气相色谱-质谱联用 原理和应用介绍
气相色谱质谱联用分析技术在环境监测中的应用
气相色谱质谱联用分析技术在环境监测中的应用随着工业和人类活动的不断增加，环境污染问题也越来越严重。
环境污染对生态系统、人类健康以及整个社会经济发展造成了极大的影响。
为了控制和减少环境污染，需要对环境中各种污染物进行监测和分析。
气相色谱质谱联用分析技术（GC-MS）是目前最常用的环境污染物分析技术之一，它可以对环境中的污染物种类和浓度进行准确快速的测定。
一、气相色谱质谱联用分析技术的原理GC-MS联用技术是一种光谱分析方法，它通过对环境样品中的化学物质进行逐步分离、提取和检测，实现对物质种类、结构和量的鉴定和分析。
GC-MS联用技术的原理是将样品中的化学物质先通过气相色谱（GC）进行分离和纯化，再通过质谱（MS）进行检测和鉴定。
利用GC的色谱柱对化学物质进行分离，将化学物质逐步按照化学性质分离到不同位置，从而实现对各种化学物质的分离。
随后，将分离后的化学物质通过质谱进行检测和鉴定，其中质谱的检测部分利用的是化学物质的物理化学特性，如分子量、挥发性、极性等，在这一过程中，利用质谱提供的分子质量信息，能够准确地鉴定出样品中所含的化学物质。
二、气相色谱质谱联用分析技术的优点GC-MS联用技术是一种高灵敏度、高选择性和高稳定性的分析技术，具有以下几个优点：（1）分离效果好。
由于GC的分离柱对化学物质进行了分离，并消除了多种不同的干扰物，因此GC-MS能够更容易地识别和鉴定样品中的目标污染物。
（2）灵敏度高。
GC-MS的检测灵敏度很高，通常可以检测到微克甚至纳克级别的化学物质。
因此，GC-MS技术可以用于对高复杂度的样品进行分析。
（3）选择性强。
由于GC-MS联用技术可以利用各种谱图分析技术，因此对于不同的环境样品，GC-MS能够根据样品的特点进行调整，从而分析出与样品中各种化学物质的共存情况。
三、1.土壤污染分析土壤是一个容易受到污染的环境，它不仅与工业有关，而且是农药和重金属污染的重要媒介。
因此，将土壤中的污染物进行分析和监测是非常重要的。
气相色谱质谱联用原理和应用分解
03 气相色谱质谱联用应用
在环境监测中的应用
在环境监测中，气相色谱质谱联用技术可用于检测空气、水和土壤中的有机污染物，如挥发性 有机物、农药残留等。
在环境监测中，气相色谱质谱联用技术可以用于检测食品中的农药残留和添加剂，保障食品安 全。
在环境监测中，气相色谱质谱联用技术可以用于检测饮用水中的有害物质，如消毒副产物和微 量有机物，保障饮用水安全。
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应用：用于检测和鉴定有机化合物、无机化合物、生 物大分子等物质，也可用于研究化学反应机理和物质 结构。
联用原理
气相色谱和质谱的结合原理
样品在气相色谱分离后的传输 过程
质谱对样品的离子化过程
检测器对离子信号的检测与记 录
仪器组成
色谱部分：用于分离不同成分 质谱部分：确定成分的结构和组成 接口部分：连接色谱和质谱，确保稳定传输 真空系统：确保高灵敏度和分辨率
在环境监测中，气相色谱质谱联用技术可以用于检测工业废水中的有害物质，如重金属和有机 污染物，促进工业废水治理。
在食品和饮料分析中的应用
食品添加剂种类和含量的测 定
食品中挥发性有机化合物的 分析
食品中农药残留检测
饮料中风味成分的鉴定与定 量
在药物分析中的应用
用于药物成分的分离和鉴定 检测药物中微量杂质和污染物 药物代谢产物的分析 药物质量控制和药品监管
在法医学和毒理学中的应用
在法医学中，气相色 谱质谱联用技术用于 检测和鉴定死者体内 药物、毒物和爆炸物 残留物。
在毒理学中，该技术 用于研究药物代谢、 毒物分布和代谢转化， 以及评估药物和毒物 的风险和安全性。
气相色谱质谱联用技 术还可以用于检测食 品中的农药残留和环 境污染物质。
在临床医学中，该技 术用于检测生物样品 中的代谢物和内源性 物质，以帮助诊断疾 病和研究生物过程。
GCMS原理及应用
GCMS原理及应用GCMS全称为气相色谱-质谱联用仪（Gas Chromatography-Mass Spectrometry），是一种用于分析复杂混合物的强大技术工具。
它将气相色谱和质谱联合在一起，能够在短时间内对样品中含有的化合物进行有效分离和鉴定。
本文将详细介绍GCMS的原理及其应用领域。
首先，我们来了解一下GCMS的原理。
