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質(zhì)譜儀種類很多，不同類型的質(zhì)譜儀主要差別在于離子源。離子源的不同決定了對被測樣品的不同要求，同時(shí)，所得信息也不同。質(zhì)譜儀的分辨率同樣十分重要，高分辨質(zhì)譜儀可給出化合物的組成式，對于未知物定性至關(guān)重要。因此，在進(jìn)行質(zhì)譜分析前，要根據(jù)樣品狀況和分析要求選擇合適的質(zhì)譜儀。
GC-MS分析條件的選擇
GC-MS數(shù)據(jù)采集
GC-MS得到的信息
GC-MS定性分析
GC-MS定量分析
在GC-MS分析中，色譜的分離與質(zhì)譜數(shù)據(jù)的采集同時(shí)進(jìn)行，為了使每個(gè)組分都得到分離和鑒定，必須設(shè)備合適的色譜和質(zhì)譜分析條件：
設(shè)置原則是：一般情況下均使用毛細(xì)管柱，極性樣品使用極性毛細(xì)管柱，非極性樣品采用非極性毛細(xì)管柱，未知樣品可先用中等極性毛細(xì)管柱，試用后再調(diào)整。當(dāng)然，如果有文獻(xiàn)可以參考，就采用文獻(xiàn)所用條件。
質(zhì)譜條件包括：電離電壓，電子電流，掃描速度，質(zhì)量范圍，這些都要根據(jù)樣品情況進(jìn)行設(shè)定。為了保護(hù)燈絲和倍增器，在設(shè)定質(zhì)譜條件時(shí)，還要設(shè)置溶劑去除時(shí)間，使溶劑峰通過離子源之后再打開燈絲和倍增器。在所有的條件確定之后，將樣品用微量注射器注入進(jìn)樣口，同時(shí)，啟動色譜與質(zhì)譜，進(jìn)行GC-MS分析。
有機(jī)混合物樣品用微量注射器由色譜儀進(jìn)樣口注入，經(jīng)色譜柱分離后進(jìn)入質(zhì)譜儀離子原在離子源被電離成離子。離子經(jīng)質(zhì)量分析器，檢測器之后即成為質(zhì)譜儀信號并輸入計(jì)算機(jī)。樣品由色譜柱不斷流入離子源，離子由離子源不斷進(jìn)入分析器并不斷得到質(zhì)譜，只要設(shè)定好分析器掃描的質(zhì)量范圍和掃描時(shí)間，計(jì)算機(jī)就可以采集到一個(gè)個(gè)的質(zhì)譜。
如果沒有樣品進(jìn)入離子源，計(jì)算機(jī)采集到的質(zhì)譜各離子強(qiáng)度均為0。當(dāng)有樣品過入離子源時(shí)，計(jì)算機(jī)就采集到具有一定離子強(qiáng)度的質(zhì)譜。并且計(jì)算機(jī)可以自動將每個(gè)質(zhì)譜的所有離子強(qiáng)度相加。顯示出總離子強(qiáng)度，總離子強(qiáng)度隨時(shí)間變化的曲線就是總離子色譜圖，總離子色譜圖的形狀和普通的色譜圖是相一致的，它可以認(rèn)為是是用質(zhì)譜作為檢測器得到的色譜圖。 質(zhì)譜儀掃描方式有兩種：全掃描與選擇離子掃描：全掃描是對指定質(zhì)量范圍內(nèi)的離子全部掃描并記錄,得到的是正常的質(zhì)譜圖,這種質(zhì)譜圖可以提供未知物的分子量和結(jié)構(gòu)信息�？梢赃M(jìn)行庫檢索。
質(zhì)譜儀還有另外一種掃描方式叫選擇離子監(jiān)測（Selection Moniring SIM）。此種掃描方式是只針對選定的離子進(jìn)行檢測，而其它離子不被記錄。
它的優(yōu)點(diǎn)：
一是對離子進(jìn)行選擇性檢測，只記錄具有特征的、感興趣的離子，不相關(guān)的，干擾離子統(tǒng)統(tǒng)被排除；
二是選定離子的檢測靈敏度大大提高。在正常掃描情況下，假定一秒鐘掃描2～500個(gè)質(zhì)量單位。那么，掃過每個(gè)質(zhì)量所花的時(shí)間大約是1/500秒，也就是說，在每次掃描中，有1/500秒的時(shí)間是在接收某一質(zhì)量的離子。在選擇離子掃描的情況下，假定只檢測5個(gè)質(zhì)量的離子，同樣，也用一秒，那么，掃過一個(gè)質(zhì)量所花的時(shí)間大約是1/5秒。也就是說，在每次掃描中，有1/5秒時(shí)間是在接收某一質(zhì)量的離子。因此，采用選擇離子掃描方式比正常掃描方式靈敏度可提高大約100倍。
