GCMS和LCMS有机分析的液体样品前处理制备的全面解决方案

GC-MS分析样品前处理⽅法——固相微萃取（SPME）固相微萃取（Solid－Phase Microextraction，简写为SPME）是⽬前较为常⽤的⾹⽓⾹味提取技术，具有简单，快速，集采样、萃取、浓缩、进样与⼀体的特点。

1990年由加拿⼤Waterloo⼤学的Arhturhe和Pawliszyn⾸创，1993年由美国Supelco公司推出商品化固相微萃取装置，1994年获美国匹兹堡分析仪器会议⼤奖。

内容提要：⼀、固相微萃取 (SPME)基本原理⼆、固相微萃取(SPME)操作⽅法三、固相微萃取(SPME)特点四、固相微萃取(SPME)应⽤范围五、固相微萃取(SPME)操作条件选择六、固相微萃取(SPME)操作注意事项七、固相微萃取(SPME)定量⽅法⼋、固相微萃取(SPME)⼲扰物九、固相微萃取(SPME)应⽤实例⼀固相微萃取 (SPME)基本原理固相微萃取主要针对有机物进⾏分析，根据有机物与溶剂之间“相似者相溶”的原则，利⽤⽯英纤维表⾯的⾊谱固定相对分析组分的吸附作⽤，将组分从试样基质中萃取出来，并逐渐富集，完成试样前处理过程。

在进样过程中，利⽤⽓相⾊谱进样器的⾼温将吸附的组分从固定相中解吸下来，由GC/GCMS来进⾏分析。

⼆固相微萃取(SPME)操作⽅法有⼿动和全⾃动两种⽅式，下⾯以⼿动操作为例。

1、样品萃取①将SPME针管穿透样品瓶隔垫，插⼊瓶中。

②推⼿柄杆使纤维头伸出针管，纤维头可以浸⼊⽔溶液中（浸⼊⽅式）或置于样品上部空间（顶空⽅式），萃取时间⼤约2-30分钟。

③缩回纤维头，然后将针管退出样品瓶2、GC/GCMS分析①将SPME针管插⼊GC/GCMS仪进样⼝。

②推⼿柄杆，伸出纤维头，热脱附样品进⾊谱柱。

③缩回纤维头，移去针管。

3、全⾃动固相微萃取(SPME)，⾃动提取和进样解析：三固相微萃取(SPME)特点简单，快速，集采样、萃取、浓缩、进样与⼀体。

⼀般不需要有机溶剂。

⼀般⾹⽓⾹味组分（挥发性特强的部分除外）提取⽐静态顶空的灵敏度⾼好多倍或能够提取出来。

GC – MS的操作及应用生物技术090 周立 2009019018摘要：GC - MS 技术检测灵敏度高,分离效能好,使之在当前各领域的应用越来越受到重视。

在中药和环境分析中的应用，给予了各种物质有效的测定方法。

为保证GC – MS实验的成功率，应做好样品前处理等操作。

根据所需结果做好相应的数据处理。

关键词: GC – MS；样品前处理；中药；环境分析0 引言气相色谱法( Gas chromatography , GC) 是近年来应用日趋广泛的分析技术,特别适用于具有挥发性的复杂组分的分离、分析,由于是以气体作为流动相,所以传质速度快,一般的样品分析可在20 - 30s 左右完成,具有分离效能高,灵敏度高的特点,在有对照品的条件下,可作定性、定量分析,但对重大事件或有争议的样品不能做出肯定鉴定报告,必须连接如质谱的检测器。

另外对于不能气化的样品则需要作衍生化处理后再分析。

质谱(Mass Spect rnum ,MS) 是强有力的结构解析工具,能为结构定性提供较多的信息,是理想的色谱检测器。

气相色谱- 质谱( GC - MS) 联用利用了色谱的高分离能力和质谱的高鉴别特性,可对复杂的混合样品进行分离、定性、定量分析的一次完成,是一种完美的现代分析方法。

