氣質聯用儀的基本(ben)構成和工作原理   

氣質聯用(GC/MS)被廣泛應用于復(fu)雜組(zu)分(fen)的(de)(de)(de)分(fen)離與鑒定(ding)，其具有(you)GC的(de)(de)(de)高分(fen)辨率和質譜的(de)(de)(de)高靈敏度，是(shi)生物(wu)(wu)樣品中藥物(wu)(wu)與代謝物(wu)(wu)定(ding)性(xing)定(ding)量的(de)(de)(de)有(you)效工具。   

 質譜(pu)儀的(de)(de)基本部件有：離子源、濾質器、檢測器三部分組成，它們被安放在真空(kong)總管道內(nei)。接(jie)口(kou)：由(you)GC出來的(de)(de)樣品通過接(jie)口(kou)進入到質譜(pu)儀，接(jie)口(kou)是色質聯用系統的(de)(de)關鍵。   

接口作(zuo)用：    1、壓力(li)匹(pi)配(pei)——質(zhi)譜(pu)離子(zi)源(yuan)的(de)真(zhen)空度在10-3Pa，而GC色(se)譜(pu)柱出口壓力(li)高達105Pa，接口的(de)作(zuo)用就是要使兩者壓力(li)匹(pi)配(pei)。    2、組分濃縮(suo)——從GC色(se)譜(pu)柱流出的(de)氣體中有大量載(zai)氣，接口的(de)作(zuo)用是排除載(zai)氣，使被測(ce)物(wu)濃縮(suo)后進入離子(zi)源(yuan)。 

  常見接口技(ji)術(shu)有：    1、分(fen)(fen)(fen)子分(fen)(fen)(fen)離器(qi)連接 (主要用(yong)(yong)于填充柱)    擴(kuo)(kuo)散型——擴(kuo)(kuo)散速率(lv)與物質分(fen)(fen)(fen)子量(liang)的平方成反比(bi)，與其分(fen)(fen)(fen)壓(ya)成正比(bi)。當色(se)(se)譜(pu)流(liu)出物經過分(fen)(fen)(fen)離器(qi)時，小分(fen)(fen)(fen)子的載氣易(yi)從微孔中擴(kuo)(kuo)散出去，被真(zhen)空泵抽(chou)除，而被測物分(fen)(fen)(fen)子量(liang)大(da)，不(bu)易(yi)擴(kuo)(kuo)散則(ze)得(de)到濃縮。   2、直(zhi)接連接法(主要用(yong)(yong)于毛(mao)細管(guan)柱)    在色(se)(se)譜(pu)柱和離子源(yuan)之間用(yong)(yong)長(chang)約50cm，內徑0.5mm的不(bu)銹鋼毛(mao)細管(guan)連接，色(se)(se)譜(pu)流(liu)出物經過毛(mao)細管(guan)全部進(jin)入離子源(yuan)，這種接口技(ji)術(shu)樣品利(li)用(yong)(yong)率(lv)高。   3、開口分(fen)(fen)(fen)流(liu)連接    該接口是放(fang)空一(yi)部分(fen)(fen)(fen)色(se)(se)譜(pu)流(liu)出物，讓(rang)另一(yi)部分(fen)(fen)(fen)進(jin)入質譜(pu)儀，通(tong)過不(bu)斷流(liu)入清洗氦(hai)氣，將多余(yu)流(liu)出物帶走。此法樣品利(li)用(yong)(yong)率(lv)低。   

離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)源：    離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)源的作用(yong)(yong)是接(jie)受樣品產生離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)，常(chang)用(yong)(yong)的離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)化(hua)方式有：    1、電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)轟(hong)擊(ji)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)化(hua)(electron impact ionization，EI)EI是zui常(chang)用(yong)(yong)的一種(zhong)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)源，有機分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)被一束電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)流(能(neng)(neng)量一般為70eV)轟(hong)擊(ji)，失去一個外層(ceng)電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)，形成帶正(zheng)電(dian)荷的分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(M+)，M+進一步碎(sui)裂(lie)成各(ge)種(zhong)碎(sui)片(pian)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)、中性離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)或游離(li)(li)(li)基，在電(dian)場作用(yong)(yong)下(xia)，正(zheng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)被加速、聚焦、進入質量分(fen)(fen)析(xi)器分(fen)(fen)析(xi)。   EI特點：    ⑴、電(dian)離(li)(li)(li)效率高(gao)(gao)，能(neng)(neng)量分(fen)(fen)散小，結構簡單，操作方便。    ⑵、圖(tu)譜具(ju)有特征性，化(hua)合(he)(he)物分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)碎(sui)裂(lie)大(da)，能(neng)(neng)提供較多信(xin)息，對化(hua)合(he)(he)物的鑒(jian)別(bie)和(he)結構解析(xi)十分(fen)(fen)有利。    ⑶、所得分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)峰不(bu)強，有時不(bu)能(neng)(neng)識別(bie)。   本法不(bu)適合(he)(he)于高(gao)(gao)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)量和(he)熱不(bu)穩定的化(hua)合(he)(he)物。   

