气质联用培训材料.ppt

GC-MS-3100中国首次商中国首次商业业化生化生产产的气相色的气相色谱谱-质谱联质谱联用用仪仪1.质谱仪结构组成 进样系统作用：将样品引入离子源方式1：直接进样（气体、液体、固体）方式2：利用GC进样2.质谱仪结构组成 离子源作用：用某种电离方式将待测样品分子（或原子）电离成离子（正离子、负离子、分子离子、碎片离子、单电荷离子、多电荷离子），并将离子加速、聚焦成为离子束，送进质量分析器。3.离子源 电离方式电子轰击（EI）化学电离（CI）场致电离与场解析（FI、FD）电喷雾电离（ESI）大气压化学电离（APCI）快原子轰击（FAB）其它很多种4.5.作用：使进入的具有不同质荷比（m/e）的正离子（或负离子）进行分离，顺序到达检测器。原理：质谱方程式m/e=H2R2/2V。意义：离子在磁场内的运动半径R与离子的质荷比m/e、外加磁场强度H、加速电压V有关。只有在一定的V及H条件下，具有一定质荷比的离子才能以运动半径为R的轨道到达检测器质谱仪结构组成 质量分析器6.方程应用：（1）若固定H、R，则m/e与V成反比，只要连续改变加速电压V（电压扫描），就可使具有不同m/e的离子按顺序到达检测器，得到不同的质谱图。（2）若固定V、R，则m/e与H2 成正比，只要连续改变磁场强度H（磁场扫描），就可使具有不同m/e的离子按顺序到达检测器，得到不同的质谱图。质谱仪结构组成 质量分析器7.射频：四极杆、离子阱飞行时间扇形磁场傅立叶变换其它质谱仪结构组成 质量分析器类型8.质量分析器类型 四极杆四极杆质量分析器：有两组对称的电极组成，每对电极上分别施加高频电压，改变高频电压（电压扫描或频率扫描）可以选择性使不同质量（质荷比）的离子通过，到达检测器产生质谱信号。9.作用：将通过质量分析器的离子转变成电信号输出。类型：直接测量；电子倍增器。质谱仪结构组成 检测器10.质荷比：离子质量与所带电荷的比值。质谱图：离子碎片丰度对质荷比作图得到质谱图。分子离子：样品分子失去一个电子后形成的质量与分子量相等的离子，M+。碎片离子：由样品分子或分子离子发生化学键断裂后形成的各种离子。质谱常用术语11.12.母离子：可进一步电离产生更小碎片的离子，与子离子对应。子离子：由母离子裂解而来的小碎片离子。同位素离子：由样品中元素的同位素产生的离子。如12C/13C=1.11质谱常用术语13.M+1离子：分子离子在电离室内捕获一个氢形成的离子或同位素分子离子。重排离子：分子离子裂解为碎片离子时，某些碎片不仅仅通过键的简单断裂，而是经过原子或基团重排后形成的离子。质谱常用术语14.看分子离子峰与临近峰质量差应合理。分子离子峰的左面不可能出现比分子离子峰质量小3-14个质量单位的峰。利用M+1峰的信息。某些化合物如醚、酯、胺、酰胺等的分子离子不稳定，但M+1（捕获H）峰却很大。分子离子峰 确定分子量15.利用M-1峰的信息。有些化合物特别是醛类没有分子离子峰，但M-1(失去H)峰却较大。降低电子轰击源的能量，观察炙谱峰的变化情况。逐渐降低电子流的能量，减少分子离子的裂解。分子离子峰 确定分子量16.分子离子峰 确定分子量掌握分子离子峰稳定性规律：芳香环共轭链烯脂环化合物直链烷烃类硫醇酮胺酯醚分支较多的烷烃类醇。用N规则判断：由C、H、O组成的有机化合物，分子离子的质量一定是偶数；由C、H、O、N组成的有机化合物，含奇数个N，分子离子的质量是奇数，含偶数个N，分子离子的质量是偶数。17.18.19.GC-MS 3100 GC-MS 3100 气相色气相色谱质谱联谱质谱联用用仪仪气相色气相色谱谱质谱质谱工作站工作站20.GCGCMS-3100 MS-3100 硬件配置硬件配置离子源离子源质质量分析器量分析器检测检测器器数据系数据系统统真空真空泵泵气相色气相色谱谱GCEI金属四极杆金属四极杆分子分子涡轮泵涡轮泵电电子倍增器子倍增器MS DSMS3000数据系统21.