GC - MS 的常用测定方法:总离子流色谱法(total ionization chromatography ,TIC) ———类似于GC图谱,用于定量。

反复扫描法( repetitive scanning method ,RSM) ———按一定间隔时间反复扫描,自动测量、运算,制得各个组分的质谱图,可进行定性。

质量色谱法(mass chromatography ,MC) ———记录具有某质荷比的离子强度随时间变化图谱。

在选定的质量范围内,任何一个质量数都有与总离子流色谱图相似的质量色谱图。

GC - MS 技术随着仪器的不断完善与发展,检测技术的成熟与推广,其应用范围越来越广。

饮用水中酚类物质的检测（GC-MS）样品的前处理过程Determination of Phenols in Drinking Water by Solid-Phase Extraction (SPE) andCapillary Column Gas Chromatography (GC/MS) Product Enviro-Clean? ECDVB156Method 528 Revision 1.0ReagentsMethyleneChlorideMethanolAnhydrous Sodium Sulfate 5 g in a 6 ml cartridge ECSS15M6 Enviro-Clean? ECDVB156 500mg. in a 6 mL cartridgeMethod SummaryA one liter water sample of drinking water is extracted by drawing through a UCT Enviro-Clean? 6 mL cartridge containing 500 mg of polystyrene divinyl benzene copolymer. The phenolic compounds are eluted from the solid-phase using a small quantity of methylene chloride. An aliquot of the concentrated extract is injected into a high resolution fused silica capillary column of a GC/MS system. Respective phenols are identified by comparing their mass spectra and retention times by comparison to standards.Condition CartridgeAdjust the pH of the water sample to 2 or less by the addition of 6N HCl acidRinse the cartridge with three, 3 mL aliquots of methylene chloride, then draw to wasteRinse the cartridge with three, 3 mL aliquots of methanol then draw to waste. After the third rinse, leave enough methanolin the cartridge to cover the frit. Do not let the cartridge dry out at this point.Rinse the cartridge with three, 3 mL aliquots of 0.05N HCl. Turn off the vacuum before the HCl solution drops below the level of the fritSample AdditionAdd the water sample to the cartridge and adjust the vacuum such that the flow rate is about 20 mL/minute (50 minutes for a 1 liter sample). Allow the cartridge to dry for at least 10-15 minutes before proceeding to the next step. A dry cartridge is important for good recoveries.Extract ElutionRinse the inside of the sample bottle a 10 mL portion of methylene chloride and add this to the cartridge and draw this through to the collection tube in a dropwise fashionAdd 2-3 mL of methylene chloride to the cartridge then slowly draw this through to the collection tube ina dropwise fashion.Eluate DryingDry the eluate by passing through prerinsed anhydrous sodium sulfate column UCT Part number ECSS15M6 and collect eluate in a clean tubeRinse the sodium sulfate column with a two, 3 mL aliquots of methylene chloride and collect in the tube ?Concentrate the extract to about 0.9 mL in a warm water bath (40O C) under a gentle stream of nitrogen ?Adjust final volume to 1.0 mL with methylene chlorideAnalysisAnalyze the extract with GC/MSPhenolic Analyte CAS NUMBERphenol 108-95-2pentachlorophenol 87-86-54-nitrophenol 93951-79-24-chloro-3-methylphenol 59-50-72-nitrophenol 88-75-52-methylphenol (o-cresol) 95-48-72-methyl-4,6-dinitrophenol 534-52-12-chlorophenol-3,4,5,6-d4 (surrogate 1)2-chlorophenol 95-57-82,4-dinitrophenol 51-28-52,4-dimethylphenol-3,5,6-d3 (surrogate 2)2,4-dimethylphenol 105-67-92,4-dichlorophenol 120-83-22,4,6--trichlorophenol 88-06-22,4,6-tribromophenol (surrogate 3)UCT Product Enviro-Clean ? ECDVB156Results show that the UCT Product Enviro-Clean ? ECDVB156 styrene divinyl benzene cartridge yields excellent recoveries of phenolic compoundsJ. W. Munch, April 2000, National Exposure Research Laboratory, Office of Research and Development, U.S. Environmental Protection Agency, Cincinnati, OH 45268 UCT, Inc. ? 2731 Bartram Road ? Bristol, PA 19007 ? 800.385.3153 ? 215.781.9255 ? /doc/163670656.html, ? Email: methods@/doc/163670656.html, UCT, Inc. 2008 ? All rights reserved ‐101030507090110130 9611912010910096951169598124999594127R e c o v e r y % EPA Method 528 Recovery UCT Enviro ‐Clean DVB Cartridge。

离子色谱仪的液体样品应如何处理离子色谱仪技术指标离子色谱仪是基于传统离子色谱仪技术的基础上，吸取国际较新技术成果，研发出的高精度、高灵敏度和高稳定性的新型离子色谱仪。

该仪器拥有耐高压全PEEK流路，具有电子抑制无脉冲的平流泵，使流路更流畅，基线波动更小，可以大大提高检测下限和检测时间。

同时配备了具有技术的自动再生抑制电导池，提高了检测的灵敏度，可以实现痕量级检测。

该产品性能已接近国外同类仪器水平，其应用领域更为广泛。

离子色谱仪工作前对液体样品进行前处理的两大类方法：方法一：微膜过滤法，实在包括以下三种：（1）滤膜或砂芯处理法。

在线处理可用砂芯处理。

该方法缺点是：会有少量离子干扰试验，因此，对于痕量离子分析，需要多次洗涤并扣除空白背景。

（2）电渗析处理法。

该方法除了用于去除颗粒物、有机污染物，还可用于去除重金属离子等污染物。

（3）电解中和法。

该方法可以完成高浓度酸碱中痕量阴阳离子的分析。

方法二：固相萃取法，实在包括以下三种：（1）离子交换树脂。

不同类型的树脂可针对性地去除污染物。

（2）反相和吸附固相萃取法。

（3）螯合树脂。

该方法可以用于检测多而杂过渡金属和镧系金属。

以上就是离子色谱仪工作前对液体样品进行前处理的两大类方法，希望能对大家有所帮忙。

离子色谱仪的输液系统介绍离子色谱仪器的输液系统包括贮液罐、高压输液泵、梯度淋洗装置等，与高效液相色谱的输液系统基本相像。

一、贮液罐溶剂贮存紧要用来供应充分数量并符合要求的流动相，对于溶剂贮存器的要求是：（1）必需有充分的容积，以保证重复分析时有充分的供液；（2）脱气便利；（3）能承受确定的压力；（4）所选用的材质对所使用的溶剂一律惰性。

