氣質聯用儀

氣質聯用儀被廣泛應用於複雜組分的分離與鑑定，其具有GC的高分辨率和質譜的高靈敏度，是生物樣品中藥物與代謝物定性定量的有效工具。

質譜儀的基本部件有：三部分組成，它們被安放在真空總管道內。

定義：由GC出來的樣品通過接口進入到質譜儀，接口是氣質聯用系統的關鍵。

作用：

1 壓力匹配——質譜離子源的真空度在10-3Pa，而GC色譜柱接口的作用就是要使兩者壓力匹配。

2 組分濃縮——從GC色譜柱流出的氣體中有大量載氣，接口的作用是排除載氣，使被測物濃縮後進入離子源。

常見接口：

1 分子分離器連接（主要用於填充柱）

擴散型——擴散速率與物質分子量的平方成反比，與其分壓成正比。當色譜流出物經過分離器時，小分子的載氣易從微孔中擴散出去，被真空泵抽除，而被測物分子量大，不易擴散則得到濃縮。

2 直接連接法（主要用於毛細管柱）

在色譜柱和離子源之間用長約50cm，內徑0.5mm的不鏽鋼毛細管連接，色譜流出物經過毛細管全部進入離子源，這種接口技術樣品利用率高。

3 開口分流連接

該接口是放空一部分色譜流出物，讓另一部分進入質譜儀，通過不斷流入清洗氦氣，將多餘流出物帶走。此法樣品利用率低。

離子源的作用是接受樣品產生離子，常用的離子化方式有：

1、電子轟擊離子化(electron impact ionization，EI)EI是最常用的一種離子源，有機分子被一束電子流(能量一般為70eV)轟擊，失去一個外層電子，形成帶正電荷的分子離子(M+)，M+進一步碎裂成各種碎片離子、中性離子或遊離基，在電場作用下，正離子被加速、聚焦、進入質量分析器分析。

⑴、結構簡單，操作方便。

⑵、圖譜具有特徵性，化合物分子碎裂大，能提供較多信息，對化合物的鑑別和結構解析十分有利。

⑶、所得分子離子峯不強，有時不能識別。

本法不適合於高分子量和熱不穩定的化合物。

2、化學離子化(chemicalionization，CI)將反應氣(甲烷、異丁烷、氨氣等)與樣品按一定比例混合，然後進行電子轟擊，甲烷分子先被電離，形成一次、二次離子，這些離子再與樣品分子發生反應，形成比樣品分子大一個質量數的(M+1) 離子，或稱為準分子離子。準分子離子也可能失去一個H2，形成(M-1)離子。

⑴、不會發生象EI中那麼強的能量交換，較少發生化學鍵斷裂，譜形簡單。

⑵、分子離子峯弱，但(M+1) 峯強，這提供了分子量信息。

3、場致離子化(fieldionization，FI)　適用於易變分子的離子化，如碳水化合物、氨基酸、多肽、抗生素、苯丙胺類等。能產生較強的分子離子峯和準分子離子峯。

4、場解吸離子化( field desorption ionization，FD)　用於極性大、難氣化、對熱不穩定的化合物。

5、負離子化學離子化(negative ion chemical ionization，NICI)是在正離子MS的基礎上發展起來的一種離子化方法，其給出特徵的負離子峯，具有很高的靈敏度(10-15g)。

其作用是將電離室中生成的離子按質荷比(m/z)大小分開，進行質譜檢測。常見質量分析器有：

原理：由四根平行圓柱形電極組成，電極分為兩組，分別加上直流電壓和一定頻率的交流電壓。樣品離子沿電極間軸向進入電場後，在極性相反的電極間振盪，只有質荷比在某個範圍的離子才能通過四極杆，到達檢測器，其餘離子因振幅過大與電極碰撞，放電中和後被抽走。因此，改變電壓或頻率，可使不同質荷比的離子依次到達檢測器，被分離檢測。

磁式扇形質量分析器(magnetic-sector massanalyzer)被電場加速的離子進入磁場後，運動軌道彎曲了，離子軌道偏轉可用公式表示：當H，V一定時，只有某一質荷比的離子能通過狹縫到達檢測器。

特點：分辨率低，對質量同、能量不同的離子分辨較困難。

3、雙聚焦質量分析器(double-focusing massassay)由一個靜電分析器和一個磁分析器組成，靜電分析器允許有某個能量的離子通過，並按不同能量聚焦，先後進入磁分析器，經過兩次聚焦，大大提高了分辨率。

