气质联用分析未知混合物成分及最佳分离条件的选择

实验十三、气质联用分离测定有机混合体系一、实验目的和要求（1）掌握GC-MS的基本原理。

（2）了解GC-MS的基本构造、分析条件的设置和工作流程。

（3）掌利用GC-MS对有机物进行定性定量分析的方法。

二、实验原理本实验采用液-液萃取和液-固萃取两种方法，从环境水样中提取多种有机氯农药，如BHCs、DDT及其降解产物DDE和DDD、艾氏剂、狄氏剂等，经GC-MS 分析测定。

通过固相萃取硅胶小柱分离、GC-MS选择离子检测法（SIM）消除共存成分的干扰。

在GC-MS仪中，样品首先经过气相色谱柱被分离成单一组分，再进入质谱计的离子源，在离子源中，样品分子被电离成离子，离子经过质量分析器之后即按照m/z顺序排列成谱。

经检测器检测后得到质谱，计算机采集并储存质谱，经过适当处理即可得到样品的色谱图、质谱图等信息。

经谱库检索后可得到化合物的定性结果，由色谱图还可以进行各组分的定量分析。

该方法适用于环境水样（包括地表水、地下水和海水等）中有机氯农药的监测，测量范围在每升几纳克到几百纳克数量级。

单个有机氯农药的GC-MS检测限和最低定量浓度见表7-1。

三、实验仪器和试剂1、仪器（1）气相色谐质谱联用仪（GC-MS），EI源。

（2）自动进样器。

（3）固相萃取浓缩装置（加压型或减压型）。

（4）旋转蒸发器。

（5）1~2L分液漏斗。

（6）300mL三角烧瓶。

（7）300mL，茄形瓶。

2、试剂（1）溶剂。

残留农药分析纯，包括丙酮、正已烷和乙酸乙酯。

（2）氯化钠。

优级纯，在350℃下加热6h，除去吸附在表面的有机物，冷却后保存于干净的试剂瓶中。

（3）无水硫酸钠。

分析纯，在350℃下加热6h，除去水分及吸附于表面的有机物，冷却后保存于干净的试剂瓶中。

（4）硅胶小柱。

Bond Elut JR SI Silica Gel，Varian或Waters Sep-pak Plus Silica Car-tride（美国）。

（5）固相萃取小柱。

5973N+6890N气相质谱联用仪操作规程一、开机1、打开载气（He）钢瓶控制阀，设置分压阀压力至0.5MPa。

2、打开计算机，登录进入Windows 2000系统。

3、打开GC、MSD主机电源，等待仪器自检完毕。

4、在桌面双击图标，进入MSD化学工作站。

5、查看仪器状态及真空泵运行状态。

5.1 在为MSD抽真空之前，请确保您的系统满足如下全部条件：5.1.1 放空阀关闭（顺时针旋紧放空阀）5.1.2 所有其他真空垫圈和配件均被放置和紧固好（前面板手紧螺母必须上好，但不要太紧）5.1.3 连接MSD到一个接地电源。