由于离子的流动相一般是酸、碱、盐或络合物的水溶液，因此贮液系统一般是以玻璃或聚四氟乙烯为材料，容积一般以0、5～4L 为宜，溶剂使用前必需脱气。

由于色谱柱是带压力操作的，在流路中易释放气泡，造成检测器噪声增大，使基线不稳，仪器不能正常工作，这在流动相含有有机溶剂时更为突出。

LCMS操作操作注意事项LC/MS操作操作注意事项首先确定LC分析条件包括: mobile phase,gradient及column 等,并自备solvents,solvent/waste bottles,sample vials (1.8 ml).每次操作时: 分析前及完成后,需清洗管线至少半小时以上,确保无残留污染.MS分析条件已知或已找到相关参考资料.进入chemstation后,首先需check tune为pass才可进行以后之操作,否则立即通知仪器中心助理.条件设定,质谱解析及报告A. LC设定1. Column2. 液相条件 - 移动相的选择3. Set up Pump4. Set up Injector5. Set up DAD SignalsB. MS设定条件参考1.电喷雾(ESI)之3个基本步骤2.化学电离(APCI)之3个基本步骤:3.MS 雾化室(MSD spray chamber)4. Set up MSD signals 1- MSD Control (方框左方)5.Set up MSD Signals 2 - MSD Signal Settings (方框右方)6.选择离子检测(SlM)/ 扫描(scan)模式C. MS说明与解析:1.四极杆质量分析器有两种扫描方式:2.质谱常用术语3.质谱图相关概念4. LC-API/CID/MS5. MS解析规则与条件说明6. API电离步骤及过程:7. ESI 及APCI 最佳化条件8.将现有的LC方法改编为LC/API-MS方法9.萃取离子层析图(EIC)10. 建立校正表D. ReportA. LC设定1. Column :(1)通常填充物质的粒径3-10 μm的管柱是可用的.(2)大於10 μm的填充物不适合LC/MS分析,因为峰扩散很大.(3)粒径3-5 μm的填充物是较理想的.5 μm管柱可能更适合扫描模式,其峰宽度会比较小粒径的管柱宽.峰出现花费较少时间,可以有足够扫描速度和扫描整个峰.如果数据采集太快,损失谱图质量.3.5 μm管柱具有增加层析分辨率和灵敏度的优点.提高的分辨能力可更可靠地分离同分异构体.(4)根据实验需要选择Column的长度,对高流量简单分析用短Column.总分析时间会较短,当为复杂样品时,需要较长Column的分离能力.2. 液相条件 - 移动相的选择(1) 非挥发性的酸,碱,盐 => 挥发性的酸,碱,盐(2) Positive Ion ( pH 5.0 ; 9 preferred)●Acetic acid●Formic acid●Tri-fluoroacetic acid●Ammonium hydroxide●TEA(3) Post-column addition of acid or base may be used to adjust the pH if the chromatography won't work at the desired pH(4) 溶剂适用性Suitable for ES and APClSuitable for only APCIMethanoIAcetonitriIe ;*WaterEthanol ; Propanol ; lsopropanoI ; ButanoIDMF(1) ; DMSO(1)Acetic Acid ; Formic AcidAcetoneCH2C12 ; CHCI3THFTolueneBenzeneHydrocarbons (e.g Hexane)StyreneCCl4CS2Cyclic Hydrocarbons(e.g Cyclohexane)(5)许多常规的HPLC溶剂适合於API-MS.较好的电喷雾溶剂将在溶液中保持离子.因此,如甲苯这样的溶剂,在溶液中不会保持离子,不能用於电喷雾.虽然水是对离子极好的溶刹,但它的溶剂化能太高,去溶剂困难.(6)常用的LC/MS溶剂一般为高质量的甲醇,乙睛,水和挥发性添加剂,如甲酸,乙酸,甲酸铵和乙酸铵等.如果这些常规溶剂能满足分析的需要,可不考虑其他溶剂.(7)层析类型与离子源适用性ESIAPCIReversed phase*****Normal phase****p.s. Main compatibility problems: ions in solution are favorable for electrospray, but may lead to poor retention in reversed phase. High ionic strength and/or nonvolatile buffers may be hard to electrospray(8)ESI/APCI与HPLC的移动相之正反模式的相容性:(a)电喷雾有利於溶液中的离子.但是反相液相层析条件通常会抑制离子化,增加分子疏水性质.之后添加可用於克服这种类型的不相容性.样品通常挥发性低.(b)电喷雾对正相分离不是很有用,因为在正相移动相中通常不会形成离子.而APCI可处理非极性移动相,非极性样品通常较易挥发,因此正相层析可用於APCI.(c)以凝胶过滤形式的体积排阻层析与电喷雾相匹配.水相移动相和蛋白质样品是很好的匹配.凝胶过滤层析不适合APCI.通常样品不易挥发,而且缓冲液会引起APCI问题.然而,凝胶渗透层析由於移动相为有机性的,不太适合於电喷雾.3. Set up Pump(1)流速(flowrate) :流速就是溶剂沿著管柱流动的速度.保持流动速度为常数对确保精确的保留时间和峰面积测量是很重要的.(2)溶剂(solvent) :设定分析的溶剂组成.可选择一元分析或梯度流洗分析.设定通道B 的百分比为从0到100%的任何值.通道A为剩下的体积100-(%B).当运行反相层析分析时,建议把水相放在通道A.(3)压力界限(pressure limit) :设定压力限制的上限和下限,最高压力限是pump的自行停止的界限,保持分析系统压力避免过大.如果压力低於最低限以下,例如移动相走空以后,pump也将自动停止.(4)停止时间(stop time) :设定一个分析的时间.停止时间后,所有的梯度都会停止,并且pump 参教返回初始值.pump是一个完整分析系统停止时间的掌握者.(5)驻留时间(post time) :驻留时间是分析结束和下一个分析开始之间的最小时间间隔,可以利用驻留时间在改变移动相组成后平衡Column,例如梯度流洗以后.(6)时间表(time table) :时间表用於建立pump的梯度洗脱程序.pump时间表的值从时间表中定义的终值应随时间线性地变化.4. Set up Injector(1)标准的进样体积为0.1~100μL(标准配置).如果使用洗针功能,指定洗针所用的溶剂瓶号即可.其余参数一般不需要改变.(2)选择Use Injection programs可以按照使用者要求,安排程序进样.(3)如果希望两次进样取样间隔时间,可以选择Optimization选项:(a)Overlap Injection cycle:在前一针样品进行时,就提前把下一针的样品吸入定量瓶中,做好进样准备.要注意一定要改变后面的时间内定值,以保证前一针样品能够顺利进入液相系统,同时保证下一针样品的扩散最小.一般建议该时间选择在上一针样品进行停止之前1~2min.(b)Prefetch Sample Vial:在前一针样品进行时,就提前把下一针的样品抓取到针座上等候,做好进样准备.