气质联用仪

七八年前，&ldquo 国产GCMS？别逗我了，会有这东西么？&rdquo &ldquo 啥时候中国人才能做出一台GCMS来呢？&rdquo 　　三四年前，&ldquo 国产GCMS做出来了，但是还不敢买，有些核心零件还是买进口的或者山寨的，性能也不高。&rdquo 　　一两年前，&ldquo 国产GCMS做出来好几种了，到底怎么样还不知道，不过如果要买，还是得买进口的。&rdquo 　　一直到2014年下半年，&ldquo 听说好多国产厂商的GCMS出到第二代了，国产高分辨率质谱、三重四级杆质谱等技术也快出来了，到底国产怎么样呢？挺想了解下。&rdquo &ldquo 国产高分辨率质谱都已经研发成功了，三重四级杆质谱今年内也会做出来。&rdquo 　　&hellip &hellip 　　上面这些话出自一位热心的仪器信息网网友，他关注国产与进口气质联用仪(GCMS)许多年，也听到了太多分析测试从业者、仪器行业人的心声。同时，该网友一一梳理了目前已上市或即将上市的国产GCMS产品，并很谦虚地以&ldquo 外行人&rdquo 身份对每台仪器进行了点评。　　&diams 北京东西分析仪器有限公司　　2006年，北京东西发布了我国第一台四级杆-气相色谱质谱联用仪GC-MS 3100，&ldquo 标志着我国商品型气质联用仪从0到有&rdquo ，&ldquo 很多人从第一眼看到这台仪器的时候就开始期待它的第二代。而这一期待，就是7年&rdquo 。　　七年磨一剑，北京东西改用EWAI商标后2013年又推出了第二代桌面式气质联用仪GC-MS 3200。&ldquo 别的先不论，单单是这个科技感十足的造型就已经足够惊艳一大片人了。&rdquo 　　另外，北京东西的GC-MS 3110车载气相色谱(四极)质谱联用仪，&ldquo 从型号上很容易看出，这是GC-MS 3100的体积缩小版改车载版，是一台推动气质联用仪小型化、专用化及国产化的仪器。&rdquo 　　&diams 北京普析通用仪器公司　　M6单四极杆气相色谱质谱联用仪被该网友评为&ldquo 让人欣喜的一款国产质谱仪器&rdquo ，具有完全自主的知识产权，使中国向着拥有自己的质谱仪器的目标又更进了一步。　　而M7单四极杆气相色谱质谱联用仪则是在M6基础上改进出来的第二代高性能质谱仪器，同时该网友根据仪器参数，猜测M7&ldquo 使用了完全自主研发制造的四级杆质量分析器&rdquo 。　　&diams 聚光科技(杭州)股份有限公司离子阱质谱家族&mdash &mdash 剑走偏锋　　Mars-6100气相色谱-质谱联用仪的&ldquo 质谱部分是独特的离子阱型，因此具有比单四级杆质谱更强的定性能力，在成本相对单四级杆质谱差别并不多的情况下可以更好的鉴别未知化合物&rdquo 。　　超便携式Mars-400系列同样&ldquo 让人惊喜&rdquo ，&ldquo 从开机到做出第一个需要的结果不超过半个小时&rdquo ，&ldquo 15到550amu虽然相比实验室GC-MS来说有些不足，但作为现场仪器也已经是世界最宽的了&rdquo 。　　此外，该网友还推测聚光科技即将推出国产第一台三重四级杆气质联用仪。这是聚光科技首席科学家李刚强博士加入聚光科技后带团队研发的新仪器，&ldquo 预计2014年底发布，2015年上市。&rdquo 　　&diams 江苏天瑞仪器股份有限公司&mdash &mdash 首家推出飞行时间质谱(TOF-MS)　　GCMS 6800天瑞仪器打造的第一款气相色谱质谱联用仪，具有完全的自主知识产权，拥有多项专利技术。该网友猜测大胆猜想，天瑞仪器研发GCMS 6800&ldquo 大概主要是为了积累经验，好做下边的飞行时间质谱仪吧？&rdquo 　　厦门质谱公司与天瑞仪器共同开发的全二维气相色谱-高分辨率飞行时间质谱(TOF)联用仪，&ldquo 它的诞生代表了国产质谱进军通用型高端质谱仪器迈出了重要一步&rdquo ，该网友非常期待这台仪器正式上市之后的表现。　　&diams 天美(中国)科学仪器有限公司&mdash &mdash 另辟蹊径　　近日，天美控股欧洲子公司与布鲁克达成框架协议，以1350万美元的价格从布鲁克手中收购了气相色谱(GC)和单四级杆质谱(GC-SQ-MS)的产品线。　　&hellip &hellip 　　除上述评论外，更多的精彩点评请点击&ldquo 外行人带你看遍2014井喷之年的国产气质&rdquo 进行查看。