5.1.4 GC/MSD接口装入柱箱。

5.1.5 老化好的毛细管柱被装在GC进样口和GC/MSD接口上。

5.1.6 启动GC，但并不启动GC/MSD接口加热区域、进样口部件和色谱柱箱。

5.1.7 连接纯度至少为99.999%的载气到带有推荐的吸附阱的GC上。

5.1.8 如果使用氢气作载气，载气流必须是关闭的。

5.1.9 前置泵排气妥善排到室外。

5.2在开载气流之前禁止开任何加热区域。

没有载气流，加热柱子，将导致柱子的损坏。

二、调谐调谐应在仪器至少开机2个小时后方可进行，若仪器长时间未开机，则建议将此时间延长至4小时。

1、使用自动调谐：1.1 自动调谐：在全扫描范围内的得到最大灵敏度。

1.2 标准谱图调谐：在全扫描范围内得到标准灵敏度。

虽较自动调谐灵敏度稍低，但与谱库中标准谱图的匹配度更高，适合与谱库检索和定性。

1.3 快速调谐：调谐质量轴、峰宽和EM电压，以得到最佳灵敏度和分辨，以及精确测定质量数。

当调谐的质量的同位素丰度在可接受的范围内，一般使用快速调谐做为日常调谐。

2、使用手动调谐：手动调谐允许对话式的设置、修整某些参数，以便满足特殊分析的需要。

用手动调谐可达到比自动调谐更高的灵敏度。

三、GC配置编辑1、自动进样器配置设定：1.1进样量1.2溶剂清洗模式2、模块配置设定2.1 进样口、检测器、PCM等的气体类型。

实验七气相色谱-质谱联用技术定性鉴定混合溶剂的成分I.实验目的（1）了解气相色谱-质谱联用技术的基本原理；（2）学习气相色谱-质谱联用技术定性鉴定的方法；（3）了解色谱工作站的基本功能。

II. 实验原理质谱法是一种重要的定性鉴定和结构分析方法，但没有分离能力，不能直接分析混合物。

色谱法则相反，它是一种有效的分离分析方法，特别适合于复杂混合物的分离，但对组分的定性鉴定有一定难度。

如果把这两种方法结合起来，将色谱仪作为质谱仪的进样和分离系统，即混合试样进入色谱柱分离，得到的单个组分按保留时间的大小依次进入质谱仪测定质谱，这样就可以实现优势互补，解决复杂混合物的快速分离和定性鉴定。

气相色谱-质谱联用（GC-MS）于1957年首次实现，并很快成为一种重要的分析手段广泛应用于化工、石油、食品、药物、法医鉴定及环境监测等领域。

气相色谱-质谱联用的主要困难是两者的工作气压不匹配。

质谱仪器必须在10-3~10-4Pa 的高真空条件下工作，而气相色谱仪的流出物为常压（约100kPa），因此需要一个硬件接口来协调两者的工作条件。

当气相色谱仪使用毛细管柱时，因为每分钟几毫升的流量不足以破坏质谱仪的真空状态，所以可直接与质谱仪联用。

挥发性混合物从气相色谱仪进样，经色谱柱分离后，按组分的保留时间大小依次以纯物质形式进入质谱仪，质谱仪自动重复扫描，计算机记录和储存所有的质谱信息，然后将处理结果显示在屏幕上。

质谱仪的每一次扫描都得到一张质谱图，色谱组分流入时得到的是组分的质谱图，没有色谱组分时得到的是背景的质谱图，计算机将质谱仪重复扫描得到的所有离子流信号（不分质荷比大小）的强度总和对扫描信号（即色谱保留时间）作图得到总离子流图，总离子流强度的变化正是流入质谱仪的色谱组分变化的反映，所以在GC-MS中，总离子流图相当于色谱图，每一个谱峰代表了一个组分，谱峰的强度与组分的相对含量有关。

下图是混合溶剂试样的总离子流图（a）和其中第4号峰的质谱图（b）。

气质联用分析未知混合物成分及最佳分离条件的选择[摘要] 本文是利用GC/MS对生物碱进行分离，运用质谱库进行检索筛选得到混合物的主要成分。

探讨了不同的升温程序，柱前压与流速，进样口温度，接口温度，分流比等参数对分离效果的影响。

实验结果表明，温程序和柱前压与流速对分离效果影响最大，进样口温度，接口温度对分离效果影响较小。

[关键词] 气相色谱-质谱联用；最佳分离条件；成分；影响1.引言GC/MS技术是化学工作者分离有机混合物常用的手段。

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。

这种技术适用于做多组分混合物中未知组分的定性鉴别，可以判断化合物的分子结构，可以准确的测定未知组分的分子量，可以修正色谱分析的判断错误，可以鉴定出部分分离甚至未分开的色谱峰。