此时预约的时间要比上种选项要少,但没有样品扩散的风险.此时也要注意一定要改变后面的时间内定值,以保证前一针样品能顺利进入液相系统,一般建议该时间选择在上一针样品进行停止之前1~2min.(4)注意要保证Agilent 1200各个模式的Stop Time和Post Time的设定要一致,内定为As pump,即在pump的参数设定画面规定这两个时间即可.5. Set up DAD Signals(1) Signals :规定采集层析图所需的参数,要求样品的检测步长Wavelength(Sam.)设在化合物的最大吸收步长处,且大於溶剂的截止步长20nm以上.参考步长Wavelength(Ref)应设在样品没有吸收的地方,且越靠近样品的侦测步长越好.另外,要求BW(Ref)>BW(Sam.)>Slit,其中样品的谱带宽度Band Width(Sam.)应约等於其紫外吸收峰的半峰宽.注意记得保存所需通道的层析图,否则层析数据将不被保存.(2)Spectrum:规定采集吸收光谱时所需的参数.可保存所需张数的光谱图None, Apex + Baselines, Apex+Slopes+Baselines, Ail in Peak, Every 2nd Spectrum或All.若需要进行峰纯度检测或最佳化完全未知的样品检测条件,建议选择All模式.(3)Peakwidth:设定影响层析图的数据采集频率,Peakwidth应略小於层析上最窄的层析峰的半峰宽.数据采集速率太快,则层析图的毛刺过多,数据采集速率太慢,则所采集的数据点过少,造成层析峰变形,无法进行准确定量.B. MS设定条件参考1.电喷雾(ESI)之3个基本步骤: 喷雾及带电→去除溶剂→离子蒸发.ESI之雾化气压力,乾燥气流速及温度取决於流动相组成及流速,如流速越快,含水量越高即需越多乾燥气辅助去除液滴中溶剂.ESI需考虑(1)样品 :(a)在溶液中为离子态:儿茶酚胺,硫酸酯共轭物,丁基胺(b)有可诱导电离的化合物:甲醇(c)含杂原子的化合物:氨基甲酸酯类,苯并二氮杂原子类(含O, S, N)(d)溶液中带多电荷:蛋白质,多肽,低聚核甘酸(2)溶液化学参数 :(a)流速(b)样品的pKa,溶液pH(c)溶液导电性(3)应避免的样品 : 尤其非极性的样品PAHs,PCBs2.化学电离(APCI)之3个基本步骤: 雾化→蒸发液滴→气相电离.即蒸发后再进行离子化,用於可被蒸发之样品,且此过程只产生单电荷离子.APCI需考虑(1)样品(a)分子量和极性中等的化合物:PAHs, PCBs,脂肪酸,邻苯二甲酸酯类(b)不含酸性和碱性位点的化合物: 酮,酯,醇,醛,碳氢化合物(c)含有杂原子的化合物:脲,氨基甲酸酯等(d)对电喷雾响应不好的样品(2)溶液化学参数(a)较ES对溶液化学作用不灵敏(b)较ES更耐大的流速(c)适用ES不宜的一些溶剂(3)应避免的样品 : 在气化过程中热不稳定的化合物3.MS 雾化室(MSD spray chamber)(1) Method: API-ES ; APCI(a)乾燥气流速(drying gas flow, L/min) : 范围0-13即最高限值13 L/min.ESI通常为8-10 L/min;APCI通常为4.(b)喷雾气压力(Nebulizer pressure, psig) :APCI:60 psi;ESI与流速有关,最高限值60 psi.(c)乾燥气温度(drying gas temperature) :与流动相和流速有关,通常为300 ℃以上.水相比较多或高流速时要求较高的乾燥气温度.最高限为350 ℃(d)蒸发温度(Vaporizer temperature)(限於APCI) :与溶剂和流速有关,通常为350 ℃.水或高流速时要求较高的蒸发温度.最高限为500 ℃.(e)毛细管电压(Capillary voltage) : 最高限为6000 V正模式(V) 负模式(V)ESI 4000 3500APCI 4000 4000注: ESI模式负极性时,在高电压时全发生喷针放电.(f)电晕电流(Corona current, μA) (限於APCI) :对正极性: 通常为4 μA;对负极性: 通常为25 μA.(2) Method: MM-ES + APCI 复合源(a)注意charging voltage : 影响ESI区域离子化重要参数.4. Set up MSD signals 1- MSD Control (方框左方)(1) Use MSDMSD将被用作检测器.在standby状态,不会被作为检测器.(2)停止时间(Stop Time): 质谱停止采集的时间.(a)一般设为As pump:按照LC pump中所设的停止时间,(b)若使用者输入时间:当选到指定时间时,MSD数据采集将停止.(3)FlA状态: 选择FlA时,会显示FIA enabled.非FlA时,显示FIA disabled.(4)调整档案(tune file): 指定采集数据时MSD采用那个调整档案里的参数(5)峰宽度(Peak width): 输入预期的层析峰半宽度 (用分钟表示).典型的层析峰宽为0.05-0.15 min.不确定时使用较小的值.内定值为0.1 min.(6)循环时间(Cycle time): 完成一次所有活性信号扫描的时间(秒).也可想像层析图上一个采样点的时间.循环时间的计算与所输入峰宽有关.(7)快速扫描(Fast scan):(a)当设定的质谱信号参数(如峰宽,质量范围和步长)会导致采集数据点过少时,软体会提醒改变参数或选择快速扫描方式.(b)如果参数设定不需要快速扫描,即使选择快速扫描也不会被执行.在VL系统中没有这个选项.(c)在最佳化扫描速度时,会损失一些灵ㄧㄥㄣㄚㄚ陌性敏度和分辨率.因为四极柱的离子传输效率较低.Data reconstruction (selectable)可选,在此设定下采集的数据进行重组以提高电荷和多电荷质谱图的分辨率.某些需要快速扫描速度的应用,不一定要重组数据.对於这些应用,不选择数据重组.数据重组时应用一个移动平均过滤器以减少由快速扫描引起的质谱杂讯.(8)时间过滤器(Time Filter): 内定为选择时间过滤器.建议使用时间过滤器.(9)扫描数据存档(Scan Data Storage):(a)建议选择保存压缩数据(Condenced),即棒状质谱图,节省磁碟空间.(b)对多电荷样品使用完全数据 (连续质谱图),其它使用压缩数据.(c)Deconvolution只能在完全数据上进行.如果试图在压缩数据或SIM数据上使用Deconvolution,将会产生错误.5.Set up MSD Signals 2 - MSD Signal Settings (方框右方)(1)极性(Polarity):指定MSD检测离子的极性(positive/negative).必须先进行MSD tune.(2)模式(Mode): 采集质谱数据的方式.(3)扫描(Scan):从高到低指定的质量范围,并且以指定的间隔(步长)检测强度.在过程中这个程序不断重覆.适於定性分析,例如未知物的鉴定,峰纯度或多电荷样品分子量的确定.(4)碎裂器(ramp):适用於Scan模式和定义ramp.不同的质量数离子可应用不同的碎裂电压.(5)时间(Time): 进样后质谱参数开始进行生效的时间(min)如果第一行是非零时间,MSD不会采集,直到这个时间到达.质谱选择阀也会将LC流路送到废液瓶,直到开始数据采集.(6)质量范围(Mass range): MSD扫描的质量范围.范围越大,MSD须扫描得越快.要得到高品质数据,应扫描所需范围.(7)增益(Gain): 增益是MSD信号放大因子,将信号强度电子倍增器的电压相关联,增益5会得到增益为1时的信号强度的5倍.