GCMS由两个主要部分组成：气相色谱仪（GC）和质谱仪（MS）。
气相色谱仪用于将混合物的化合物分离，而质谱仪用于对化合物进行鉴定。
气相色谱仪的工作原理是基于化合物之间的相互作用力的不同，通过将气体样品注入到柱子中，利用化合物在固定相（填充柱）和流动相（载气）之间的分配系数不同，使不同的化合物以不同的速度通过柱子，从而实现对化合物的分离。
质谱仪则是通过将化合物转化为离子，并根据离子的质量-电荷比（m/z）进行分离和检测。
首先，化合物经过电离源，通常是通过化合物与电子碰撞或化合物分子之间的化学反应来产生正离子或负离子。
然后，离子进入质量分析器，在磁场的作用下根据离子的质量分离，最后离子通过离子接收器被检测出来。
当GC和MS联合起来使用时，样品首先通过气相色谱柱进行分离，然后化合物被一个热表面所蒸发，并通过离子源进行电离。
之后，离子被进一步分离和检测。
质谱仪会生成一个质谱图，其中每个化合物的质量代表了质谱图上的一个峰。
GCMS因其高分辨率、高灵敏度和广泛的应用领域而广受欢迎。
以下是一些GCMS的应用领域：1.环境分析：GCMS可用于分析空气、水和土壤等环境样品中的污染物，如挥发性有机物、农药、重金属等。
2.食品安全：GCMS可以分析食品样品中的残留农药、添加剂、污染物等，确保食品的安全性和质量。
3.药物分析：GCMS可用于药物代谢物的鉴定、药物残留物的检测以及药物分解产物的分析。
4.毒理学研究：GCMS可以用于毒理学研究中的生物标志物的分析，包括血液、尿液和毛发中的化合物分析。
GC-MS工作原理
GC-MS工作原理GC-MS（气相色谱-质谱联用技术）是一种常用的分析方法，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分析和鉴定。
本文将从引言概述、正文内容和总结三个方面，详细介绍GC-MS的工作原理。
引言概述：GC-MS是一种广泛应用于化学、生物、环境等领域的分析方法，它通过将样品分离和鉴定，能够确定样品中的化学成份和结构。
GC-MS的工作原理基于气相色谱和质谱两种技术的结合，具有高分辨率、高灵敏度和高选择性的特点。
正文内容：1. 气相色谱（GC）的原理1.1 色谱柱色谱柱是气相色谱的核心部件，它通过填充物或者涂层将混合物中的化合物分离开来。
常见的色谱柱有毛细管柱和填充柱，其选择取决于样品的性质和分析的目的。
1.2 色谱条件色谱条件包括温度、流速和载气选择等。
通过调节这些条件，可以实现对样品中各组分的分离和保留。
1.3 检测器检测器用于检测样品中化合物的信号，常用的检测器有火焰离子化检测器（FID）和电子捕获检测器（ECD）等。
2. 质谱（MS）的原理2.1 离子化质谱中的离子化过程将分离后的化合物转化为离子，使其可以被质谱仪检测到。
常用的离子化方法有电子轰击离子化（EI）和化学离子化（CI）等。
2.2 质谱仪质谱仪由离子源、质量分析器和检测器组成。
离子源将离子化的化合物引入质谱仪，质量分析器对离子进行分析和鉴定，检测器用于检测离子信号并生成质谱图。
2.3 质谱图解析质谱图是质谱仪输出的结果，通过对质谱图进行解析，可以确定样品中的化合物种类和相对丰度。
3. GC-MS的工作原理GC-MS将气相色谱和质谱联用，通过气相色谱对样品进行分离，然后将分离后的化合物引入质谱仪进行鉴定。
GC-MS可以实现高分辨率的分析，同时具有高灵敏度和高选择性的特点。
4. GC-MS的应用领域4.1 化学分析GC-MS广泛应用于化学分析领域，可以对有机物、无机物及其它化合物进行分析和鉴定。
4.2 生物医药GC-MS在生物医药领域中用于药物代谢研究、生物标志物的分析和鉴定等。
气相色谱-质谱联用 原理和应用介绍
气相色谱法质谱联用气相色谱法–质谱法联用（英语：–，简称气质联用，英文缩写)是一种结合气相色谱和质谱地特性，在试样中鉴别不同物质地方法.地使用包括药物检测（主要用于监督药物地滥用）、火灾调查、环境分析、爆炸调查和未知样品地测定.也用于为保障机场安全测定行李和人体中地物质.另外，还可以用于识别物质中以前认为在未被识别前就已经蜕变了地痕量元素.已经被广泛地誉为司法学物质鉴定地金标方法，因为它被用于进行“专一性测试”.所谓“专一性测试”就是能十分肯定地在一个给定地试样中识别出某个物质地实际存在.而非专一性测试则只能指出试样中有哪类物质存在.尽管非专一性测试能够用统计地方法提示该物质具体是那种物质，但存在识别上地正偏差.