特别是近年来计算机技术的发展，使GC/MS仪使用更为方便，简单，快捷。

本文是利用GC/MS对未知样品（生物碱）进行分离，从而得到它的最佳分离条件，运用质谱库进行检索筛选得到混合物的主要成分，并且进一步探讨了不同的升温程序，柱前压与流速，进样口温度，接口温度，分流比等参数对分离效果的影响。

分离条件的探索对混合物的分离有重要的指导意义。

对分离其它样品具有极大的参考价值。

2.实验部分2.1样品的性质和仪器参数样品来源于从植物的茎叶中提取的生物碱。

柱温选择在50-260℃。

仪器：GC/MS-QP2010 ，He气源（99.999％），毛细管色谱柱DB-5MS （30m×0.25mm×0.25um）。

2.2最佳分离条件的探索与讨论2.2.1升温程序仪器参数：①GC：注射模式：分流; 分流比：20/1; 柱前压：100.1Kpa;流速：1.69ml/min；进样口温度：200℃②MS：离子源温度：200℃；检测范围：35—550；去溶剂峰：2min接口温度：250℃；检测器电压：1000kv升温程序对分离效果有显著的影响。

气质联用样品处理方法
样品处理在气质联用分析中起着至关重要的作用。

良好的样品处理方法可以提高分析结果的准确性和可重复性。

以下是一些常用的气质联用样品处理方法：
1. 溶剂提取：对于非极性或部分极性化合物，可以使用溶剂提取的方法。

将待分析样品与合适的溶剂混合，利用溶剂与目标化合物的亲和性差异，将目标化合物从混合物中分离出来。

可以采用常规液液萃取、固相萃取等不同形式的溶剂提取方法。

2. 离子对萃取：对于离子性化合物，可以采用离子对萃取的方法。

通过添加具有相反电荷的离子对其进行络合，使目标离子从样品中分离出来。

离子对萃取可以通过添加离子对试剂或采用离子交换树脂的方式进行。

3. 蛋白质沉淀：当分析对象是蛋白质时，可以采用蛋白质沉淀方法进行样品处理。

常用的蛋白质沉淀方法有盐析法、醇沉法等。

通过调节盐浓度或添加适当的有机溶剂，蛋白质会从溶液中沉淀下来，从而便于后续的分析操作。

4. 衍生化处理：有些化合物在气相色谱柱上不易分离或不易检测，需要进行衍生化处理。

衍生化处理可以增强化合物的挥发性、稳定性、检测性等。

常用的衍生化试剂包括甲醇酸、硅酸酯、乙酰化试剂等。

5. 固相微萃取：固相微萃取是一种新型的样品前处理技术，可以实现样品的快速富集和分离。

通过将固相材料（如聚合物、纳米材料等）与待分析样品接触，从样品中吸附、浓缩目标化合物，然后通过洗脱、溶解等步骤将其释放出来。

以上是一些常用的气质联用样品处理方法，选择合适的样品处理方法可以提高气质联用分析的灵敏度、选择性和准确性。

具体选择哪种方法需要根据待分析的化合物性质和样品类型等因素综合考虑。

实验七气相色谱-质谱联用技术定性鉴定混合溶剂的成分I.实验目的（1）了解气相色谱-质谱联用技术的基本原理；（2）学习气相色谱-质谱联用技术定性鉴定的方法；（3）了解色谱工作站的基本功能。

II. 实验原理质谱法是一种重要的定性鉴定和结构分析方法，但没有分离能力，不能直接分析混合物。

色谱法则相反，它是一种有效的分离分析方法，特别适合于复杂混合物的分离，但对组分的定性鉴定有一定难度。

如果把这两种方法结合起来，将色谱仪作为质谱仪的进样和分离系统，即混合试样进入色谱柱分离，得到的单个组分按保留时间的大小依次进入质谱仪测定质谱，这样就可以实现优势互补，解决复杂混合物的快速分离和定性鉴定。