质质 量量 范范 围围：1 1000 u 分分 辨辨 本本 领领:1.5 M灵灵 敏敏 度度:EI，全，全扫扫描信噪比描信噪比（OFN）10Pg S/N 30：1（RMS）灵灵 敏敏 度度:SIM和和SCAN 两种采集模式两种采集模式扫扫 描描 速速 度度:6000 u/sec GC-MS 3100GC-MS 3100主要性能指主要性能指标标22.MS3000MS3000数据系数据系统统 自主开自主开发发的的质谱软质谱软件件u仪仪器状器状态监态监控控5/27/2024 2:05 AM硬件自硬件自检检状状态态判断判断安全保安全保护护23.u实时实时分析分析5/27/2024 2:05 AM状状态显态显示示参数参数设设定定仪仪器器调谐调谐数据采集数据采集实时监测实时监测多任多任务务前后台前后台处处理理自主开自主开发发的的质谱软质谱软件件MS3000MS3000数据系数据系统统24.自主开自主开发发的的质谱软质谱软件件u定性定性5/27/2024 2:05 AMMS3000MS3000数据系数据系统统组组分自分自动识别动识别自自动动/手手动积动积分和扣除背景分和扣除背景自建自建谱图库谱图库进进行行谱谱库检库检索定性分析索定性分析自建自建谱图库谱图库25.自主开自主开发发的的质谱软质谱软件件5/27/2024 2:05 AM定量定量报报告打印告打印输输出出MS3000MS3000数据系数据系统统编辑组编辑组分属性分属性定量方法定量方法设设置置标标准曲准曲线线校正校正多多组组份批份批处处理定量分析理定量分析u定量定量26.应用事例1.溶溶剂剂(己己烷烷)中中杂质杂质分析分析2.牡丹香精的化学成分分析牡丹香精的化学成分分析3.石油石油(C7-C12烷烃烷烃和和烯烃烯烃混合物混合物)分析分析4.蔬菜和食品中蔬菜和食品中农药农药残留量的确残留量的确证证分析分析5.电电子子产产品中多溴品中多溴联联苯苯醚醚的分析的分析6.三聚三聚氰氰胺的确胺的确证证分析分析其它：其它：樟樟树挥发树挥发油的化学成分分析油的化学成分分析 石油中生物石油中生物标标志物分析，等等。志物分析，等等。27.x 20 x 10东东西分析西分析仪仪器公司器公司MS3100TIC100 0.2 minTIC外国制造外国制造 GC-MS 商品商品仪仪器器x 155ax 3512TIC难难点点主成分主成分与与微量成分微量成分相差相差34个量个量级级色譜柱色譜柱差异差异引起引起分离性能分离性能差异差异溶溶剂剂(己己烷烷)中中杂质杂质分析分析正己正己烷样烷样品的品的总总离子流离子流图图28.目目标组标组分分组组分分谱图谱图标标准准谱图谱图农药样农药样品分析品分析29.农药混标SIM分析结果甲甲草草胺胺和和乙乙草草胺胺以以及及丁丁草胺各草胺各 20pg混混标标/大于大于20：1 30.工工业业八溴二苯八溴二苯醚醚GC-FID谱图谱图31.MS3100分析分析结结果果32.待装件清洗流程1.将部件放在装有清洗将部件放在装有清洗剂剂溶液的容器中浸泡，溶液的容器中浸泡，然后用毛刷刷洗。注意用棉然后用毛刷刷洗。注意用棉签签蘸清洗蘸清洗剂剂仔仔细细清洗螺清洗螺丝丝孔内部等；孔内部等；2.将部件用自来水冲洗干将部件用自来水冲洗干净净，控干；，控干；3.用丙用丙酮酮浸泡部件，然后超声波清洗器中超浸泡部件，然后超声波清洗器中超声声处处理。理。4.倒掉丙倒掉丙酮酮，取出部件然后用乙醇浸泡，超，取出部件然后用乙醇浸泡，超声波清洗器中超声声波清洗器中超声处处理理。33.