通常,检测器会在较低的增益值对工作即能产生合适的离子强度.高增益值同时会增加噪音,产生较差的信噪比.通过增加增益值来提高EMV电压会缩短电子倍增器的寿命.(8)碎裂器电压(Fragmentor voltage): 设定碎裂电压.当进行一个方法(Method)时,控制碎裂器电压优先是:(a)选择FIA时,包括碎裂电压的FIA表;(b)当选择碎裂器ramp时,碎裂器ramp表(FIA未选择);(c)如果以上的都没有选择时,参考下列信号设定表.(9)阀值(Threshold): 阀值是强度值.只有强度等於或大於这个值的数据点才被保留在每个扫描的质谱中.内定值150.(10)步长(Step size): 步长是设定扫描数据点之间步幅的大小.这个参数影响扫描速率.典型的值是0.1,范围为0.05到0.4.Fragmentor值与化合物性质有关: 不同化合物使用不同的Fragmemtor值CompoundMax. Mol. Ion2nd. M/z >50%Acid Red 4 (-) 100 130Alprazolam (+) 100 140Caffeine (+) 70 100Methamphetamine (+) <50 70Nitrophenol (-) 70 100Quinine (+) 90 130Quinine (++) 50 60Reserpine (+) 130 170Salbutamol (+) 200注: 最佳化碎裂电压: 表中数据表示不同化合物获得最强的准分子离子和第一个碎裂离子达到其50%强度的碎裂器电压值.每个化合物均通过FlA模式在碎裂电压50到200 V范围内进行分析的.6.选择离子检测(SlM)/ 扫描(scan)模式(1)Scan采集在特定范围中每个质量上的数据.对定性分析通常采用scan模式采集,例如确定样品的分子量或纯度.(2)SlM只采集预先设定离子的数据.此采集方式具灵敏度和专一性.定量分析通常选择SlM模式.Greater sensitivityBetter peak shapeTrace levels easily detected in complex matricesUsed for routine quantificationUseful when precise ion ratios are desired(a)SlM参数: SlM有三个可用自订的参数# of ionsm/z of each ionDwell time(b)每组可检测30个离子,每次采集可分50组.(c)每组检测最少数目的离子可获得最大的信噪比和准确度.(d)驻留时间(Dwell Time)是对每个离子检测的时间段.该时间取决於峰宽选择(17+2 cycles/peak).S/N正比於Dwell Time.(e)可以设定同组中每个离子驻留相同时间或设定每个离子相对驻留时间:*组内(group)为同时SIM的离子,组间为不同对SIM的离子.*组内SIM的离子越多,每个离子的驻留时间就越少.*操作者可根据层析峰的分离情况将不同离子设为组内,或组间SIM.*驻留时间是用於采集每个离子的时间.驻留时间与MSD参数对话框中设定的峰宽度值有关系.软体会根据峰宽度值,然后根据每个峰要有17+2个循环的需要以确定驻留时间.除非使用者指定相对的驻留时间,否则驻留时间会在组内的离子间平均分配.(3)选择 SlM 离子(a)定量离子:该离子的响应用於计算待测物的含量.(b)限定离子:该离子的响应值与定量离子响应值之比值用来确认待测物质化合物,以避免假检出.(c)选择相对强度较高的离子可以提高灵敏度.(d)选择质量数高的离子可以避免干扰.(e)选择唯一性高的离子.(f)尽量避免选择基质或背景中存在的离子.(g)如果可能,每个化合物选择多个离子.离子间的比例可以帮助判别化合物,特别是同位素族.(h)对於SIM定量,可以对每个层析峰选择一个定量离子.这个离子应该峰高且唯一.不要选择在基体或背景中相同的m/z.(i)为确定层析峰,选择一或两个限定离子.这些离子也应该峰高且唯一.在LC/MSD分析中,离子的出现和峰高度,缓冲液和碎裂器相关.(4)选择定量/限定离子(a)应用精确质量,不要用名义质量(例如195.2而不用195).(b)为得到最佳效果,用动态校正,即选择如括弧所示的样品质量(195.0,195.1,195.2,195.3,195.4)以选择响应值最佳的离子.(c)为长期的效果,检测前要对质量轴进行校正.(5)定量方法建立首先要扫描采样以确定在SIM分析中所要使用的离子.使用扫描采样数据,得到谱图列表展示有一位近似值的精确质量并输入到SIM表中.使用者应使用列表中的质量,例如195.2,而不是名义上的质量195.如果所选择的SlM质量偏差0.3daltons,则灵敏度会有70%的损失.另一方面,找到SlM分析的最佳m/z,要避免所有离子的SlM实验产生一位近似值.这就是所谓的动态调整.(6)动态SIM校正动态SIM校正可以获得最佳的SIM灵敏度.做SIM 试验:(a)以0.1 dalton为间隔采集多个质量例如:Caffeine 195.2 : 195.0 ; 195.1 ; 195.2 ; 195.3 ; 195.4(b)积分SIM数据并且选出响应值最大的离子作为定量离子(c)进行动态调整,此例子中,全扫描质谱图在195.2 daltons处有离子.(d)咖啡因的SIM实验将包括一组具有五个离子:195.0,195.1,195.2,195.3和195.4 daltons.评估各质量的离子EIC 积分结果,或直接看质谱图以找到最大强度的离子.这就是SIM定量的最佳离子.C. MS说明与解析:1.四极杆质量分析器有两种扫描方式:(1)全扫描方式(scan) : 主要用於定性分析,未知化合物的鉴定;(2)选择离子监测(SIM) : 主要用於已知化合物的定量分析.2.质谱常用术语1.分子离子(molecular ion)自由基 (radical)离子M.+.很活泼,易碎裂而产生广义的碎片离子.2.准分子离子*(quasi-molecular ion)由软电离技术产生的质子或其他阳离子加合离子以及去质子化或其他阴离子加合离子.3.碎片离子(fragment ion)电离后具有过剩内能的分子离子以多种方式裂解生成碎片离子.4.奇电子离子(odd-electron ion, OE);偶电子离子(even-eIectron ion, EE)OE含未配对电子,有较高的反应 (碎裂)活性,易生成碎片离子.5.多电荷离子(multiply-charged ion)6.同位素离子(isotopic ion)3.质谱图相关概念(1)总离子层析图(Total Ion Chromatogram, TIC)(2)质谱图 (Mass Spectrum, MS)(3)选择离子监测图 (Selected Ion Monitor, SlM)(4)萃取离子层析图 (Extract Ion Chromatogram, EIC)(1)总离子层析图(Total Ion Chromatogram, TIC)将质谱图上每一个离子的强度的总合对应扫描时间作图产生的.TIC层析图上每一个采样点都对应一张质谱图.(2)准分子离子当用大气压电离技术分析小分子时,通常在质谱中主要的峰是质子化准分子离子.例如苯基保泰松的实际质量308,在质谱图中其基峰即最大强度峰是准分子离子[M+H]+峰,m/z为309.(3)萃取离子层析图(EIC) : 可以(a)提高S/N去除背景(b)分离共流出峰(c)主要用於:寻找目标峰,准确定量注意:EIC是在数据采集后分析时生成的;而SIM是实际信号.4. LC-API/CID/MS :(1)通过调节毛细管出口电压,在毛细管出口处可发生碰撞诱导解离(Collision Induced Dissociation, CID)而产生碎片.