p style="line-height: 1.5em " 气质联用仪是指将气相色谱仪和质谱仪联合起来使用的仪器。质谱法可以进行有效的定性分析，但对复杂有机化合物的分析就显得无能为力 而色谱法对有机化合物是一种有效的分离分析方法，特别适合于进行有机化合物的定量分析，但定性分析则比较困难。因此，这两者的有效结合必将为化学家及生物化学家提供一个进行复杂有机化合物高效的定性、定量分析工具。像这种将两种或两种以上方法结合起来的技术称之为联用技术，将气相色谱仪和质谱仪联合起来使用的仪器叫做气质联用仪。br//pp style="line-height: 1.5em "　　strong基本应用/strong/pp style="line-height: 1.5em "　　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。/pp style="line-height: 1.5em "　strong　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。/strong/pp style="line-height: 1.5em "　　strong一、色谱部分/strong/pp style="line-height: 1.5em "　　色谱部分和一般的色谱仪基本相同，包括柱箱、气化室和载气系统。除特殊需要，多数不再装检测器，而是将MS作为检测器。此外，在色谱部分还带有分流/不分流进样系统，程序升温系统，压力、流量自动控制系统等。色谱部分的主要作用是分离，混合物样品在合适的色谱条件下被分离成单个组分，然后进入质谱仪进行鉴定。色谱仪是在常压下工作，而质谱仪需要高真空，因此，如果色谱仪使用填充柱，必须经过一种接口装置-分子分离器，将色谱载气去除，使样品气进入质谱仪。如果色谱仪使用毛细管柱，因为毛细管中载气流量比填充柱小得多，不会破坏质谱仪真空，可以将毛细管直接插入质谱仪离子源。/pp style="line-height: 1.5em "　strong　二、气质接口/strong/pp style="line-height: 1.5em "　　气质接口是GC到MS的连接部件。最常见的连接方式是直接连接法，毛细管色谱柱直接导入质谱仪，使用石墨垫圈密封(85%Vespel+15%石墨)，接口必须加热，防止分离的组分冷凝，接口温度设置一般为气相色谱程序升温最高值。/pp style="line-height: 1.5em "　　strong三、质谱仪部分/strong/pp style="line-height: 1.5em "　　质谱仪既是一种通用型的检测器，又是有选择性的检测器。它是在离子源部分将样品分子电离，形成离子和碎片离子，再通过质量分析器按照质荷比的不同进行分离，最后在检测器部分产生信号，并放大、记录得到质谱图。/pp style="line-height: 1.5em "　　strong1.离子源/strong/pp style="line-height: 1.5em "　　离子源的作用是接受样品产生离子，常用的离子化方式有:/pp style="line-height: 1.5em "　　strong电子轰击离子化/strong(electron impact ionization，EI)EI是最常用的一种离子源，有机分子被一束电子流(能量一般为70eV)轰击，失去一个外层电子，形成带正电荷的分子离子(M+)，M+进一步碎裂成各种碎片离子、中性离子或游离基，在电场作用下，正离子被加速、聚焦、进入质量分析器分析。/pp style="line-height: 1.5em "　　strongEI特点:/strong/pp style="line-height: 1.5em "　　⑴结构简单，操作方便。/pp style="line-height: 1.5em "　　⑵图谱具有特征性，化合物分子碎裂大，能提供较多信息，对化合物的鉴别和结构解析十分有利。/pp style="line-height: 1.5em "　　⑶所得分子离子峰不强，有时不能识别。/pp style="line-height: 1.5em "　　本法不适合于高分子量和热不稳定的化合物。/pp style="line-height: 1.5em "　　strong化学离子化/strong(chemicalionization，CI)将反应气(甲烷、异丁烷、氨气等)与样品按一定比例混合，然后进行电子轰击，甲烷分子先被电离，形成一次、二次离子，这些离子再与样品分子发生反应，形成比样品分子大一个质量数的(M+1) 离子，或称为准分子离子。准分子离子也可能失去一个H2，形成(M-1)离子。