待装件清洗流程5.取出部件，更取出部件，更换换乙醇，超声波清洗器中超乙醇，超声波清洗器中超声声处处理；直至部件干理；直至部件干净为净为止。止。6.再用棉再用棉签签乙醇或丙乙醇或丙酮酮仔仔细细清洗螺清洗螺丝丝孔内部孔内部等不易清洗到的地方。等不易清洗到的地方。7.用无水乙醇冲洗部件。用无水乙醇冲洗部件。8.将部件放烘箱中，将部件放烘箱中，200烘烤烘烤20-30分分钟钟。9.自然降至常温后，取出部件，然后放于自自然降至常温后，取出部件，然后放于自封袋中封存封袋中封存。34.装配流程1装配装配风风扇扇变压变压器插座机箱器插座机箱垫垫脚工控机外接口脚工控机外接口1.1按主机机箱装配清单核实部件数量以及质量；1.2安装机箱垫脚：将机箱组焊倒放或侧放于工作台上，将四个垫脚安装在相应位置上；安装风扇：将风扇安装在相应位置上；SJ92025HA2风扇在机箱后面，SJ1238HA2风扇在机箱底部分子泵下方1.3 安装变压器：；在机箱底部相应位置安装MS-PT1-E电源变压器（大）与MS-PT2-E加热保护变压器（小）；1.4 安装开关电源：将SYN-10-0D5B型开关电源安装在安装板的背面相应位置上；1.5安装船形大开关：在机箱左侧底部相应位置安装PL11-LC21船形大开关35.风扇及开关等布局图36.装配流程1.6安装电源滤波器：在机箱底部相应位置安装BA-3A电源滤波器和六点接线柱；1.7安装开关插座：在机箱后面底部相应位置安装0708-1型输出电源插座；BLX-1型保险座（装3A保险管）以及带保险电源插座（含3A保险管）和接地柱；1.8安装工控机外接口：（包括USB接口；显示器接口；打印机接口；键盘鼠标接口；网线接口，其中网线接口要用到MS0053113压板）1.9安装机箱前罩：将GB308-77 S4钢球和（MS0053201）弹簧装入（MS0053203）座里，用M5*5顶丝固定，然后将座安装到MS0053200罩上，最后安装（MS0053202）盖。37.前罩以及仪器后视接口图38.装配流程1.10布线：详见GC-MS3100交流布交流布线总图线总图（MS0053000JL）；还有以下各导线束图：包括GC-MS3100加加热热及及铂电铂电阻阻线导线线导线束（束（MS0053641）、GC-MS3100 SSR控制控制线导线线导线束（束（MS0053643）、GC-MS3100电电磁磁阀阀控制控制线导线线导线束（束（MS0053645）、GC-MS3100保保护护板交流板交流线导线线导线束（束（MS0053647）、GC-MS3100 18V输输出出线导线线导线束（束（MS0053650）、GC-MS3100灯灯丝电丝电源源线导线线导线束（束（MS0053652）、GC-MS3100 250V输输出出线导线线导线束（束（MS0053653）、GC-MS3100 36V输输出出线导线线导线束（束（MS0053654）、GC-MS3100灯灯丝丝控制控制线导线线导线束（束（MS0053655）、GC-MS3100离子源离子源连连接接线导线线导线束（束（MS0053656）、GC-MS3100打拿极供打拿极供电电电电源源线导线线导线束（束（MS0053657）。39.装配流程2.装配分析室壳体部分装配分析室壳体部分标样标样部分等部分等2.1安装真空规法兰：将连接板MS0053704安装在分析室MS0053700两侧；将装好No.318 0.975*0.21（in）橡胶密封圈的真空规法兰（MS0053701）安装在分析室MS0053700底部。2.2安装75窗口：将No.330 2.1*0.21（in）橡胶密封圈安装在分析室（MS0053700）前端，将75窗口（MS0053703）放在护板（MS0053702）内，然后安装在分析室（MS0053700）前端，用M4*20螺钉固定。