 2、化學離(li)(li)子(zi)化(chemicalionization，CI)將(jiang)反(fan)應氣(qi)(甲烷、異(yi)丁烷、氨氣(qi)等)與樣(yang)(yang)品(pin)按一定比例混合，然后(hou)進(jin)行電子(zi)轟(hong)擊(ji)，甲烷分子(zi)先(xian)被電離(li)(li)，形成一次、二次離(li)(li)子(zi)，這些離(li)(li)子(zi)再與樣(yang)(yang)品(pin)分子(zi)發生(sheng)反(fan)應，形成比樣(yang)(yang)品(pin)分子(zi)大一個(ge)質量數的(de)(M+1) 離(li)(li)子(zi)，或稱為準(zhun)分子(zi)離(li)(li)子(zi)。準(zhun)分子(zi)離(li)(li)子(zi)也可能失去(qu)一個(ge)H2，形成(M-1)離(li)(li)子(zi)。   CI特點    ⑴、不(bu)會發生(sheng)象EI中(zhong)那么強的(de)能量交(jiao)換，較(jiao)少發生(sheng)化學鍵(jian)斷裂，譜(pu)形簡單。   ⑵、分子(zi)離(li)(li)子(zi)峰(feng)弱，但(M+1) 峰(feng)強，這提供(gong)了分子(zi)量信息(xi)。    

1. 場致離子化(hua)(hua)(fieldionization，FI) 適用于易變分子的(de)離子化(hua)(hua)，如碳水化(hua)(hua)合物、氨基酸、多(duo)肽(tai)、抗生(sheng)(sheng)素、類等(deng)。能產生(sheng)(sheng)較(jiao)強的(de)分子離子峰和準分子離子峰。   
2.  場解吸離子化(hua)( field desorption ionization，FD) 用于極性大、難氣化(hua)、對(dui)熱不穩(wen)定的化(hua)合(he)物。    
3. 負(fu)離(li)子化學離(li)子化(negative ion chemical ionization，NICI)是在正離(li)子MS的(de)基礎上(shang)發展(zhan)起來的(de)一種離(li)子化方法，其(qi)給出特征的(de)負(fu)離(li)子峰，具有(you)很(hen)高的(de)靈(ling)敏度(10-15g)。   質(zhi)(zhi)量分析器：    其(qi)作(zuo)用是將電離(li)室中生(sheng)成(cheng)的(de)離(li)子按質(zhi)(zhi)荷比(m/z)大小分開(kai)，進行質(zhi)(zhi)譜檢測。
4. 常見質量分析器有(you)：  
5.   1、四極質量分析器(qi)(quadrupole analyzer) 

  原理：由四根(gen)平行圓(yuan)柱形(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極組成(cheng)，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極分為(wei)兩組，分別加上直流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)和一(yi)定頻(pin)率的(de)(de)交流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)。樣品離(li)子(zi)沿電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極間(jian)軸向進入電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)場后，在極性(xing)相(xiang)反的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極間(jian)振蕩，只有質荷比(bi)在某個(ge)范圍的(de)(de)離(li)子(zi)才(cai)能通過四極桿，到(dao)達檢(jian)測器，其余(yu)離(li)子(zi)因振幅過大(da)與電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極碰撞(zhuang)，放電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)中(zhong)和后被(bei)抽走。因此(ci)，改(gai)變(bian)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)或(huo)頻(pin)率，可使不同質荷比(bi)的(de)(de)離(li)子(zi)依次到(dao)達檢(jian)測器，被(bei)分離(li)檢(jian)測。 