原理類似於四極分析器，但讓離子貯存於井中，改變電極電壓，使離子向上、下兩端運動，通過底端小孔進入檢測器。

檢測器：

檢測器的作用是將離子束轉變成電信號，並將信號放大，常用檢測器是電子倍增器。當離子撞擊到檢測器時引起倍增器電極表面噴射出一些電子，被噴射出的電子由於電位差被加速射向第二個倍增器電極，噴射出更多的電子，由此連續作用，每個電子碰撞下一個電極時能噴射出2～3個電子，通常電子倍增器有14級倍增器電極，可大大提高檢測靈敏度。

總離子流色譜法(total ionization chromatography，TIC)——類似於GC圖譜，用於定量。l反覆掃描法(repetitive scanningmethod，RSM)——按一定間隔時間反覆掃描，自動測量、運算，製得各個組分的質譜圖，可進行定性。l質量色譜法(masschromatography，MC)——記錄具有某質荷比的離子強度隨時間變化圖譜。在選定的質量範圍內，任何一個質量數都有與總離子流色譜圖相似的質量色譜圖。

選擇性離子監測(selected ion monitoring，SIM)——對選定的某個或數個特徵質量峯進行單離子或多離子檢測，獲得這些離子流強度隨時間的變化曲線。其檢測靈敏度較總離子流檢測高2～3個數量級。

質譜圖——為帶正電荷的離子碎片質荷比與其相對強度之間關係的棒圖。質譜圖中最強峯稱為基峯，其強度規定為100%，其它峯以此峯為準，確定其相對強度。

氣質聯用儀可以看作是毛細管柱氣相色譜儀加上質量檢測器的組合。它常出的問題也是兩者相加。

氣質聯用儀是一個氣體運行的系統，因而儀器的密封性相當重要。

(1)換柱：毛細管柱進入質譜腔中的長度不適當，太長或太短都不行。

(2)墊圈要鬆緊合適，太鬆會有漏氣的隱患，太緊則會壓碎墊圈，每次更換色譜柱時需要更換新的密封墊圈。

(3)清洗離子源時打開腔體後要注意其密封性。

(1)　色譜柱使用時應注意説明書中標明的最低和最高温度,不能超過色譜柱的温度上限使用,否則會造成固定液流失,還可造成對檢測器的污染。要設定最高允許使用温度,如遇人為或不明原因的突然升温,GC會自動停止升温以保護色譜柱。氧氣、無機酸鹼和礦物酸都會對色譜柱固定液造成損傷,應杜絕這幾類物質進入色譜柱。

(2)　色譜柱拆下後通常將色譜柱的兩端插在不用的進樣墊上,如果只是暫時拆下數日則可放於乾燥器中。

(3)　色譜柱的安裝

色譜柱的安裝應按照説明書操作,切割時應用專用的陶瓷切片,切割面要平整。不同規格的毛細管柱選用不同大小的石墨墊圈,注意接進樣口一端和接質譜一端所用的石墨墊圈是不同的,不要混用。進入進樣口一端的毛細管長度要根據所使用的襯管而定,儀器公司提供了專門的比對工具,同樣,進入質譜一端的毛細管長度也需要用儀器公司提供的專門工具比對。柱接頭螺帽不要上得太緊,太緊了壓碎石墨圈反而容易造成漏氣,一般用手擰緊後再用扳手緊四分之一圈即可。接質譜前先開機讓柱末端插入盛有有機溶劑的小燒杯,看是否有氣泡溢出且流速與設定值相當。嚴禁無載氣通過時高温烘烤色譜柱,以免造成固定液被氧化流失而損壞色譜柱。

清洗前先準備好相關的工具及試劑,然後打開機箱,小心地拔開與離子源連接的電纜,擰鬆螺絲,取下離子源。取預杆之前先取下主四極杆,豎放在無塵紙上,再取下預杆待洗。注意整個操作過程一要小心謹慎,二要避免灰塵進入腔體。將離子源各組件分離,在離子源的所有組件中,燈絲、線路板和黑色陶瓷圈是不能清洗的。而離子盒及其支架、三個透鏡、不鏽鋼加熱塊以及預杆需要用氧化鋁擦洗,將600目的氧化鋁粉用甘油或去離子水調成糊狀,用棉籤蘸着擦洗,重點擦洗上述組件的內表面,即離子的通道。氧化鋁擦洗完畢後,用水衝淨,然後分別用去離子水、甲醇、丙酮浸泡,超聲清洗,待幹後組合好離子源,先安裝好預杆、四極杆,最後小心裝回離子源,蓋好機箱,清洗完畢。