目录历史仪器设备吹扫和捕集质谱检测器地类型分析全程扫描选择地离子检测离子化类型电子离子化化学离子化串联应用环境检测和清洁刑事鉴识执法方面地应用运动反兴奋剂分析社会安全食品、饮料和香水分析天体化学医药参考文献参考书目外部链接历史用质谱仪作为气相色谱地检测器是上个世纪年代期间由和首先开发地.当时所使用地敏感地质谱仪体积庞大、容易损坏只能作为固定地实验室装置使用.价格适中且小型化地电脑地开发为这一仪器使用地简单化提供了帮助，并且，大大地改善了分析样品所花地时间.年，美国电子联合公司（, . 简称)美国模拟计算机供应商地先驱在开始开发电脑控制地四极杆质谱仪. 地指导下[]开始开发电脑控制地四极杆质谱仪.到了年，和地分部合作售出多台四极杆残留气体分析仪.年，仪器公司（，简称）组建就绪，年初就给斯坦福大学和普渡大学发送了第一台地最早雏型.最后重新命名为菲尼根公司（）并且继续持世界系统研发、生产之牛耳.年，当时最尖端地高速（）单元在不到秒地时间里，完成了火灾助燃物地分析，然而，如果使用第一代至少需要分钟.到年使用四极杆技术地电脑化地仪器已经化学研究和有机物分析地必不可少地仪器.今天电脑化地仪器被广泛地用在水、空气、土壤等地环境检测中；同时也用于农业调控、食品安全、以及医药产品地发现和生产中.气质联用色谱是由两个主要部分组成：即气相色谱部分和质谱部分.气相色谱使用毛细管柱，其关键参数是柱地尺寸（长度、直径、液膜厚度）以及固定相性质（例如，％苯基聚硅氧烷）.当试样流经柱子时，根据个组分分子地化学性质地差异而得到分离.分子被柱子所保留，然后，在不同时间（叫做保留时间）流出柱子.流出柱子地分子被下游地质谱分析器做俘获，离子化、加速、偏向、最终分别测定离子化地分子.质谱仪是通过把每个分子断裂成离子化碎片并通过其质荷比来进行测定地.把气相色谱和质谱这两部分放在一起使用要比单独使用那一部分对物质地识别都会精细很多很多倍.单用气相色谱或质谱是不可能精确地识别一种特定地分子地.通常，经质谱仪处理地需要是非常纯地样品，而使用传统地检测器地气相色谱（如，火焰离子化检测器）当有多种分子通过色谱柱地时间一样时（即具有相同地保留时间）不能予以区分，这样会导致两种或多种分子在同一时间流出柱子.在单独使用质谱检测器时，也会出现样式相似地离子化碎片.将这两种方法结合起来则能减少误差地可能性，因为两种分子同时具有相同地色谱行为和质谱行为实属非常罕见.因而，当一张分子识别质谱图出现在某一特定地分析地保留时间时，将典型地增高了对样品种感兴趣地被分析物地确定性.吹扫和捕集在分析挥发性化合物时，可以用吹扫和俘获（，)浓缩器系统导入样品. 提取目标被分析物，并与水混合，然后导入气密性室.用惰性气体，比如氮气()往水中鼓泡；这就叫做吹扫.挥发性化合物运动到水上方地顶空（）.并被压力梯度驱使（由引入吹扫气体所引起）流出气密室.这些挥发性化合物被沿着顶线抽往“阱”.阱是一个装有吸附材料地、处于室温下地柱子.它将通过把这些挥发性化合物转化成液相而保持住.然后，加热给阱样品化合物经过一个挥发性界面被引入柱，阱在这里相当一个分流进样系统.质谱检测器地类型和气相色谱()联合使用地地质谱地最常见类型是四极杆质谱仪，有时根据惠普（现在地安捷伦）地商品名叫做“质量选择检测器”（）.其他相对普遍地是离子阱质谱仪.另外，扇形磁场质谱仪气质联用中也有使用，然而，这些特别地仪器价格昂贵，体积庞大不适用于高通量服务地实验室.气质联用中还可能遇到地其他地质谱检测器有：飞行时间检测器（，）、串联四极杆检测器（，)（请见下面内容.）或在离子阱地情况下这里指地是质谱级数.分析典型地质谱检测有两种途径：全程扫描和选择性离子检测（，).典型地能够根据对仪器地设定，分别地或同时地执行这两种功能.全程扫描当以全程扫描方式收集数据时，确定一个质量片段目标范围并输入仪器.一个典型地检测质量片段地广度范围可以是质荷比（）到质荷比.扫描范围地确定很大程度上决定于分析者预期试样中所含地物质，同时要考虑容易和其他可能地干扰成分.不应设定成寻找太低质量地片段，否则，会测到空气（发现如质荷比为地氮气），二氧化碳( )或其他可能地干扰.另外，如果选择一个很大地扫描范围，由于每次扫描必需测定很宽地质量范围，所耗费地时间长，结构每秒钟扫描地次数减少，从而降低仪器地灵敏度.全程扫描对于测定试样中地未知化合物有用.当需要证实或解析试样中地化合物时，它比能提供更多地信息.在开发仪器方法地时候，通常首先用全程扫描模式分析被测试地溶液确定保留时间和质量碎片指纹图，然后，转向仪器方法.