由于，選擇離子掃描只能檢測有限的幾個(gè)離子，不能得到完整的質(zhì)譜圖，因此，不能用來進(jìn)行未知物定性分析，但是，如果選定的離子具有很好的特征性，也可以用來表示某種化合物的存在。選擇離子掃描方式最主要的用途是定量分析，由于它的選擇性好，可以把由全掃描方式得到的非常復(fù)雜的總離子色譜圖變得十分簡單。消除其它組造成的干擾。
1、總離子色譜圖
計(jì)算機(jī)可以將采集到每個(gè)質(zhì)譜的所有離子相加得到總離子強(qiáng)度，總離子強(qiáng)度隨時(shí)間變化曲線就是總離子色譜圖，總離子色譜圖的橫座標(biāo)是出峰時(shí)間，縱座標(biāo)是峰高。圖中每個(gè)峰表示樣品的一種組份，由每個(gè)峰可以得到相應(yīng)化合物質(zhì)譜圖；峰面積與該組份含量成正比，可用于定量。由GC-MS得到的總離子色譜圖與一般色譜儀得到的色譜圖基本上一致，只要所用色譜柱相同，樣品出峰順序便相同。其差別在于，總離子色譜圖運(yùn)用的檢測器是質(zhì)譜儀，而一般色譜圖所用的檢測器是氫焰、熱導(dǎo)等，兩種色譜圖中各成分的校正因子不同。
2、質(zhì)譜圖
由總離子色譜圖可以得到任何一種組分的質(zhì)譜圖。一般情況下，為了提高信噪比。通常由色譜峰峰頂處得到相應(yīng)質(zhì)譜圖，但如果兩個(gè)色譜峰具有相互干擾，應(yīng)盡量選擇不發(fā)生干擾的位置而得到質(zhì)譜，或通過扣本底消除其他組分影響。
3、庫檢索
得到質(zhì)譜圖后可以通過計(jì)算機(jī)檢索對未知化合物進(jìn)行定性。檢索結(jié)果可以給出幾個(gè)可能的化合物，并以匹配度大小順序排列出這些化合物的名稱、分子式、分子量和結(jié)構(gòu)式等。使用者可以根據(jù)檢索結(jié)果和其它的信息，對未知物進(jìn)行定性分析。目前，GC-MS聯(lián)用儀有幾種數(shù)據(jù)庫。應(yīng)用最為廣泛的有NIST庫和Willey庫，前者目前有標(biāo)準(zhǔn)化合物譜圖13萬張，后者有近30萬張。此外，還有毒品庫、農(nóng)藥庫等專用譜庫。
4、質(zhì)量色譜圖（或提取離子色譜圖）
總離子色譜圖是將每種質(zhì)譜的所有離子加和得到。同樣，由質(zhì)譜中任何質(zhì)量離子也可得到色譜圖，即，質(zhì)量色譜圖。質(zhì)量色譜圖是由全掃描質(zhì)譜中提取出一種質(zhì)量的離子而得到的色譜圖。因此，又稱為提取離子色譜圖。假定做質(zhì)量為m的離子質(zhì)量色譜圖，如果某化合物質(zhì)譜中不存在該種離子，那么該化合物就不會出現(xiàn)色譜峰。
一個(gè)混合物樣品中可能只有幾個(gè)甚至一個(gè)化合物出峰。利用該特點(diǎn)可識別具有某種特征的化合物，也可通過選擇不同質(zhì)量的離子做質(zhì)量色譜圖，使正常色譜不能分開的兩個(gè)峰實(shí)現(xiàn)分離，以便進(jìn)行定量分析。由于，質(zhì)量色譜圖是采用一種質(zhì)量的離子作色譜圖。因此，進(jìn)行定量分析時(shí)也需要使用同一離子得到質(zhì)量色譜圖測定校正因子。
5、選擇離子監(jiān)測（Selection monitoring，SIM）
一般掃描方式是連續(xù)改變Vrf，使不同質(zhì)荷比的離子順序通過分析器到達(dá)檢測器，而選擇離子監(jiān)測則是對選定離子進(jìn)行跳躍式掃描。采用該種掃描方式可提高檢測靈敏度。由于該種方式靈敏度高，因此，適用于量少且不易得到的樣品分析。利用選擇離子方式不僅靈敏度高，而且選擇性好，在許多干擾離子存在時(shí)，利用正常掃描方式所得信號值可能很小，噪音可能很大，但用選擇離子掃描方式，只選擇特征離子，噪音會變得很小，信噪比大大提高。