利用碎片信息,有助於定性;利用碎片离子定量,可提高方法的专属性.(2)范例:甘油三酸脂的碎裂电压75V可得谱图中m/z 684.65呈现准分子离子峰[M+NH4]+.当碎裂电压升高到175V,可用碎片离子m/z 467或439表示.(3)API是一种相对的软电离技术,产生的主要是准分子离子.CID是用中性气体分子去碰撞离子产生碎片的过程,对定性分析和定量分析都很有用.(4)CID可以通过选择离子传输毛细管出口和第一级分离器之间的离子能量来控制.离子能量可以通过改变软体(chemstation)中所谓的碎裂参数来改变.5. MS解析规则与条件说明(1) [M+H]+离子的氮规则分子量为奇数[M+H]+ 为偶数的离子有奇数个N分子量为偶数[M+H]+ 为奇数的离子有偶数个N或不含N例1. m/z 300的[M+H] + 离子: mw = 299 ; 即化合物一定有奇数个氮例2. m/z 301的[M+H] + 离子: mw = 300 ; 即含有偶数个氮(0,2,4….)(2)API质谱图解释电喷雾和APCI是可提供分子量信息的软电离技术.检测到的离子种类与溶剂添加剂和分析所用的条件相关.正离子检测负离子检测-[M+H]+ 酸性条件-[M+Na]+ , [M+K]+ (有盐时)-[M+NH4]+ 有铵盐缓冲溶液-[M+X]+, x=溶剂或缓冲溶液中的阳离子-[2M+H]+在高浓度时形成的二聚体-[M+H+S]+ 溶剂添加剂-[M+H]- 碱性条件-[M+X]- , x=溶剂或缓冲溶液中的阴离子-[M-H+S]- 溶剂添加剂(3)样品的储存,准备,移动相和添加剂都将影响最后结果.当建立一个新方法时要注意这些因素.(4)CID (Collision-Induced Dissociation )通过与中性气体分子碰撞将能量传递给离子产生碎片的过程.能量传递足以导致断键和所选离子重排.对定性分析和定量分析都很有用.定性提供有关分子的结构信息.定量特性由限定离子的存在而增强.70年代初McLafferty (JACS,95,3886,1973)证明ClD使键断开和离子重排,产生离子代表中性分子的结构.结构解析:API过程中,准分子离子以偶电子离子形式出现.通过CID合产生碎片,碎裂过程如下:ABCD+→ ABC+ + D (中性碎片)电荷保留在质子亲和势较高的碎片上(5)ClD 质谱图解析: 常见中性损失( Even LOSS)(M+X)+-18水(M+X)+-H2O(M+X) +-20氟化氢(M+X)+-HF(M+X) +-28一氧化碳或乙烯(M+X)+-CO or (M+X) +-C2H4(M+X) +-30甲醛(M+X)+-H2CO(M+X) +-31甲胺(M+X)+-CH3NH2(M+X) +-32甲醇(M+X)+-CH3OH(M+X) +-36氯化氢(M+X)+-HCI(M+X) +-44二氧化碳(M+X)+-CO2(M+X) +-46二氧化氮(M+X)+-NO2(M+X) +-60乙酸(M+X)+-CH3CO2H(M+X) +-90硅醇(M+X)+-HO-Si-(CH3)36. API电离步骤及过程:(1)溶液中电离(样品pKa,溶液pH)→(2)喷雾(表面张力及黏度,气动辅助)→(3)去溶剂(乾燥气温度及流速,热容量Hvap)→(4)离子从溶液中解析(溶解能)→(5)气相中的离子反应(质子亲合力,电荷交换)(1)当分析物在溶液中以离子存在时得到最佳的电喷雾灵敏度对中性分子,离子相互作用比非离子相互作用大103至104倍(例如:凡得瓦力,氧键).因此分析物离子可以克服液滴的溶解能,从带电液滴中解析出来.(2)在溶液中如何产生离子(a)酸/碱化学性质: M - NH2 + 酸→ [M-NH3]+ +酸-M - COOH + 碱→ [MCOO]- + 碱+(b)螯合(对类似糖的中性物质): M.+ Na+ [M + Na]+ (碱金属,如20 M乙酸钠)(c)衍生化: 形成离子或酸/碱产物当分析物溶解在酸或碱之极性溶剂中时,可被离子化或具有强偶极距.对於电离的分析物,ESI通常简单且具有高灵敏度.不存在其它离子-离子相互作用干扰,离子在喷雾前已经存在於溶液中.在喷雾中这些离子易於从液滴中蒸发出来,得到较高的分析物离子强度.形成强偶极距但没有被电离的分析物也可分析.喷雾室中的强电极场驱动离子化过程.这些电场促使喷雾液滴带电荷,使液滴表面引起分析物分子离子化.通过使用特定的化学物质的交互作用,这些分析物也可被化学电离.(3)对电喷雾使用典型缓冲液产生离子的问题 - 离子对的形成(a)对正离子检测,由於离子对的形成,使溶液中或气相中的离子中和![M + H]+ + A- [M + H + A]o ;A = B, S, P : 有利於中性样品; A = 甲酸盐,乙酸盐: 有利於带电物质*离子对强度: B,S,P > 三氟乙酸>乙酸盐,甲酸盐 (B, S, P) = 硼酸盐,硫酸盐,磷酸盐(b)对负离子检测,由於离子对形成,使溶液或气相中离子的中和![M-H]- + C+ [M-H + C]0 ; C = Na,K,Li (中性产品); C = NH4+(带电物质)(4)气相中的离子反应(a)通过离子传输区域时从大气压喷雾室的反应中会产生质子转移和电荷交换反应.这个高压区允许发生1000次离子/分子反应.(b)质子转移:与HPLC添加剂相比,如:氨,三乙胺 (质子亲合力分别为206和232 kcal/mole),样品具有较低质子亲和力的会失去一个质子,变成中性或形成复合离子如[M+NH4]+.(c)溶液碱度在气相中会导致分析物离子的去质子化,致使分析物没有电喷雾信号.添加剂如三乙胺这样强气相碱的使用,会导致[M+H]+离子损失.添加剂(乙酸铵,甲酸铵,乙酸,甲酸和氢氧化氨)的使用会减少这些反应.(5)比较电喷雾电离源(ESI)大气压化学电离源(APCI)离子在溶液中已生成离子在气态条件中生成化合物无需具有挥发性化合物需具有一定的挥发性是分析热不稳定化合物的首选方法化合物必需是稳定的生成单电荷离子外亦可生成多电荷离子只生成单电荷离子7. ESI 及APCI 最佳化条件(1)APC-MS添加剂(a)调整PH : 使用乙酸,甲酸,TFA,氨氧化胺(b)一般的缓冲液/离子配对试剂 :乙酸铵/甲酸铵 ; 三氟乙酸(TFA) ; 七氟丁酸(HFBA) ;四乙基或四丁基氢氧化铵(TBAH)(c)阳离子化试剂 : 20-50 M的乙酸钠或乙酸钾(d)一般考虑:挥发性 (污染喷雾室,堵塞喷嘴)导电性 (对离子气化过程减少小液滴的形成)离子配对 (进入气相时中和预带电离子)(e)不能使用在HPLC中常使用的磷酸盐,硫酸盐或硼酸盐(f)在APl-ES中影响添加剂选择的主要因素是离子配对和挥发性.(g)对APCI添加剂选择的主要因素是挥发性.8. 将现有的LC方法改编为LC/API-MS方法(1)溶剂:(a)非挥发性缓冲盐 => 挥发性缓冲盐(b)浓度<10 mM(对於ES)或<100 mM(对於APCI)用醋酸鞍,甲酸,三氟乙酸 (TFA),七氟丁酸(TFBA),羟基四丁基胺取代磷酸盐,硫酸盐和硼酸盐.(Formic acid, acetic acid, TFA, ammonium hydroxide)如果必须使用非挥发性缓冲盐,使用仅阳离子或阴离子部分不挥发性缓冲盐,例如用醋酸钠而不用磷酸钠.(c)挥发性离子对试剂可以使用.(2)样品制备: 通常样品制备或没有样品制备会严重影响API-MS分析.很多情况下APl-MS技术的失败源於样品前处理.前处理不当会导致信号衰减或共同离子干扰.前处理需要考虑以下因素,其为分析成败关。