选择地离子检测当在仪器方法中输入选择监测（，)某种离子片段时，仅有那些质量地片段被质谱仪监测.地优点是由于每次扫描时，仪器仅寻找少量片段（比如，三个片段）其监测限较低.每秒钟能进行更多次地扫描.由于仅仅监测所感兴趣地几个质量片段，基质干扰典型地低，为进一步确证潜在地阳性结果地可能性，相对重要地是与已知参比标准进行比较确定各种离子片段地离子比.离子化类型在分子通过柱子后，流经连接管线进入质谱仪，然后，被用各种方法离子化，每一次仅用其中地一种方法.一旦样品被达成碎片后，将被监测.通常用电子倍增二极管检测.电子倍增二极管将离子化地质量片段转化成电信号后进行测定. 离子化技术是不依赖于使用全程扫描还是地.电子离子化到目前为止，最常用地也许是标准形式地离子化过程是电子离子化（，).分子进入（其源为四极杆或离子阱地离子阱本身），在那里他们被由灯丝射出饿电子所轰击.这里地灯丝不很像标准电灯泡里地灯丝.电子以特定地、可以重复地方式将分子击成片段.这一“硬离子化”技术导致产生更多低质荷比()地碎片，如果，仍存在地话，也非常少接近分子质量单位地物种.质谱专家所说地“硬离子化”是使用分子电子轰击，而所谓“软质子化”是由导入地气体和分子碰撞使分子带电荷.分子片段地模式依赖于应用于系统地电子地能量，典型地是（电子伏特）.使用能方便所产生地谱图和制造商提供地图库软件或美国国家标准研究所（）开发地图库软件里地标准质谱进行比较.图库地搜索使用匹配算法，比如基于几率地匹配和基于点积地匹配.化学离子化：在化学质谱法中，是将一种气体，典型地是甲烷或氨气引入质谱仪中.根据所选择地技术（正或负），该试剂气体将与电子和被分析物发生作用引起感兴趣地分子地‘软’离子化.较软地化学离子化与硬地化学离子化相比将较低程度地造成分子碎片化.使用化学离子化地主要益处之一是产生紧密对应于感兴趣地被分析物地分子量地质量碎片.正地化学离子化在正地化学离子化（，)中试剂气体与目标分子相互作用，最经常是进行质子交换.这将产生相对大量地该物种.负地化学离子化在负化学离子化中（，)试剂气体降低自由电子对目标被分析物地碰撞.该降低了地能量典型地使大地碎片不再继续断裂，保持其大地含量.仪器分析地最初目地是为一种物质定量.这要通过在产生地谱图中比较各原子质量间地相对浓度来实现.有可能通过两种方法实现定量分析.比较法和从头分析法.比较分析地关键是将所获得地被分析物地谱图与谱库里地谱图进行比较，在谱库中是否存在具有和该物质特征一致地样品地谱图.这种比较最好靠电脑来执行，因为由于标度地变化，会产生很多视觉上地扭曲.电脑同时还能关联更多地数据，（比如，由气相色谱测定地保留时间），以至获得更精确地结果.另一种方法是测量各质谱峰地相对峰高.在该方法中，将最高地质谱峰指定为，其他地峰根据对最高峰地相对比例标出其百分相对高度.将所有地大于相对高度地峰都进行标注.通常通过母体峰来确定未知化合物地总质量.用母体峰地总质量值与所推测地该化合物中所含元素地化学式相适配.对于具有许多同位素地元素，可以用谱图中地同位素模式确定存在地元素.一旦化学式与谱图相匹配，就能确定分子结构和成键方式,而且，必需和记录地特点相一致.典型地，这种测定是通过和仪器配备地程序自动进行地，仪器给出样品中可能存在地元素地列表.“全谱”分析考虑谱图中所有地峰.与之相反，选择性离子检测（，)仅仅监测于特定物质相关地峰.这种方法是根据在特定地保留时间，一组离子是一个特定地化合物地特征地假设.这是一种快速、有效地分析方法，特别是分析者对样品有些预知地信息或仅仅是寻找几种特定地物质这种优点就更为突出.当在一个获得地色谱峰中所搜集到地离子地信息量降低时，该分析地敏感度升高.所以，分析能满足检测较小量地化合物，但是关于该化合物测定结果地确定性程度下降.串联当第二相质谱片段加入时，例如，在四极杆仪器中使用第二个四极杆，就叫做串联地().有时可用于在高地试样基质背景下为小量地目标化合物定量.第一个四极杆()与碰撞室()以及另一个四极杆()相连.根据分析操作地模式，两个四极杆都可被用于扫描或静态模式.分析地类型包括产物离子扫描、前体离子扫描.选择地反应监视（，)（有时也叫多反应监视（，))和中性丢失扫描（）.例如，当以静态模式前，（像在中那样，仅仅观察一个质量），而是以扫描模式，我们取得一幅叫做产物离子谱地谱图（也叫“子”谱）.从这张谱图上，我们可以选择一个突出地产物离子，它可能是选定地前体离子地产物离子.这种配对地方法叫“跃迁（）”它构成了地基础.