40.装配流程2.3安装分析室：机箱组焊正放于工作台上，将装好连接板、75窗口和真空规法兰的分析室放在机箱组焊的衬板上。2.4安装真空规和分子泵：用KF25卡箍将真空规安装在真空规法兰上；用M8*30内六角螺钉（带弹垫和垫片）穿过挂钩（MS0053001），然后固定瓦里安TV-301分子泵在分析室底部，用内六角扳手拧紧（切切记记一定要一定要对对角角拧拧，慢慢，慢慢拧紧拧紧）41.装配流程 2.5安装底座组焊：将No.328 1.85*0.21（in）橡胶密封圈放在底座组焊MS0053A85中，然后将底座组焊放在底板组焊的相应位置上，用M4*10开槽圆头螺钉拧紧；2.6安装插座：将No.1221.12*0.103（in）橡胶密封圈套在插座（16针）上，在底板组焊的相应位置上用螺钉固定。2.7 安装高压插针组件：将O型圈5*1.9 和O型圈10*1.9套在插针组件和高压插座上，然后将插针组件和高压插座，放在在底板组焊的相应位置上拧紧。2.8安装：将No.378 10.475*0.21（in）橡胶密封圈放在分析室顶部细槽内，然后将底板组焊光滑面向下扣在分析室顶部。42.装配流程2.9安装RF震荡板：在底板组焊上表面相应位置上，安装M3*30铜支柱；在上面安装RF震荡板，在RF震荡板相应位置上安装屏蔽盒（MS0053002）屏蔽盖（MS0053003）以及卡环（MS0053065）。43.装配流程2.11安装连接机械泵：截取16弹簧管1.5m，一头接上 KF25卡箍转接接头（可预先涂少许机械泵油），一头接KF10-16卡箍转接接头。其中KF25卡箍转接接头这端用KF25卡箍和TRP-12直联高速旋片式真空泵相接；KF10-16卡箍转接接头这端用KF16卡箍和瓦里安TV-301分子泵相接。44.安装离子源图图待补充45.装配流程装配流程3.3安装倍增器组件：3.3.1电子倍增器（2300型），MS0053852外壳以及MS0053851打拿极3.4安装四极杆组件：3.4.1安装好的离子源用 M2*4内六角圆柱螺钉固定到壳体（MS0053826）上3.4.2壳体另一端装入前端瓷环MS0053830，相应位置上用 M2*4内六角圆柱螺钉固定46.装配流程装配流程3.4.3再装入四极杆MS0053A81（对角线两杆用导线接好）和后端瓷环MS0053831，壳体相应位置上用 M3*8螺钉固定。3.4.4安装支架MS0053825在壳体外部。3.4.5将3.4.4安装好的罩部分装入壳体后端瓷环MS0053831端外部，用 M3*8沉头螺钉固定。3.4.6将四极杆组件M4*8内六角圆柱螺钉固定在底座组焊47.四极杆组件图图待补充48.装配流程4.装配电路板部分等（包括主板震荡板电源板）4.1按电路板部分清单核实部件数量以及质量；4.2在MS0053110安装板相应位置上安装M3*30铜支柱。4.3在MS0053601主板的相应位置上安装PF-PFM-620S-A11内置式计算机。4.4在MS0053110安装板相应位置上，将装好PF-PFM-620S-A11内置式计算机的（MS0053601）主板用M3*6螺钉（加垫片和弹垫）固定。4.5在MS0053110安装板相应位置上，将保护板（MS0053603）用M3*6螺钉（加垫片和弹垫）固定。49.电路板装配图50.电路板装配4.6在MS0053110安装板相应位置上，将电源板（MS0053604）用M3*6螺钉（加垫片和弹垫）固定。4.7在MS0053110安装板背面相应位置上，将打拿极供电板（MS0053607）用M3*6螺钉（加垫片和弹垫）固定。