GC/MS联用及其实验技术

　　气相色谱法的历史始于1941年，1955年第一台商品气相谱仪问世。在以后十年左右的时间内，很快建立了气相色谱(GC)与质谱(MS)的联用技术。气相色谱法是有力的分离手段，但作为鉴定有很大的局限性;质谱法是迄今为止样量最少、信息量很大的鉴定工具，但它要求纯样品。这二种技术的完美结合，既发挥了各自的优势又弥补了各自的缺陷。所以，GC/MS联用被当时一些化学家称之为一种划时代的分析技术。本文从两个方面讨论GC/MS联用和它的有关实验技术。

　　1今日的GC/MS联用技术

　　1.1高分辨毛细管色谱的联用

　　早先的气相色谱柱是填充柱，主要缺点是分辨率低，因此毛细管色谱代之而起。毛细管色谱的主要优点是色谱峰窄、分辨率高，与质谱相连可提高检测灵敏度。毛细色谱柱从当初的玻璃毛细管发展到熔融弹性石英毛细管，提高了柱的柔软、挠曲性，使用极为方便。其固定相由非交联的变为交联的，最高使用温度提高20~30℃，并降低柱流失。目前已经有400~450℃的高温色谱柱，但是GC/MS联用还有赖于接口装置，后者在商品仪器中允许承受的稳定温度不超过350℃。与填充柱相比，高分辨毛细管色谱的缺点是样品载量小，定量误差大。目前发展的大孔径毛细管柱有助于改善上述的不足之处。弹性石英毛细管孔径有四种，即0.25、0.32、0.53和。.75mm。由于质谱仪离子源真空的限制，联用时通常一使用前二种孔径，只有使用能去溶剂峰的开口分流接口装置，才使用0.53孔径。

　　GC/MS联用的关键是GC的大气压出口和质谱的高真空入口如何相连，这就是接口的问题。在填充柱的条件下每分钟有数十毫升的载气流量，而维持质谱离子源的高真空所要求的流量也就是每分钟1一2毫升。因此，早先的接口是通过限制针阀来实现，缺点是样品损失太多。这就导致研究高样品得率和富集样品的接口。1964一1965年期间发展了三种各有特色的接口装置，即嘴型、微孔扩散型以及薄膜型。以后，在毛细管色谱一质谱的联用接口上发展了二种类型。一是七十年代发展的开口分流接口。在联用时GC的出口仍处于大气状态，且通过反吹使溶剂峰不进入离子源。当然装置的尺寸要求颇为严格，才能保持高的样品得率。另一种是更为简单的方法，即将毛细管直接插入质谱的离子化室。毛细管的流量通常为1毫升/分钟，能满足质谱仪的真空要求。目前各公司推出的Gc/Ms仪绝大多数采用后一种方式。

　　1.2LZ高灵敏度的动态质谱仪

　　GC/MS联用仪中绝大多数是使用四极杆质谱仪，它属于动态质谱仪中的一种。与磁质谱相比，它具有灵敏度高、扫描速度快以及价格低廉等优点。从离子的传输率角度看，前者可达50%一90%，后者仅为1%一0.1%，故四极杆质谱具有很大的优势。它能达到looPg一Ing的检出灵敏度。对磁质谱仪来说要达到这样的灵敏度，需付出较大的代价，导致成本的提高。进一步提高四极杆质谱仪的灵敏度也主要在离子检测系统上的改进，如后加速电压，光电倍增管的使用等。当然，选择其它类型的动态质谱仪，如离子阱，也是一个重要途径。