GCQ色质联用仪操作手册.pdf

北京大学化学与分子工程学院中级仪器实验室 GCQ色质联用仪 GCQ 色质联用仪工作原理及特点 一、仪器工作原理 气相色谱仪将分离的样品组分引入离子源样品组分在离子源为灯丝（70ev）发出的电子所撞击产生离子，经离子光学系统聚焦后，进入离子阱质量分析器，通过 RF 射频电压扫描，不同质荷比的离子相继派出离子阱而以电子倍增器检测 二、GCQ 系统的主要特点 1. 采用 TSQ 三级四极质谱仪的最新 EI/CI 离子源 负离子 CI 标准配置 质量范围 1000amu 高扫描速度（ >10,000amu/sec） MS/MS 串联质谱和自动反应监测选件 15KV 转换打拿极倍增器，提高高质量区域的灵敏度，适于正、负离子检测 具有电子压力控制（EPC ）的高质量气相色谱仪 可配置直接进样杆 体积小（质谱仪部分仅 33cm 宽） 2. 离子源置于离子阱质量分析器外部 早期离子阱质谱仪采用离子源和质量分析器合二为一的设计，存在的主要问题是在阱中发生不希望有的化学反应，而且离子阱内压力随 GC 柱洗脱物变化而变假如过量的中性分子在阱内存在，就有与带电离子发生低能量碰撞的可能。

这种过程类似于化学电离，而被称为“自身化学电离”，可能导致某些有机物产生质谱图中离子强度比的畸变，例如出现过强的M+1 峰 GCQ 采用外离子源技术，即在离子阱质量分析器之外装有 XSQ 四极质谱仪的离子源由于离子在阱外产生，而后被注入阱内分离，故与中性分子在阱内的反应被消除，质谱图中不北京大学化学与分子工程学院中级仪器实验室 GCQ色质联用仪 会有不希望出现的离子，即产生与传统的四极质谱仪完全相似的“经典”质谱图 3. 多种离子化方式 外离子源使 GCQ 可应用各种离子化方式，包括正离子 EI、CI 和负离子 CI 等 GCQ 提供的 GC/MS 灵敏度分别是： 电子电离（EI ）：10pg+ 氟苯酮，分子离子 m/z362 的信噪比大于等于 25:1 化学电离（CI ）：100 pg+ 氟苯酮，质子化分子离子 m/z363 的信噪比大于等于 10:1，加合离子 M+29 可见 负离子化学电离（NICI ）：1pg+ 氟苯酮，分子离子 m/z362 的信噪比大于等于 50:1 4. GCQ 检测系统 采用 XSQ 四极质谱仪的检测系统，其特点是后加速转换打拿极，以 15KV 电压检测正、负离子。

为扩大动态范围和降低噪音，检测系统包括一个可工作到-3000V 的偏轴连续电子倍增器为了消除噪音，倍增器直接装在放大线路的印刷电路板上，倍增器的输出与小电流放大器输入端直接连接，系统应用数字电噪音区分 5. MS/MS 串联质谱功能 GC/MS 欲测组分有可能与杂质共同洗脱，样品的复杂基底有可能造成分析结果的化学噪音，有时也需要对欲测物结构有更明确的了解解决这些问题的一个重要可能是串联质谱MS/MS 技术的应用在 GCQ GC/MS/MS 实验中，选择的离子被断裂后进一步分析，获取与所测化合物有关的独特的、可以预测的断裂信息，故提供准确的结构和定性因为 GCQ 可以完全地分离特殊的离子，需要分析的样品量可以大大降低FINNIGAN 专利的离子分离技术使可在每一分析扫描中选择一或两个离子（例如分析物和内标物） 北京大学化学与分子工程学院中级仪器实验室 GCQ色质联用仪 GCQ 色质联用仪操作手册 一、注意事项 1. 此计算机为 GCMS 仪器专用，不得进行与常规测试无关的操作，不许更改计算机设置不能自带软盘拷贝文件 2. 仪器出现故障时，须马上与实验室老师联系，不要自己随便处理。

3. 测试的样品、使用的溶剂，必须预先向本室工作人员申明方可测试 4. 爱护仪器，自觉遵守仪器操作规程 二、样品的准备 1. 样品要求 色质联用仪对样品有严格要求，每个样品必须先在其它气相色谱仪上测试、分析，确定色谱条件此仪器的色谱柱为 DB5 柱（弱极性柱），最高使用温度 280℃；使用非极性或弱极性溶剂，如正己烷、石油醚，不能使用强极性溶剂如丙酮、氯仿等 2. 样品浓度 （1 ）为了得到理想的质谱信号，请使用浓度合适的样品溶液本仪器在 EI 条件下，测定正离子的动态范围是 10pg/μL－100ng/ μL，即 10μg/L－0.1g/L 理想的浓度数量级为 1ng/μL （2 ）请不要让样品的浓度超过上限，以免信号太强得不到理想谱图，并将仪器损坏 （3 ）样品浓度太高，应采用正己烷稀释至合适的浓度范围不要采用其它溶剂如丙酮，以免损伤色谱柱浓度稍许偏高的样品，可改变分流比来稀释样品 （4 ）在合适的浓度范围内，每次用 10μL 微量进样器进样 1μL 三、检查仪器状态 在 GCQ Analysis 窗口，点 Tune 进入 Tune 窗口，右上方为仪器状态和参数 1. 需要注意的参数有： Status Instrument Idle Instrument Pump Switch ON （开机即打开） Diff Pump OK （扩散泵开关，开机几十分钟后才自动打开）Diff Pump Temp OK （扩散泵打开后才合格） Fore Pressure （低真空指示， EI 达 70mTorr 以下为合格， CI120mTorr 合格）HeatersIon Source Temp 200℃ Transfer Line Temp 275℃ 2. 如果以上仪器、真空和加热器条件已经具备，而且 Fore Pressure 不再下降，就可以观察质谱本底值。