        2、扇(shan)形質(zhi)量(liang)分(fen)(fen)析(xi)器    磁(ci)式扇(shan)形質(zhi)量(liang)分(fen)(fen)析(xi)器(magnetic-sector massanalyzer)被電場(chang)加速的離(li)子進入磁(ci)場(chang)后，運(yun)動軌(gui)道彎曲了，離(li)子軌(gui)道偏轉可用公式表(biao)示：當H，V一(yi)定時，只有某一(yi)質(zhi)荷比的離(li)子能通過(guo)狹縫到(dao)達檢測(ce)器。    特點：分(fen)(fen)辨率低，對質(zhi)量(liang)同(tong)、能量(liang)不同(tong)的離(li)子分(fen)(fen)辨較困(kun)難。   

       3、雙(shuang)聚焦(jiao)質量分(fen)(fen)(fen)析器(qi)(qi)(double-focusing massassay)由一個靜(jing)電分(fen)(fen)(fen)析器(qi)(qi)和一個磁(ci)分(fen)(fen)(fen)析器(qi)(qi)組成，靜(jing)電分(fen)(fen)(fen)析器(qi)(qi)允許有某個能量的離子通過，并按不同(tong)能量聚焦(jiao)，先后進入磁(ci)分(fen)(fen)(fen)析器(qi)(qi)，經過兩次(ci)聚焦(jiao)，大(da)大(da)提高了分(fen)(fen)(fen)辨(bian)率。   

        4、離(li)子(zi)阱檢(jian)測(ce)器(qi)(ion trap detector)    原理類似于四(si)極分析器(qi)，但讓離(li)子(zi)貯(zhu)存于井中(zhong)，改變(bian)電(dian)極電(dian)壓，使離(li)子(zi)向上、下兩端(duan)運動，通過底端(duan)小孔進(jin)入檢(jian)測(ce)器(qi)。  

     檢測(ce)器(qi)(qi)(qi)：    檢測(ce)器(qi)(qi)(qi)的(de)作用(yong)是(shi)將離子束轉變成(cheng)電(dian)(dian)信(xin)號(hao)，并將信(xin)號(hao)放大(da)，常(chang)用(yong)檢測(ce)器(qi)(qi)(qi)是(shi)電(dian)(dian)子倍增(zeng)(zeng)器(qi)(qi)(qi)。當(dang)離子撞擊到檢測(ce)器(qi)(qi)(qi)時引起(qi)倍增(zeng)(zeng)器(qi)(qi)(qi)電(dian)(dian)極(ji)表面噴(pen)射(she)出(chu)一(yi)些電(dian)(dian)子，被噴(pen)射(she)出(chu)的(de)電(dian)(dian)子由于電(dian)(dian)位(wei)差被加速射(she)向第二個(ge)倍增(zeng)(zeng)器(qi)(qi)(qi)電(dian)(dian)極(ji)，噴(pen)射(she)出(chu)更多的(de)電(dian)(dian)子，由此連(lian)續作用(yong)，每個(ge)電(dian)(dian)子碰撞下一(yi)個(ge)電(dian)(dian)極(ji)時能(neng)噴(pen)射(she)出(chu)2～3個(ge)電(dian)(dian)子，通常(chang)電(dian)(dian)子倍增(zeng)(zeng)器(qi)(qi)(qi)有(you)14級倍增(zeng)(zeng)器(qi)(qi)(qi)電(dian)(dian)極(ji)，可大(da)大(da)提高檢測(ce)靈敏(min)度。   

        GC-MS的(de)常用(yong)測定方法(fa)：    總離(li)子流(liu)色(se)(se)譜(pu)(pu)法(fa)(total ionization chromatography，TIC)——類(lei)似于GC圖(tu)譜(pu)(pu)，用(yong)于定量(liang)。l反復掃描(miao)法(fa)(repetitive scanningmethod，RSM)——按一定間(jian)隔時間(jian)反復掃描(miao)，自動測量(liang)、運(yun)算，制得各(ge)個組分的(de)質(zhi)譜(pu)(pu)圖(tu)，可進(jin)行定性。l質(zhi)量(liang)色(se)(se)譜(pu)(pu)法(fa)(masschromatography，MC)——記錄(lu)具有(you)某質(zhi)荷比的(de)離(li)子強(qiang)度隨時間(jian)變化圖(tu)譜(pu)(pu)。在(zai)選(xuan)定的(de)質(zhi)量(liang)范圍內(nei)，任何(he)一個質(zhi)量(liang)數都有(you)與總離(li)子流(liu)色(se)(se)譜(pu)(pu)圖(tu)相似的(de)質(zhi)量(liang)色(se)(se)譜(pu)(pu)圖(tu)。