/pp style="line-height: 1.5em "　　strongCI特点/strong/pp style="line-height: 1.5em "　　⑴不会发生象EI中那么强的能量交换，较少发生化学键断裂，谱形简单。/pp style="line-height: 1.5em "　　⑵分子离子峰弱，但(M+1) 峰强，这提供了分子量信息。/pp style="line-height: 1.5em "　　strong场致离子化/strong(fieldionization，FI) 适用于易变分子的离子化，如碳水化合物、氨基酸、多肽、抗生素、苯丙胺类等。能产生较强的分子离子峰和准分子离子峰。/pp style="line-height: 1.5em "　　strong场解吸离子化/strong( field desorption ionization，FD) 用于极性大、难气化、对热不稳定的化合物。/pp style="line-height: 1.5em "　　strong负离子化学离子化/strong(negative ion chemical ionization，NICI)是在正离子MS的基础上发展起来的一种离子化方法，其给出特征的负离子峰，具有很高的灵敏度(10-15g)。/pp style="line-height: 1.5em "　　strong2.质量分析/strong/pp style="line-height: 1.5em "　　其作用是将电离室中生成的离子按质荷比(m/z)大小分开，进行质谱检测。常见质量分析器有:/pp style="line-height: 1.5em "　　strong四极杆质量分析器(quadrupoleanalyzer)/strong/pp style="line-height: 1.5em "　　原理:由四根平行圆柱形电极组成，电极分为两组，分别加上直流电压和一定频率的交流电压。样品离子沿电极间轴向进入电场后，在极性相反的电极间振荡，只有质荷比在某个范围的离子才能通过四极杆，到达检测器，其余离子因振幅过大与电极碰撞，放电中和后被抽走。因此，改变电压或频率，可使不同质荷比的离子依次到达检测器，被分离检测。/pp style="line-height: 1.5em "　　strong扇形质量分析器/strong/pp style="line-height: 1.5em "　　磁式扇形质量分析器(magnetic-sector massanalyzer)被电场加速的离子进入磁场后，运动轨道弯曲了，离子轨道偏转可用公式表示:当H，V一定时，只有某一质荷比的离子能通过狭缝到达检测器。/pp style="line-height: 1.5em "　　特点:分辨率低，对质量同、能量不同的离子分辨较困难。/pp style="line-height: 1.5em "　　strong双聚焦质量分析器/strong(double-focusing massassay)由一个静电分析器和一个磁分析器组成，静电分析器允许有某个能量的离子通过，并按不同能量聚焦，先后进入磁分析器，经过两次聚焦，大大提高了分辨率。/pp style="line-height: 1.5em "　　strong离子阱检测器(iontrap detector)/strong/pp style="line-height: 1.5em "　　原理类似于四极分析器，但让离子贮存于井中，改变电极电压，使离子向上、下两端运动，通过底端小孔进入检测器。/pp style="line-height: 1.5em "　　检测器的作用是将离子束转变成电信号，并将信号放大，常用检测器是电子倍增器。当离子撞击到检测器时引起倍增器电极表面喷射出一些电子，被喷射出的电子由于电位差被加速射向第二个倍增器电极，喷射出更多的电子，由此连续作用，每个电子碰撞下一个电极时能喷射出2~3个电子，通常电子倍增器有14级倍增器电极，可大大提高检测灵敏度。/pp style="line-height: 1.5em "　　strong真空系统/strong/pp style="line-height: 1.5em "　　由于质谱仪必须在真空条件下才能工作，因此真空度的好坏直接影响了气质联用仪的性能。一般真空系统由两级真空组成，前级真空泵和高真空泵。前级真空泵的主要作用是给高真空泵提供一个运行的环境，一般为机械旋片泵。