是高度特异性地并且几乎完全消除了基质背景.应用环境检测和清洁在环境方面，正在成为跟踪持续有机物污染所选定地工具.设备地费用已经显著地降低，并且，同时其可靠性也已经提高.这样就是该仪器更适合用于环境监测研究.对于一些化合物，如某些杀虫剂和除草剂地敏感度不够，但对大多数环境样品地有机物分析，其中包括许多主要类型地杀虫剂，它是非常敏感和有效地.刑事鉴识分析人身体上地小颗粒帮助将罪犯与罪行建立联系.用进行火灾残留物地分析地分析方法已经很好地确立了起来.甚至，美国试验材料学会确定了火灾残留物地分析标准.在这种分析中，特别有用，因为试样中常常含有非常复杂地基质，并且，法庭上使用地结果要求要有高地精确度.执法方面地应用在麻醉毒品地监测方面地应用逐渐增多，甚至，最终会取代嗅药犬.也普遍地用于刑侦毒理学在嫌疑人、受害者或死者地生物标本中发现药物和毒物.运动反兴奋剂分析也是用于运动反兴奋剂实验室，在运动员地尿样中测试是否存在被禁用地体能促进类药物地主要工具，例如，测定合成代谢类固醇类药物.社会安全．后开发地爆炸物监测系统已经成为全美国飞机场设施地一部分.这些监测系统地操作依赖大量地技术，其中，许多是基于地.美国联邦航空管理局仅授权三家制造商提供这些系统，其中之一是公司，以前叫，它生产爆炸物检测器（是一个基于爆炸物检测线.另外两家制造商是，现在被' 收买，和，它是地一部分.食品、饮料和香水分析食品和饮料中包含大量芳香化合物.一些是天然就存在于原材料中另外一些是在加工时形成地.广泛地用于分析这些化合物，它们包括：酯、脂肪酸、醇、醛、萜类等.也用于测定由于腐坏和掺假所造成地污染物，这些污染物可能是有害地，而且，常常由政府有关部门对其实行控制.例如，杀虫剂.医药十几种先天性代谢疾病，也叫先天性代谢缺陷（，）现在都可以通过新生儿筛检试验测到，特别是使用气相色谱－质谱法进行监测.可以测定尿中地化合物，甚至该化合物在非常小地浓度下都可被测出.这些化合物在正常人体内不存在，但出现在患代谢疾病地人群中.因而，该方法日益成为早期诊断地常用方法，这样及早指定治疗方案最终导致更好地预后.目前能用在出生时，通过尿液监测测出种以上遗传性代谢异常.。
gc-ms分析原理
gc-ms分析原理GC-MS分析原理。
GC-MS（气相色谱-质谱联用）是一种常用的化学分析技术，它结合了气相色谱和质谱两种分析方法，能够对复杂混合物中的化合物进行高效、准确的分析和鉴定。
本文将介绍GC-MS分析的原理及其应用。
首先，让我们来了解一下气相色谱的原理。
气相色谱是一种基于气相色谱柱对样品中化合物的分离和分析的技术。
在气相色谱中，样品首先被注入到色谱柱中，然后通过色谱柱中的填料物，不同的化合物会以不同的速率在色谱柱中移动，从而实现了化合物的分离。
在色谱柱之后，化合物会被依次进入质谱仪进行质谱分析。
接下来，我们来了解一下质谱的原理。
质谱是一种利用离子化技术对化合物进行分析和鉴定的方法。
在质谱仪中，化合物首先被离子化，然后经过质谱仪中的电场和磁场的作用，不同质荷比的离子会以不同的速率被分离出来，最终被检测器检测到，从而得到了化合物的质谱图谱。
GC-MS联用技术将气相色谱和质谱有机地结合在一起，充分发挥了两种分析方法的优势。
在GC-MS联用技术中，样品首先通过气相色谱柱进行分离，然后进入质谱仪进行质谱分析，最终得到了高分辨率、高灵敏度的分析结果。
GC-MS分析在化学、生物、环境等领域有着广泛的应用。
例如，在食品安全领域，GC-MS可以用于检测食品中的农药残留、食品添加剂等有害物质；在环境监测领域，GC-MS可以用于监测大气中的挥发性有机物、水体中的有机污染物等；在药物研发领域，GC-MS可以用于药物的分析和鉴定。
总之，GC-MS分析技术在化学分析领域有着不可替代的地位。
综上所述，GC-MS分析技术是一种高效、准确的化学分析方法，它结合了气相色谱和质谱两种分析方法的优势，能够对复杂混合物中的化合物进行分析和鉴定。
GC-MS分析技术在化学、生物、环境等领域有着广泛的应用前景，将为化学分析领域的发展带来新的机遇和挑战。
气相色谱质谱联用仪原理
气相色谱质谱联用仪原理气相色谱质谱联用仪（GC-MS）是一种高效的分析仪器，它将气相色谱和质谱两种分析技术结合在一起，能够对样品中的化合物进行高灵敏度和高分辨率的分析。
这种联用仪在环境监测、食品安全、药物分析等领域有着广泛的应用。
GC-MS联用仪的原理主要包括样品的进样、气相色谱分离、质谱检测和数据分析四个部分。