气相色谱-质谱联用（GC-MS）于1957年首次实现，并很快成为一种重要的分析手段广泛应用于化工、石油、食品、药物、法医鉴定及环境监测等领域。

气相色谱-质谱联用的主要困难是两者的工作气压不匹配。

质谱仪器必须在10-3~10-4Pa 的高真空条件下工作，而气相色谱仪的流出物为常压（约100kPa），因此需要一个硬件接口来协调两者的工作条件。

当气相色谱仪使用毛细管柱时，因为每分钟几毫升的流量不足以破坏质谱仪的真空状态，所以可直接与质谱仪联用。

挥发性混合物从气相色谱仪进样，经色谱柱分离后，按组分的保留时间大小依次以纯物质形式进入质谱仪，质谱仪自动重复扫描，计算机记录和储存所有的质谱信息，然后将处理结果显示在屏幕上。

质谱仪的每一次扫描都得到一张质谱图，色谱组分流入时得到的是组分的质谱图，没有色谱组分时得到的是背景的质谱图，计算机将质谱仪重复扫描得到的所有离子流信号（不分质荷比大小）的强度总和对扫描信号（即色谱保留时间）作图得到总离子流图，总离子流强度的变化正是流入质谱仪的色谱组分变化的反映，所以在GC-MS中，总离子流图相当于色谱图，每一个谱峰代表了一个组分，谱峰的强度与组分的相对含量有关。

下图是混合溶剂试样的总离子流图（a）和其中第4号峰的质谱图（b）。

难分离物质最佳气相色谱分离条件的选择石宝清　由　田(哈尔滨气化厂中央化验室,黑龙江,154854)摘　要　介绍了难分离物质最佳气相色谱分离条件(固定相,柱类型,载气压力与流速,柱温度,汽化室温度及进样量)的选择原则,以及在实际样品分析中如何运用这些原则。

关键词　分离条件　选择　实例1　引　言在气相色谱分析中,人们总希望能在较短的时间内完成对复杂混合物样品的分离与鉴定,为此制备效率高的色谱柱和选择适当的气相色谱分离条件就显得十分重要。

本文介绍了难分离物质最佳气相色谱分离条件的选择原则,并列举了应用实例。

2　固定相的选择载体或固定相的粒度小有利于提高柱效率,但不能太小。

一般要求填充颗粒直径是柱直径的十分之一左右,即60～80目或80～100目。

并且粒度要均匀,粒度越一致,填充得越均匀,柱效率就越高。

除分析气体外,分析其它物质大多使用装涂固定液的色谱柱。

其优点是可在较低温度下分析高沸点的样品,由于柱温低,固定液选择系数增大,从而提高了柱效率。

同时,固定液含量低,缩小了保留值,节省了分析时间。

固定液配比的选择取决于样品性质(如沸点,极性)、载体性质及柱温等,此外要求固定液粘度小,蒸汽压低。

3　色谱柱的选择柱材质:不锈钢柱适用于高温高压条件,可广泛使用。

对于有特殊要求的分析,可采用玻璃柱或聚四氟乙烯柱。

柱长:在其它操作条件下不变的前提下,适当增加柱长能获得较好的分离效果。

但柱子越长,分析时间也相应增加。

如实验柱长L1=1.0m,在操作条件下求得难分离样品的分离度R1=0.8;如果R2=1.5时,样品正好完全分离,那么理想柱长L2为R1/R2=L1/ L2,即L2=(1.5/0.8)2≈315m柱径:柱径小的柱子效率高,且柱径要粗细均匀,减少弯曲。

必须弯曲时尽量增大弯曲半径。

4　载气压力和流速的选择载气压力对柱效率有直接的影响。

如提高柱内压力,有助于提高柱效率。

但只提高入口压力,使流速加大且压降太大时,反而会降低柱效率,因此也必须提高出口压力。