高真空泵主要有油扩散泵和涡轮分子泵，目前主要应用的是涡轮分子泵/pp style="line-height: 1.5em "　strong　主要性能指标/strong/pp style="line-height: 1.5em "　　气质联用仪的整体性能指标主要有以下几个：质量范围、分辨率、灵敏度、质量准确度、扫描速度、质量轴稳定性、动态范围。/pp style="line-height: 1.5em "　　质量范围指的是能检测的最低和最高质量，决定了仪器的应用范围，取决于质量分析器的类型。四极杆质量分析器的质量范围下限1~10，上限500~1200。/pp style="line-height: 1.5em "　　分辨率是指质谱分辨相邻两个离子质量的能力，质量分析器的类型决定了质谱仪的分辨能力。四极杆质量分析器的分辨率一般为单位质量分辨力。/pp style="line-height: 1.5em "　　灵敏度：气质联用仪一般采用八氟萘作为灵敏度测试的化合物，选择质量数272的离子，以1pg八氟萘的均方根(RMS)信噪比来表示。灵敏度的高低不仅与气质联用仪的性能有关，测试条件也会对结果产生一定影响。/pp style="line-height: 1.5em "　　质量准确度为离子质量测定的准确性，与分辨率一样取决于质量分析器的类型。四极杆质量分析器属于低分辨质谱，质量准确度为0.1u。/pp style="line-height: 1.5em "　　扫描速度定义为每秒钟扫描的最大质量数，是数据采集的一个基本参数，对于获得合理的谱图和好的峰形有显著的影响。/pp style="line-height: 1.5em "　　质量轴稳定性是指在一定条件下，一定时间内质量标尺发生偏移的程度，一般多以24h内某一质量测定值的变化来表示。/pp style="line-height: 1.5em "　　动态范围决定了气质联用仪的检测浓度范围。/pp style="line-height: 1.5em "　　strong测定方法/strong/pp style="line-height: 1.5em "　　strong总离子流色谱法(totalionization chromatography，TIC)/strong--类似于GC图谱，用于定量。l反复扫描法(repetitive scanningmethod，RSM)--按一定间隔时间反复扫描，自动测量、运算，制得各个组分的质谱图，可进行定性。l质量色谱法(masschromatography，MC)--记录具有某质荷比的离子强度随时间变化图谱。在选定的质量范围内，任何一个质量数都有与总离子流色谱图相似的质量色谱图。/pp style="line-height: 1.5em "　　strong选择性离子监测(selectedion monitoring，SIM)/strong--对选定的某个或数个特征质量峰进行单离子或多离子检测，获得这些离子流强度随时间的变化曲线。其检测灵敏度较总离子流检测高2~3个数量级。/pp style="line-height: 1.5em "　　strong质谱图/strong--为带正电荷的离子碎片质荷比与其相对强度之间关系的棒图。质谱图中最强峰称为基峰，其强度规定为100%，其它峰以此峰为准，确定其相对强度。/ppbr//p

2005年11月8日，热电集团上海办公室搬迁至位于浦东金桥出口加工区的新办公大楼，同期落成的客户服务中心和应用实验室也开始对外开放。经过紧张的准备工作，我们欣喜地通知广大热电集团用户：TRACE DSQ气质联用仪演示实验室准备就绪，第一期客户培训定于2005年12月12日至16日在上海客户服务中心/演示实验室举行。TRACE DSQ气质联用仪第一期培训班计划约有12名学员参加。授课对象定位于气相色谱仪和质谱仪基础操作的用户，帮助其进一步了解熟悉TRACE DSQ 和PolarisQ Ion Trap GC/MSn气质联用仪的基本操作。具体课程涉及常规维护、疑难解决，利用Xcalibur软件数据收集、处理并自动生成报表等内容。同时，实验室配备有独立的样品制备室、培训教室，以满足不同行业用户的各种需求。今后，TRACE DSQ气质联用仪实验室不仅可以为客户提供售前、售后的演示和培训，还将基于这个平台进一步加深与应用工程师、科学家以及其他科研单位的合作，升级成为高科技现代化的研究基地，以充分发挥利用仪器特长，不断发展新技术、新应用，为用户提供更具针对性的仪器解决方案，帮助用户提高分析测试水平，从而实现热电集团的承诺—让整个世界更健康、更干净、更安全。欲获取TRACE DSQ气质联用仪培训课程的更多相关信息，请联系殷帆010-68325653或发送电子邮件anna.yin@thermo.com。