如何利用LC-MS/MS，更快更好的建立生物样品分析方法?前言：以前曾在实验室的seminar上，做过一次关于如何建立生物样品分析方法的工作报告。

时隔两年，恰逢仪器信息网举办第一届网络原创作品大奖赛，在这里将这几年来对于生物样品分析的一点点感受总结一下，与大家交流、分享。

首先明确一下文中提到的“生物基质”，主要指的是血浆、血清、唾液、尿液或者器官组织等。

药物透过机体的各种生理屏障，进入到这些基质中，就是我们所说的“生物样品” (Biosample)。

生物样品中的药物浓度极低，我们如何利用灵敏度高的仪器如LC-MS/MS，更好的建立测定生物样品中药物浓度的分析方法呢？下面我主要从以下四个方面进行阐述：一、色谱-质谱条件的确立1、质谱条件的确立当使用液质联用仪对某一个化合物进行定量分析时，我们就需要建立一个质谱分析方法。

虽然仪器的型号不尽相同，但原理却是一致的。

我们在确定方法时，主要考虑以下几个因素：（1）化合物的性质：包括化合物的结构、化合物的极性及化合物的pKa值。

首先了解化合物的结构，我们可以大概的推断其碎片离子的断裂方式，选择较为稳定的碎片离子作为定量反应的子离子，也可以根据经验判断选用哪种source 更为合适；根据化合物的极性大小，我们可以选择一种或几种恰当的溶剂作为溶媒，既能保证完全将样品溶解，又能提高化合物的质谱响应；而清楚化合物的pKa值，有助于我们选择流动相的添加剂及其pH值，从而提高质谱响应。

（2）流动相添加剂的选择：在液相-紫外检测中，我们使用的添加剂的种类繁多，可以是挥发性的酸或者碱（如甲酸、乙酸和氨水等），也可以是不易挥发的缓冲盐（如磷酸二氢钠-磷酸缓冲液、磷酸二氢钾-磷酸缓冲盐）。