先在 Instrument 菜单中，点 System On，再打开灯丝，灯丝的开关为左上角的ON/OFF 钮 3. 本底值分为无机本底（Air and Water）和有机本底（Full Scan ），在 Experiment 的下拉菜单中选择 4. 理想的本底值为总离子流（TIC ） 104-106无机本底离子的理想电离时间（Iontime ）以20μs以上为好且 32 峰不能太高；有机本底离子的理想电离时间（Iontime ）2ms 以上 如果本底情况不理想或仪器某些状态未达到要求，请与实验室老师联系 北京大学化学与分子工程学院中级仪器实验室 GCQ色质联用仪 四、设置实验方法 在 GCQ Analysis 窗口，点 Method Editor，编辑实验方法实验方法包括色谱、质谱两部分 1. 点 FinnGC 图标，编辑色谱方法： （1 ）Oven 输入初始柱温（℃）及保持时间（ min）、升温速率（℃/min ）、终温及保持时间等 （2 ）Injector 输入进样口温度进样口温度应根据样品的气化温度来设定（样品在进样口就应气化）。

当被测样品的溶液浓度大于 1ng/μL 时，选择分流进样，在 Use Splitless Injector 前不打钩； 当被测样品的溶液浓度小于 1ng/μL 时，选择不分流进样，在 Use Splitless Injector 前打钩 （注：左侧仪器分流比为 1:20；右侧仪器分流比为 1:40） （3 ）Pressure 一般不作修改对于目前的色谱柱，线速度为 40cm/s，不要修改 2. 点 GCQ 图标，编辑质谱方法： （1 ）End Run 一般选 GC Run Time；Seconds Per Scan ：修改此数值，使 Segment 栏中，μScans 数字为 3-5；Transfer Line ： 275℃，Ion Source: 200 ℃； （2 ）将表格中 Segment 的打上光标，点 Edit Segment，输入质谱采集参数： Start：进样样品若含溶剂，一般设为 3 分钟，即色谱运行三分钟后质谱开始采样，以避开强大的溶剂峰 First Mass Last Mass：如果不必须，不要使质量下限超过 45 或 33，以免空气本底中的O2和CO2影响采样。

OK 3. 保存实验方法 点 File――― Save As，输入 File name，保存以上编辑的方法 五、输入实验信息 在 GCQ Analysis 主页上 Filename 栏：输入图谱文件名 Method 栏：调出保存的实验方法； Comment 栏：输入样品名、样品标注等； 请注意：在 Tune 窗口将 System Off，然后关闭 Tune 窗口，方可点 GO 钮，等待屏幕右下角出现 Waiting for Remote Start，准备进样 六、进样与采样 1. 进样 吸取样品溶液 1μL，将针头垂直插入进样口，注射的同时（或马上）按下色谱面板上的Start 钮，仪器开始测试工作注射后的针管，立刻用干净的丙酮清洗多次，保持注射器干净 2. 采样 （ 1）测试开始后，先倒计时显示溶剂峰时间（若设置了此时间），然后实时显示测试采样结果这时不能再进入 Tune 窗口 （2 ）在 GCQ Analysis 窗口，点 Data Processing 进入数据处理窗口，点状态条上的 Snapshot Current Acquisition 钮（照相机），可显示当前已采集的总离子流色谱图。

（3 ）色谱方法进行完毕后，质谱自动停止采样如果在此之前准备停止采样，可以点 Stop钮并确认，质谱停止采样，但可让色谱按设定的实验条件继续走完，以免样品残留在毛细管柱中 北京大学化学与分子工程学院中级仪器实验室 GCQ色质联用仪 （4 ）质谱采样结束后，不要再去点照相机钮 七、数据处理 在 Data Processing 窗口打开自己的文件，可以看到总离子流色谱图 1. 谱图缩放 用鼠标在横坐标下拖动，可以放大某一段横坐标；用 Intensity Up 或 Intensity Dn，可以改变纵坐标的尺度点屏幕右上角的 Initialize，恢复原始图谱 2. 标明各色谱峰的扫描号（或保留时间） 选 Analysis/Set Integration Threshold，设定积分的阈值（从 0.1%---100%）运行 Analysis/Peak Detection，点 Run Plot，作出时间（色谱）- 质谱- 强度三维立体图点 Go Back 钮，返回色谱图状态选 Labels/Label with Scan Number（或 Label with Retention Time），可标上各色谱图中各峰的扫描号（或保留时间）。

3. 差减质谱图 在色谱图中点击某峰，使光标位于峰顶上，点鼠标右键，选 Auto Substract，出现此扫描号的差减本底的质谱图在质谱图中，点鼠标右键，选 Chromatogram Plot，即切换到色谱图） 4. 显示目标化合物的质量色谱图和质谱图 （1 ）如果已知目标化合物的分子量或特征离子的质量，可在总离子流色谱图中，点 Display / Add Mass Chromatogram / Set Chromatogram Display，点 Single，在出现的输入区输入目标化合物的质量或特征离子的质量，点 OK，将显示该目标化合物的色谱图 （2 ）将光标置于该色谱图的最大峰处，按鼠标右键，选 Auto Subtract，显示扣除本底后的质谱图 5. 质谱图检索 在差减质谱图中点鼠标右键，选 Library Search，检查分子量范围（Mol Wt Limit）和样品质量范围（Sample Range ）是否合适，然后点 Launch Search，计算机将在选定的谱库中检索出十张相似的质谱图，可用← Rank、Rank →翻看；点 Results List，列出。