在對復(fù)雜體系中某一微量成分進(jìn)行定量分析時(shí)，常采用選擇離子掃描方式。由于，選擇離子掃描不能得到樣品全譜。因此，該種譜圖不能進(jìn)行庫檢索，利用選擇離子掃描方式進(jìn)行GC-MS聯(lián)用分析時(shí)，得到的色譜圖在形式上類似質(zhì)量色譜圖，但實(shí)際上，二者有巨大的差別。質(zhì)量色譜圖利用全掃描方式得到。因此，可得到任何一個(gè)質(zhì)量的質(zhì)量色譜圖；選擇離子掃描是選擇了一定m/z離子。掃描時(shí)選定哪個(gè)質(zhì)量，就只能有那個(gè)質(zhì)量的色譜圖。如果二者選擇同一質(zhì)量，那么，用SIM靈敏度要高得多。
目前，色質(zhì)聯(lián)用儀數(shù)據(jù)庫中，一般貯存有近30萬個(gè)化合物標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖。因此，GC-MS最主要的定性方式是庫檢索。由總離子色譜圖可以得到任一組分的質(zhì)譜圖，由質(zhì)譜圖可以利用計(jì)算機(jī)在數(shù)據(jù)庫中檢索。檢索結(jié)果，可以給出幾種最可能的化合物。
包括：化合物名稱、分子式、分子量、基峰及可靠程度。下圖是由計(jì)算機(jī)給出的某未知物譜圖檢索結(jié)果。
某未知化合物檢索結(jié)果
利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行庫檢索是一種快速、方便定性方法，但是，在利用計(jì)算機(jī)檢索時(shí)應(yīng)注意如下幾個(gè)問題：
數(shù)據(jù)庫中所存質(zhì)譜圖有限，如果未知物是數(shù)據(jù)庫中沒有的化合物，檢索結(jié)果也給出幾個(gè)相近的化合物。顯然，這種結(jié)果是錯(cuò)誤的。由于質(zhì)譜法本身的局限性，一些結(jié)構(gòu)相近的化合物其質(zhì)譜圖也相似，這種情況也可能造成檢索結(jié)果不可靠。 由于色譜峰分離不好以及本底及噪音的影響，使得到的質(zhì)譜圖質(zhì)量不高，這樣所得到的檢索結(jié)果也會很差。
因此，在利用數(shù)據(jù)庫檢索之前，應(yīng)首先得到一張很好的質(zhì)譜圖，并利用質(zhì)量色譜圖等技術(shù)判斷質(zhì)譜中有沒有雜質(zhì)峰；得到檢索結(jié)果之后，還應(yīng)根據(jù)未知物的物理、化學(xué)性質(zhì)以及色譜保留值、紅外、核磁譜等綜合考慮,才能給出定性結(jié)果。
GC-MS定量分析方法類似于色譜法定量分析，由GC-MS得到的總離子色譜圖或質(zhì)量色譜圖，其色譜峰面積與相應(yīng)組分的含量成正比，若對某一組份進(jìn)行定量測定，可以采用色譜分析法中的歸一化法、外標(biāo)法、內(nèi)標(biāo)法等不同方法進(jìn)行。
這時(shí)，GC-MS法可理解為將質(zhì)譜儀作為色譜儀檢測器。其余均與色譜法相同，與色譜法定量不同的是，GC-MS法除了可利用總離子色譜圖進(jìn)行定量之外，還可利用質(zhì)量色譜圖進(jìn)行定量，這樣做可最大限度去除其它組份的干擾。
值得注意的是：質(zhì)量色譜圖由于運(yùn)用一種質(zhì)量離子做出，它的峰面積與總離子色譜圖具有較大差別，在進(jìn)行定量分析過程中，峰面積與校正因子等都需要使用質(zhì)量色譜圖。
為提高檢測靈敏度及減少其它組分的干擾，在GC-MS定量分析過程中質(zhì)譜儀經(jīng)常采用選擇離子掃描方式。對于待測組分，可選擇一個(gè)或幾種特征離子，而相鄰組份不存在這些離子。用該種方式得到的色譜圖，待測組份不存在干擾。同時(shí)，具有較高的靈敏度。用選擇離子得到的色譜圖進(jìn)行定量分析，具體分析方法與質(zhì)量色譜圖類似，但其靈敏度比利用質(zhì)量色譜圖高，這是GC-MS定量分析中經(jīng)常采用的方法。