4.8在安装板相应位置上，将打拿极供电板（MS0053607）用M3*6螺钉（加垫片和弹垫）固定。4.9在机箱组焊MS0053A11相应位置上有四个栽钉，将离子源驱动板MS0053605用M3螺母（加垫片和弹垫）固定，板下加支柱。51.电路板装配图52.连接色谱流程按清洗流程将传输线部分部件清洗干净并烘干。1.将No.114 0.612*0.103（in）橡胶密封圈放在接杆组焊（MS0053A04）上，用M4*16螺钉（加弹垫）固定在分析室（MS0053700）上。2将防护罩组焊MS0053A05用M4*16螺钉（加垫片和弹垫）固定在分析室（MS0053700）相应位置上。3安装加热棒以及铂电阻在加热体（MS0053005）上，用玻璃布高温套管缠好成型，然后装在相应位置上防护罩组焊MS0053A05里。4安装传输线组焊：MS0053415密封垫装在传输线组焊MS0053A41上，然后将传输线组焊MS0053A41拧在接杆组焊（MS0053A04）上。5安装毛细柱：将毛细柱穿过螺帽（MS0053411）和卡套（274233），注意卡套椎孔冲螺帽（MS0053411）方向。6毛细柱定位：毛细柱穿过传输线组焊MS0053A41伸出离子源的源套（MS0053801）半个毫米。53.传输线组焊和加热体安装图54.安装毛细柱图55.总调总调流程流程GC-MS-3100色色质联质联用用仪仪是比是比较较复复杂杂的的仪仪器，器，涉及机械，涉及机械，电电器，真空，器，真空，计计算机等技算机等技术术。调校人员需通过仪器各项调试保证仪器质量。包括成套性成套性、外外观观以及安全性以及安全性检查检查，真空性能真空性能检查检查，各部件的各部件的检查检查以及质谱质谱主主机机调调校校。56.主机主机调调校校主机主机调调校主要包括校主要包括1 用全氟三丁胺用全氟三丁胺调谐质谱调谐质谱的分辨能力的分辨能力2全氟三丁胺全氟三丁胺调试质谱调试质谱的灵敏度的灵敏度稳稳定性定性3 八氟八氟萘进样调试仪萘进样调试仪器的灵敏度和器的灵敏度和稳稳定性。定性。57.主机主机调调校校1 用全氟三丁胺用全氟三丁胺调谐质谱调谐质谱的分辨能力的分辨能力2全氟三丁胺全氟三丁胺调试质谱调试质谱的灵敏度的灵敏度稳稳定性定性调整标样阀使得进样量为12*10-帕，通过调节质谱的参数使得质量数69，100，131，264，414，502其丰度比满足要求，并且每个峰半峰宽优于0.6amu。打出自动调谐报告。58.调谐报告59.NIST库检库检索索结结果果 60.考机实验同时仪器已经经过了很严格的24小时以及36小时稳定性考机实验。内容包括调谐参数、质量数稳定性检查、丰度比稳定性检查、分辨度稳定性检查等。每隔1小时记录测试结果一次，并对所有试验结果列表保存。61.质量数稳定性62.分辨度稳定性63.丰度比稳定性64.八氟奈（OFN）调试采用DB-5MS柱，柱长30m，内径0.25mm，膜厚0.25um色谱柱需老化：升温到280恒温1小时；通氦气但不联质谱，尾段放空，氦气流量12ml/min。色谱联结质谱后调试柱流量为1ml/min。质谱扫描范围100300amu，扫速1000amu/s。程序升温50200，升温速率10/min，不同浓度八氟萘1l进样计算质量数m/z272的信噪比 S/nHs/Hn 指标为 10pg s/n10：1 Hs质量数272的峰强度 Hn质量数272的噪音强度 重复性检查进1ul八氟萘异辛烷溶液，连续6次进样；提取m/z272的质量色谱图进行积分并计算相对偏差。65.八氟奈10pg信噪比OFN 10pg MC 272/184：1 66.八氟奈1pg信噪比OFN 1pg MC 272/17：1 67.68.