首先，样品通过进样口引入联用仪中，经过样品制备和前处理后，被注入到气相色谱柱中。
在气相色谱柱中，样品中的化合物会根据其在柱中的亲和性和挥发性逐渐分离，最终进入质谱检测器。
气相色谱柱的选择对于样品分离至关重要。
不同的柱材料和填料会影响化合物的分离效果，因此在选择柱时需要考虑样品的性质和分析的要求。
在样品分离后，化合物进入质谱检测器进行质谱分析。
质谱检测器将化合物进行碎裂，产生一系列的碎片离子，并根据这些碎片离子的质量/电荷比对化合物进行鉴定。
质谱分析的结果会通过数据系统进行处理和分析，生成质谱图谱和色谱图谱。
通过比对标准库或者参考物质，可以对样品中的化合物进行鉴定和定量分析。
GC-MS联用仪的原理简单清晰，但在实际应用中需要注意一些关键技术。
首先是进样技术，要保证样品的准确进样和分离；其次是气相色谱分离技术，需要选择合适的柱和操作条件；再次是质谱检测技术，要保证质谱的高灵敏度和高分辨率；最后是数据分析技术，需要准确的数据处理和结果解释。
总的来说，气相色谱质谱联用仪原理是一种高效、准确的分析技术，能够对复杂的样品进行快速、灵敏的分析，具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展，GC-MS联用仪在分析领域将发挥越来越重要的作用。
气质联用色谱仪的原理及应用
气质联用色谱仪的原理及应用
气质联用色谱仪的原理及应用：
一、气质联用的原理：
气相色谱-质谱联用技术，简称气质联用，即将气相色谱仪与质谱仪通过接口组件进行连接，以气相色谱作为试样分离、制备的手段，将质谱作为气相色谱的在线检测手段进行定性、定量分析，辅以相应的数据收集与控制系统构建而成的一种色谱-质谱联用技术。
气相色谱技术是利用一定温度下不同化合物在流动相（载气）和固定相中分配系数的差异，使不同化合物按时间先后在色谱柱中流出，从而达到分离分析的目的。
质谱技术是将汽化的样品分子在高真空的离子源内转化为带电离子，经电离、引出和聚焦后进入质量分析器，在磁场或电场作用下，按时间先后或空间位置进行质荷比（质量和电荷的比，m/z）分离，最后被离子检测器检测。
二、基本应用：
气质联用仪被广泛应用于复杂组分的分离与鉴定，其具有GC的高分辨率和质谱的高灵敏度，是生物样品中药物与代谢物定性定量的有效工具。
质谱仪的基本部件有：离子源、滤质器、检测器三部分组成，它们被安放在真空总管道内。
接口：由GC出来的样品通过接口进入到质谱仪，接口是气质联用系统的关键。
GC-MS主要由以下部分组成：色谱部分、气质接口、质谱仪部分（离子源、质量分析器、检测器）和数据处理系统。
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气相色谱法-质谱联用气相色谱法–质谱法联用（英语：Gas chromatography–mass spectrometry，简称气质联用，英文缩写GC-MS)是一种结合气相色谱和质谱的特性，在试样中鉴别不同物质的方法。
GC-MS的使用包括药物检测（主要用于监督药物的滥用）、火灾调查、环境分析、爆炸调查和未知样品的测定。
GC-MS也用于为保障机场安全测定行李和人体中的物质。
另外，GC-MS 还可以用于识别物质中以前认为在未被识别前就已经蜕变了的痕量元素。
GC-MS已经被广泛地誉为司法学物质鉴定的金标方法，因为它被用于进行“专一性测试”。
所谓“专一性测试”就是能十分肯定地在一个给定的试样中识别出某个物质的实际存在。
而非专一性测试则只能指出试样中有哪类物质存在。
尽管非专一性测试能够用统计的方法提示该物质具体是那种物质，但存在识别上的正偏差。
目录1 历史2 仪器设备2.1 GC-MS吹扫和捕集2.2 质谱检测器的类型3 分析3.1 MS全程扫描3.2 选择的离子检测3.3 离子化类型3.3.1 电子离子化3.3.2 化学离子化3.4 GC-串联MS4 应用4.1 环境检测和清洁4.2 刑事鉴识4.3 执法方面的应用4.4 运动反兴奋剂分析4.5 社会安全4.6 食品、饮料和香水分析4.7 天体化学4.8 医药5 参考文献6 参考书目7 外部链接历史用质谱仪作为气相色谱的检测器是上个世纪50年代期间由Roland Gohlke和Fred McLafferty首先开发的。
当时所使用的敏感的质谱仪体积庞大、容易损坏只能作为固定的实验室装置使用。
价格适中且小型化的电脑的开发为这一仪器使用的简单化提供了帮助，并且，大大地改善了分析样品所花的时间。
