在当代分析化中,气相色谱质谱联用技术(GC-MS)凭借其卓越的分离和鉴定能力,为复杂混合物组分的剖析提供了极具价值的解决方案,成为科学研究与工业应用中不可或缺的多维度分析平台。


技术原理剖析


1.气相色谱(GC)


GC-MS的卓越性能,源于气相色谱(GC)与质谱(MS)的结合。GC作为分离技术的核心,以惰性气体(通常是氦气而非氨气,氨气并非常用载气)为流动相,以固体或涂覆在固体上的液体为固定相,巧妙地利用温度和流动速度,通过样品组分在两相之间的分配或吸附差异,实现精准分离。


2.质谱(MS)


质谱分析则是通过测量离子的质荷比(m/z),揭示化合物的分子量和结构奥秘。在GC-MS系统中,经色谱柱分离的单一化合物,在高真空环境下被电离(常用电子轰击法),转化为带电粒子。这些离子随后在质谱仪的质量分析器中,依据质荷比被精准分离,并最终被检测器捕捉,生成质谱图。质谱图其上离子的相对丰度与质荷比的函数关系,为化合物的鉴定提供了关键线索。


1.jpg


本图为:爱德华·蒙克用过的颜料管中提取的样品,用N,O-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺(BSTFA)皂化、萃取和衍生化后做出的GC-MS 色谱图 右上图为壬二酸 -diTMS 的质谱图


3.联用技术


GCMS用于有机物的检测,是挥发性和半挥发性定性定量分析测试的常见方法。它将气相色谱(GC)和质谱(MS)两种分析技术结合在一起,可以实现样品中成分的分离和鉴定,具有高灵敏度、高分辨率和高选择性等优点。GCMS用来分析挥发性有机物(VOCS),ROHS测试,有毒有害物质,溶剂,配方分析,可以通过GC-MS快速的对未知物,已知物来定性定量检测。


应用领域拓展


1.环境监测


在环境监测领域,GC-MS广泛应用于空气和水质中有机污染物的分析。通过对采集样本的深入剖析,它能够快速、准确地识别和定量污染物的种类与浓度,为环境保护提供坚实的科学依据。


2.食品安全


在食品行业,它被广泛用于检测食品中的残留农药、添加剂、塑化剂等有害物质。


3.制造业


在制造业,尤其是石油化工行业,GC-MS的应用同样不可或缺。生产过程中产生的各种烃类化合物,其性质和比例直接决定了产品的质量和性能。GC-MS能够实时监测和分析这些化合物,确保生产过程的稳定性和产品的一致性。此外,在新材料研发领域,GC-MS通过对材料组成和结构的深入分析,助力科学家设计出性能更优、更具竞争力的新材料,推动制造业的持续创新与发展。


试验案例



案例:聚溴联苯(PBB)和多溴二苯醚(PBDE)检测


2.jpg


气相色谱质谱联用技术(GC-MS)凭借其高效的分离和鉴定能力,应用在环境监测、食品安全、文物保护、考古学以及制造业等多个领域。