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气质联用仪GC-MS质量分析器的种类你都知道哪些

发布时间:2022-06-21      点击次数:416

气质联用仪GC-MS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。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。今天让我们来谈谈气质联用仪GC-MS质量分析器的种类你都知道哪些。


气质联用仪GC-MS常用的质量分析器


1、四极质量分析器


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。


四极杆质量分析器是一种无磁分析器,体积小,重量轻,操作方便,扫描速度快,分辨率较高,适用于色谱—质谱联用仪器。


应用:


四极杆质谱计是目前成熟、应用广泛的小型质谱计之一。在气相色谱-质谱(GC/MS)和液相色谱-质谱(LC/MS)联用仪中,四极杆是常用的质量分析器之一。在研究级应用中,常涉及质谱仪器多级串联系统MSn,而四极杆质谱计则是MSn实验中常用的质谱计类型之一;例如:三重四极杆串联质谱。


2、扇形质量分析器


磁式扇形质量分析器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。


依据扇形磁场角度不同分为b(>0,900.120,和18f10四种。小型仪器的扫描方式采用电扫描法(改变加速电压),而大型仪器多采用磁扫描法(改变磁场强度)。


特点:分辨率低,对质量同、能量不同的离子分辨较困难。


3、离子阱检测器


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。


由两个端盖电极和位于它们之间的类似四极杆的环电极构成。端盖电极施加直流电压或接地,环电极施加射频电压(rf),通过施加适当电压就可以形成一个离子阱。根据rf电压的大小,离子阱就可捕捉某一质量范围的离子。离子阱可以储存离子,待离子累积到一定数目后,升高环电极上的rf电压,离子按质量从高到低的次序依次离开离子阱,被电子倍增监测器检测。目前离子阱分析器已发展到可以分析质荷比高达数千的离子。离子阱在全扫描模式下仍然具有较高灵敏度,而且单个离子阱通过期间序列的设定就可以实现多级质谱的功能。


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di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。


4.单聚焦质量分析器


单聚焦质量分析器其主要部件为一个一定半径的圆形管道,在其垂直方向上装有扇形磁铁,产生均匀、稳定磁场,从离子源射入的离子束在磁场作用下,由直线运动变成弧形运动。不同m/z的离子,运动曲线半径R不同,被质量分析器分开。由于出射狭缝和离子检测器的位置固定,即离子弧形运动的曲线半径R是固定的,故一般采用连续改变加速电压或磁场强度,使不同m/z的离子依次通过出射狭缝,以半径为R的弧形运动方式到达离子检测器,使离子从时间上被分开。


5、双聚焦质量分析器


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。因此,扇形电场是将质量相同而速度不同的离子分离聚焦,使得速度不合适的离子无法进入到进入磁场的狭缝中,即具有速度分离聚焦的作用。然后,经过狭缝进入磁分析器,再进行m/z方向聚焦。调节磁场强度(扫场),可使不同的离子束按质荷比顺序通过出口狭缝进入检测器。这种同时实现速度和方向双聚焦的分析器,称为双聚焦分析器。


6.飞行时间质量分析器


飞行时间质量分析器既不用电场也不用磁场,其核心是一个离子漂移管。离子源中的离子流被引入漂移管,离子在加速电压V的作用下得到动能。然后离子进入长度为L的自由空间,即漂移区。可以看出,离子在漂移管中飞行的时间与离子质荷比的平方根成正比,对于能量相同的离子,质荷比越大,达到检测器所需的时间越长,根据这-.原则,可以把不同质荷比的离子因其飞行速度不同而分离,依次按顺序到达检测器。漂移管的长度L越长,分辨率越高。飞行时间分析用具有大的质量分析范围和较高的质量分辨率,尤其适合蛋白等生物大分子分析。


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