1964年，美国电子联合公司（Electronic Associates, Inc. 简称EAI)-美国模拟计算机供应商的先驱在开始开发电脑控制的四极杆质谱仪Robert E. Finnigan的指导下[3]开始开发电脑控制的四极杆质谱仪。
到了1966年，Finnigan和Mike Uthe的EAI分部合作售出500多台四极杆残留气体分析仪。
1967年，Finnigan仪器公司the （Finnigan Instrument Corporation，简称FIC）组建就绪，1968年初就给斯坦福大学和普渡大学发送了第一台GC/MS的最早雏型。
FIC最后重新命名为菲尼根公司（Finnigan Corporation）并且继续持世界GC/MS系统研发、生产之牛耳。
1966年，当时最尖端的高速GC-MS （the top-of-the-line high-speed GC-MS units）单元在不到90秒的时间里，完成了火灾助燃物的分析，然而，如果使用第一代GC-MS至少需要16分钟。
到2000年使用四极杆技术的电脑化的GC/MS仪器已经化学研究和有机物分析的必不可少的仪器。
今天电脑化的GC/MS仪器被广泛地用在水、空气、土壤等的环境检测中；同时也用于农业调控、食品安全、以及医药产品的发现和生产中。
气质联用色谱是由两个主要部分组成：即气相色谱部分和质谱部分。
气相色谱使用毛细管柱，其关键参数是柱的尺寸（长度、直径、液膜厚度）以及固定相性质（例如，5％苯基聚硅氧烷）。
当试样流经柱子时，根据个组分分子的化学性质的差异而得到分离。
分子被柱子所保留，然后，在不同时间（叫做保留时间）流出柱子。
流出柱子的分子被下游的质谱分析器做俘获，离子化、加速、偏向、最终分别测定离子化的分子。
质谱仪是通过把每个分子断裂成离子化碎片并通过其质荷比来进行测定的。
GC-MS schematic把气相色谱和质谱这两部分放在一起使用要比单独使用那一部分对物质的识别都会精细很多很多倍。
单用气相色谱或质谱是不可能精确地识别一种特定的分子的。
通常，经质谱仪处理的需要是非常纯的样品，而使用传统的检测器的气相色谱（如，火焰离子化检测器）当有多种分子通过色谱柱的时间一样时（即具有相同的保留时间）不能予以区分，这样会导致两种或多种分子在同一时间流出柱子。
在单独使用质谱检测器时，也会出现样式相似的离子化碎片。
将这两种方法结合起来则能减少误差的可能性，因为两种分子同时具有相同的色谱行为和质谱行为实属非常罕见。
因而，当一张分子识别质谱图出现在某一特定的GC-MS分析的保留时间时，将典型地增高了对样品种感兴趣的被分析物的确定性。
GC-MS吹扫和捕集在分析挥发性化合物时，可以用吹扫和俘获（Purge and Trap，P&T)浓缩器系统导入样品。
提取目标被分析物，并与水混合，然后导入气密性室。
用惰性气体，比如氮气(N2)往水中鼓泡；这就叫做吹扫。
挥发性化合物运动到水上方的顶空（headspace）。
并被压力梯度驱使（由引入吹扫气体所引起）流出气密室。
这些挥发性化合物被沿着顶线抽往“阱”。
阱是一个装有吸附材料的、处于室温下的柱子。
它将通过把这些挥发性化合物转化成液相而保持住。
然后，加热给阱样品化合物经过一个挥发性界面被引入GC-MS柱，阱在这里相当一个分流进样系统。
质谱检测器的类型和气相色谱(GC)联合使用的的质谱的最常见类型是四极杆质谱仪，有时根据惠普（现在的安捷伦）的商品名叫做“质量选择检测器”（MSD）。
其他相对普遍的是离子阱质谱仪。
另外，扇形磁场质谱仪气质联用中也有使用，然而，这些特别的仪器价格昂贵，体积庞大不适用于高通量服务的实验室。
气质联用中还可能遇到的其他的质谱检测器有：飞行时间检测器（time of flight ，TOF）、串联四极杆检测器（tandem quadrupoles ，MS-MS)（请见下面内容。
）或在离子阱的情况下MSn这里n指的是质谱级数。
分析典型的质谱检测有两种途径：全程扫描和选择性离子检测（Selective Ion Monitoring ，SIM)。
典型的GC-MS能够根据对仪器的设定，分别地或同时地执行这两种功能。
MS全程扫描当以全程扫描方式收集数据时，确定一个质量片段目标范围并输入仪器。
一个典型的检测质量片段的广度范围可以是质荷比（m/z）50到质荷比400。
扫描范围的确定很大程度上决定于分析者预期试样中所含的物质，同时要考虑容易和其他可能的干扰成分。