但是在液质分析中，基于质谱检测的原理，我们只能使用可挥发的酸碱或缓冲盐，那么种类就会受到极大的限制。

在日常分析中使用到的添加剂主要有甲酸、乙酸、三氟乙酸、氨水和甲酸铵、乙酸铵等缓冲盐，见图1。

GCMS工作原理引言概述：GCMS（气相色谱质谱联用技术）是一种广泛应用于化学分析领域的分析技术。

它结合了气相色谱和质谱两种技术，能够对复杂的混合物进行快速、准确的分析和鉴定。

本文将详细介绍GCMS的工作原理，包括样品进样、气相色谱分离、质谱检测以及数据分析等方面。

一、样品进样1.1 采样与制备：样品采集是GCMS分析的第一步，样品的选择和制备对分析结果至关重要。

常见的样品类型包括气体、液体和固体等。

对于气体样品，可以直接进样；对于液体样品，通常需要进行萃取或者浓缩处理；对于固体样品，常用的方法有溶解、提取和研磨等。

1.2 进样方式：进样方式有多种，常见的有液体进样和固体进样两种。

液体进样通常采用注射器进行，将样品溶解在适当的溶剂中后，通过自动进样器或者手动方式注入气相色谱柱中。

固体进样则需要将样品装入固定体进样器中，通过加热或者气流等方式将样品挥发进入气相色谱柱。

二、气相色谱分离2.1 色谱柱选择：气相色谱柱是气相色谱分离的关键，其选择应根据样品的性质和分析目的来确定。

常见的色谱柱类型包括非极性柱、极性柱和特殊柱等。

非极性柱适合于分离非极性化合物，极性柱适合于分离极性化合物，而特殊柱则适合于特定的应用领域。

2.2 气相流动速率：气相色谱分离的效果与气相流动速率有关，流速过高会导致分离不彻底，流速过低则会延长分析时间。

因此，选择适当的气相流速对于保证分离效果至关重要。

通常，气相流速的选择应根据样品的复杂程度和分离要求来确定。

2.3 色谱程序设置：色谱程序设置包括初始温度、升温速率和终止温度等参数的设定。

这些参数的选择应根据样品的性质和分析目的来确定。

初始温度应根据样品的挥发性来设定，升温速率和终止温度则应根据样品的分离要求来确定。

三、质谱检测3.1 离子化方式：质谱检测的第一步是将分离的化合物离子化。

常用的离子化方式有电子轰击离子化（EI）和化学电离（CI）等。

EI是最常用的离子化方式，通过电子轰击样品份子产生离子；而CI则是通过化学反应产生离子。

GC／MS方法分析高锰酸钾去除水中有机污染物李铁云【摘要】采用固相萃取-GC／MS检测分析技术，分析黄河水中的有机污染物检测结果表明黄河水受到了一定程度的污染，相对含量较高的有机污染物是烷烃类、酸类和酯类化合物。

研究了高锰酸钾与颗粒活性炭联用对水源水微量有机污染物的去除效果，结果表明，高锰酸钾对苯酚有较好的去除效果，实际水源水在高锰酸钾与颗粒活性炭联用处理后，水中有机物大部分被去除，水源水的致突变活性有明显降低。

%Using solid phase extraction - GC/MS detection analysis technology, the organic pollutants in the the Yellow River water was polluted to some extent, and relatively higher content of organic pollutants were alkanes, acids and esters. The effeciency of combined potassium permanganate and granular activated carbon for water trace organic pollutants removal was studied, and the results showed that potassium permanganate phenol had better removal effect, the actual source water in potassium permanganate and granular activated carbon for treatment, organic matter in water was removed mostly, and the mutagenic activity had significantly lower.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2012(040)002【总页数】3页(P110-112)【关键词】GC／MS;黄河水;有机污染物;高锰酸钾;颗粒活性炭【作者】李铁云【作者单位】鸟海职业技术学院,内蒙古乌海016000【正文语种】中文【中图分类】O656随着环境科学的不断发展，我国水源污染仍呈现上升发展趋势，城镇饮用水水源中已检测出多种有机污染物。

样品前处理解决方案一、应用方案介绍应用方案一：蔬菜和水果中的应用目标物：天然色素菠菜、西兰花等色素较浓的蔬菜韭菜等含Ｓ化合物较高的葱蒜类蔬菜柑橘、苹果等水果中药材中大分子杂质标准方法GBT 5009.218-2008 水果和蔬菜中多种农药残留量的测定GBT 5009.146-2008 植物性食品中有机氯和拟除虫菊酯类农药多种残留量的测定德国S19GB T 5009.218-2008 水果蔬菜中211种农药二. 检测仪器检测仪器方案1：全自动在线多联机前处理平台（固相萃取SPE、凝胶净化GPC、浓缩以及定量浓缩）——一体机技术指标和配置介绍：（总价80-100万）德国LCTech公司 Freestyle Series SPE GPC EVA全自动固相萃取/凝胶净化/定量浓缩全在线多联机系统，具备在对各种有机样品进行自动凝胶净化,固相萃取净化和前后在线定量浓缩的功能,并把定容后的样本直接转移到密闭GC样品瓶中,可直接用于仪器分析，可以按用户要求选择多种联机或使用单独功能模块的方式。

适用范围: 应用于各类食品样品、动植物样品、农作物样品、水、土壤、沉淀物等环境样品等样品中的农药兽药残留、PAHs、PCBs分析的样品前处理，可一次性连续在线完成样品的预浓缩在线GPC净化分离在线固相萃取SPE在线精确定量浓缩的联机过程；符合德国DFG S19、USEPA SW-846方法3640A、AOAC方法984.21、EN12393和EN1528等国际标准。

1.仪器主要指标:1.1采用自动进样/组份收集系统。

1.2系统具有完善的自动清洗功能,,杜绝交叉污染。

★1.3采用水浴真空浓缩和氮吹浓缩分段联用功能,确保回收率。

2. 系统配置(全密封系统，没有溶剂泄漏，以保护环境和操作人员）：2.1 高压双柱塞输液泵一套；2.2 28位100ml自动进样/组分收集器一套；2.3 30位16ml自动进样/组份收集器一套；2.4 60位1mlGC瓶收集器一套；2.5 国际农残标准GPC净化分离柱一根；2.6 GPC填料： Bio-beads S-X3 200-400目 100g 一包；2.7 28位SPE小柱架一套；2.8 AP液位传感器精确定容锥形尖底浓缩腔一套；2.9变频无油防腐化学隔膜真空泵一套；2.10原装样品冷凝系统和溶剂回收系统一套；2.11 PC软件系统一套；2.12相应消耗品包括进样瓶，收集瓶等，所有的进样瓶及收集瓶都配备相应瓶盖及瓶垫；2.13冷却循环水系统（国内采购）一套；2.14 DELL商务电脑（国内采购）一套；3.环境条件：3.1电源：230V，50Hz3.2环境温度：10℃-30℃3.3相对湿度：5%-95%RH4.技术要求：4.1 AP液位传感器精确定容锥底浓缩腔：★4.1.1全自动AP液位控制传感器：可以根据用户要求设定定容体积,自动定位，不受样品颜色干扰。

GC-MS的使用的一般步骤如下：
1.样品处理：将样品进行适当处理，如萃取、浓缩、衍生化等，以便进行后续的色谱分离和质谱分
析。

2.样品进样：将处理后的样品通过进样器注入到气相色谱柱中。

进样方式可以是自动或手动，进样
量根据需要进行调整。

3.气相色谱分离：在气相色谱柱中进行分离，使样品中的各组分得到分离。

调整柱温和流速等参数
以获得最佳分离效果。

4.传输和接口：在气相色谱柱后设置适当的传输线，将组分传输到质谱仪的离子源中。

5.质谱分析：在质谱仪中进行离子化和碎裂，产生各种质荷比（m/z）的离子。

6.谱图获取和解析：通过质谱分析获得样品的质谱图，并通过对比标准谱库进行定性分析。

同时，
利用峰面积法或其他方法进行定量分析。

7.结果处理和报告：对质谱图进行分析和处理，得出样品中各组分的定性和定量结果，并生成报告。

需要注意的是，GC-MS的使用步骤可能因不同的仪器型号和实验条件而有所不同。