池中进一步碎裂,然后在第二个四极杆处应用另一个质量过滤器。

谱库如何识别采集自 GC/MS 的质谱数据?

扣除背景后,会将新获得的未知化合物质谱与数据库中已知化合物的谱库进行比较。此时会使用一种算法来匹配新谱图和数据库谱图之间的质荷比及其相对丰度,并得到匹配得分。常用的谱库包括 NIST、Wiley 和 Maurer/Pfleger/Weber,其中包含数十万种化学物质的谱图。您还可以了解安捷伦的一系列谱库

此图显示了分析谱图(上)与倒置谱库谱图(下)的叠加图。不同搜索方式(搜索索引 — SI 与反向搜索索引 — RSI)得到的匹配得分和离子比可能不同。通常建议使用 RSI。

如何定量样品中的特定分析物?

首先,通过几种已知浓度的待测分析物对质谱仪进行校准。您的数据系统将通过绘制这些标称浓度与每种浓度下响应丰度的关系图来创建校准曲线。然后,您可以将新获得的数据中分析物的丰度与该校准曲线进行比较。

GC/MS 响应是否与浓度线性相关?

通过单四极杆或三重四极杆 GC/MS 测量的大多数分子在其响应曲线中都具有线性区域。当越接近检出限时,响应线性越差,当越接近检测器饱和状态时,线性也会越差。一般情况下,两个极限值之间可能存在 3–4 个数量级的线性范围,但也有可能获得更宽的线性范围。

具有多种同位素的元素对 GC/MS 检测器有何影响?

分子会产生相应的质谱。当同位素离子(如 C12 和 C13)之间的质量数发生变化时,对应的分子质量也会发生变化,MS 分析仪会检测到这种变化。相应的质谱将基于丰度反映这种质量强度差异。

GC/MS 仪器的灵敏度足以检测相同元素的不同同位素所产生的离子之间的差异。同位素的存在通常可用作选择性鉴定不同化合物的工具,尤其适用于 GC/Q-TOF 所采集的数据。

GC/Q-TOF 可提供高质量准确度和可靠数据。在本示例中,红色外框线表示化合物的理论同位素响应/比值,黑色内线表示计算得到的离子和同位素比值。可以看到,计算得到的离子强度在理论离子的 90% 以内。

如何验证 GC/MS 是否正常工作?

首先,执行仪器自动调谐,调整 GC/MS 系统中离子源和四极杆的电子设定值,以获得理想性能。然后,运行一些已知样品,并将其谱图与已知标准品的谱图进行比较。可以定期执行校验调谐,以检查调谐是否符合预期性能。

如何保持良好的 GC/MS 性能?

遵循 GC/MS 最佳实践,避免计划外仪器停机状况频发。获取关于样品前处理和筛查的技巧,了解 Agilent JetClean 智氢洁离子源和反吹等功能,帮助您的 GC/MS 保持理想运行状态。

质谱是否会破坏样品?

是,因为样品会暴露于电离条件下。但庆幸的是质谱只需使用少量样品,通常低至 1 µL。现代 GC/MS 仪器通常用于检测低至 ppb 级的浓度。此外,如有需要,您可以使用微板流路控制装置分流样品,以便使用其他气相色谱检测器进行同时分析。

什么是高分辨 GC/MS?

高分辨 GC/MS 是指气相色谱仪与具有高分辨功能的质谱仪的联用系统。例如配备四极杆飞行时间检测器的 GC/Q-TOF,它可以在宽动态范围内提供全谱高分辨精确质量数据 (HRAM)。

高分辨 GC/Q-TOF 可通过 GC/MS 进行精确质量筛查,并可通过 MS/MS、低能量电子轰击电离和互补的化学电离技术提供增强的化合物鉴定。

此数据显示了分析谱图与谱库谱图的镜像图。通过 GC/Q-TOF 获得的分析谱图具有高分辨率,可达到小数点后 4 位。谱库谱图是来自 NIST 的单位质谱。可以看出,GC/Q-TOF 生成的谱图与 NIST 谱库中的谱图非常匹配,置信度得分较高。尽管我们建议将高分辨精确质量谱库用于高分辨率数据,但使用内容广泛的 NIST 谱库数据库也可获得高置信度。