MS不应设定成寻找太低质量的片段，否则，会测到空气（发现如质荷比为28的氮气），二氧化碳(m/z 44)或其他可能的干扰。
另外，如果选择一个很大的扫描范围，由于每次扫描必需测定很宽的质量范围，所耗费的时间长，结构每秒钟扫描的次数减少，从而降低仪器的灵敏度。
全程扫描对于测定试样中的未知化合物有用。
当需要证实或解析试样中的化合物时，它比SIM能提供更多的信息。
在开发仪器方法的时候，通常首先用全程扫描模式分析被测试的溶液确定保留时间和质量碎片指纹图，然后，转向SIM仪器方法。
选择的离子检测当在仪器方法中输入选择监测（selected ion monitoring ，SIM)某种离子片段时，仅有那些质量的片段被质谱仪监测。
SIM的优点是由于每次扫描时，仪器仅寻找少量片段（比如，三个片段）其监测限较低。
每秒钟能进行更多次的扫描。
由于仅仅监测所感兴趣的几个质量片段，基质干扰典型的低，为进一步确证潜在的阳性结果的可能性，相对重要的是与已知参比标准进行比较确定各种离子片段的离子比。
离子化类型在分子通过柱子后，流经连接管线进入质谱仪，然后，被用各种方法离子化，每一次仅用其中的一种方法。
一旦样品被达成碎片后，将被监测。
通常用电子倍增二极管检测。
电子倍增二极管将离子化的质量片段转化成电信号后进行测定。
离子化技术是不依赖于使用全程扫描还是SIM的。
电子离子化到目前为止，最常用的也许是标准形式的离子化过程是电子离子化（electron ionization，EI)。
分子进入MS（其源为四极杆或离子阱MS的离子阱本身），在那里他们被由灯丝射出饿电子所轰击。
这里的灯丝不很像标准电灯泡里的灯丝。
电子以特定的、可以重复的方式将分子击成片段。
这一“硬离子化”技术导致产生更多低质荷比(m/z)的碎片，如果，仍存在的话，也非常少接近分子质量单位的物种。
质谱专家所说的“硬离子化”是使用分子电子轰击，而所谓“软质子化”是由导入的气体和分子碰撞使分子带电荷。
分子片段的模式依赖于应用于系统的电子的能量，典型的是70 eV（电子伏特）。
使用70 eV能方便所产生的谱图和制造商提供的图库软件或美国国家标准研究所（the National Institute of Standards NIST-USA）开发的图库软件里的标准质谱进行比较。
图库的搜索使用匹配算法，比如基于几率的匹配和基于点积的匹配。
化学离子化：Chemical ionization在化学质谱法中，是将一种气体，典型地是甲烷或氨气引入质谱仪中。
根据所选择的技术（正CI或负CI），该试剂气体将与电子和被分析物发生作用引起感兴趣的分子的‘软’离子化。
较软的化学离子化与硬的化学离子化相比将较低程度的造成分子碎片化。
使用化学离子化的主要益处之一是产生紧密对应于感兴趣的被分析物的分子量的质量碎片。
正的化学离子化在正的化学离子化（Positive Chemical Ionization ，PCI)中试剂气体与目标分子相互作用，最经常是进行质子交换。
这将产生相对大量的该物种。
负的化学离子化在负化学离子化中（Negative Chemical Ionization ，NCI)试剂气体降低自由电子对目标被分析物的碰撞。
该降低了的能量典型地使大的碎片不再继续断裂，保持其大的含量。
仪器分析的最初目的是为一种物质定量。
这要通过在产生的谱图中比较各原子质量间的相对浓度来实现。
有可能通过两种方法实现定量分析。
比较法和从头分析法。
比较分析的关键是将所获得的被分析物的谱图与谱库里的谱图进行比较，在谱库中是否存在具有和该物质特征一致的样品的谱图。
这种比较最好靠电脑来执行，因为由于标度的变化，会产生很多视觉上的扭曲。
电脑同时还能关联更多的数据，（比如，由气相色谱测定的保留时间），以至获得更精确的结果。
另一种方法是测量各质谱峰的相对峰高。
在该方法中，将最高的质谱峰指定为100%，其他的峰根据对最高峰的相对比例标出其百分相对高度。
将所有的大于3%相对高度的峰都进行标注。
通常通过母体峰来确定未知化合物的总质量。
用母体峰的总质量值与所推测的该化合物中所含元素的化学式相适配。
对于具有许多同位素的元素，可以用谱图中的同位素模式确定存在的元素。
一旦化学式与谱图相匹配，就能确定分子结构和成键方式,而且，必需和GC-MS记录的特点相一致。
典型地，这种测定是通过和仪器配备的程序自动进行的，仪器给出样品中可能存在的元素的列表。
“全谱”分析考虑谱图中所有的峰。