氣質聯用儀GC-MS可以進行有效的定性分析,但對復雜有機化合物的分析就顯得無能為力;而色譜法對有機化合物是一種有效的分離分析方法,特別適合于進行有機化合物的定量分析,但定性分析則比較困難。像這種將兩種或兩種以上方法結合起來的技術稱之為聯用技術。今天讓我們來談談氣質聯用儀GC-MS質量分析器的種類你都知道哪些。
氣質聯用儀GC-MS常用的質量分析器
1、四極質量分析器
原理:由四根平行圓柱形電極組成,電極分為兩組,分別加上直流電壓和一定頻率的交流電壓。樣品離子沿電極間軸向進入電場后,在極性相反的電極間振蕩,只有質荷比在某個范圍的離子才能通過四極桿,到達檢測器,其余離子因振幅過大與電極碰撞,放電中和后被抽走。因此,改變電壓或頻率,可使不同質荷比的離子依次到達檢測器,被分離檢測。
四極桿質量分析器是一種無磁分析器,體積小,重量輕,操作方便,掃描速度快,分辨率較高,適用于色譜—質譜聯用儀器。
應用:
四極桿質譜計是目前成熟、應用廣泛的小型質譜計之一。在氣相色譜-質譜(GC/MS)和液相色譜-質譜(LC/MS)聯用儀中,四極桿是常用的質量分析器之一。在研究級應用中,常涉及質譜儀器多級串聯系統(tǒng)MSn,而四極桿質譜計則是MSn實驗中常用的質譜計類型之一;例如:三重四極桿串聯質譜。
2、扇形質量分析器
磁式扇形質量分析器被電場加速的離子進入磁場后,運動軌道彎曲了,離子軌道偏轉可用公式表示:當H,V一定時,只有某一質荷比的離子能通過狹縫到達檢測器。
依據扇形磁場角度不同分為b(>0,900.120,和18f10四種。小型儀器的掃描方式采用電掃描法(改變加速電壓),而大型儀器多采用磁掃描法(改變磁場強度)。
特點:分辨率低,對質量同、能量不同的離子分辨較困難。
3、離子阱檢測器
原理類似于四極分析器,但讓離子貯存于井中,改變電極電壓,使離子向上、下兩端運動,通過底端小孔進入檢測器。
由兩個端蓋電極和位于它們之間的類似四極桿的環(huán)電極構成。端蓋電極施加直流電壓或接地,環(huán)電極施加射頻電壓(rf),通過施加適當電壓就可以形成一個離子阱。根據rf電壓的大小,離子阱就可捕捉某一質量范圍的離子。離子阱可以儲存離子,待離子累積到一定數目后,升高環(huán)電極上的rf電壓,離子按質量從高到低的次序依次離開離子阱,被電子倍增監(jiān)測器檢測。目前離子阱分析器已發(fā)展到可以分析質荷比高達數千的離子。離子阱在全掃描模式下仍然具有較高靈敏度,而且單個離子阱通過期間序列的設定就可以實現多級質譜的功能。
檢測器的作用是將離子束轉變成電信號,并將信號放大,常用檢測器是電子倍增器。當離子撞擊到檢測器時引起倍增器電極表面噴射出一些電子,被噴射出的電子由于電位差被加速射向di二個倍增器電極,噴射出更多的電子,由此連續(xù)作用,每個電子碰撞下一個電極時能噴射出2~3個電子,通常電子倍增器有14級倍增器電極,可大大提高檢測靈敏度。
4.單聚焦質量分析器
單聚焦質量分析器其主要部件為一個一定半徑的圓形管道,在其垂直方向上裝有扇形磁鐵,產生均勻、穩(wěn)定磁場,從離子源射入的離子束在磁場作用下,由直線運動變成弧形運動。不同m/z的離子,運動曲線半徑R不同,被質量分析器分開。由于出射狹縫和離子檢測器的位置固定,即離子弧形運動的曲線半徑R是固定的,故一般采用連續(xù)改變加速電壓或磁場強度,使不同m/z的離子依次通過出射狹縫,以半徑為R的弧形運動方式到達離子檢測器,使離子從時間上被分開。
5、雙聚焦質量分析器
由一個靜電分析器和一個磁分析器組成,靜電分析器允許有某個能量的離子通過,并按不同能量聚焦,先后進入磁分析器,經過兩次聚焦,大大提高了分辨率。因此,扇形電場是將質量相同而速度不同的離子分離聚焦,使得速度不合適的離子無法進入到進入磁場的狹縫中,即具有速度分離聚焦的作用。然后,經過狹縫進入磁分析器,再進行m/z方向聚焦。調節(jié)磁場強度(掃場),可使不同的離子束按質荷比順序通過出口狹縫進入檢測器。這種同時實現速度和方向雙聚焦的分析器,稱為雙聚焦分析器。
6.飛行時間質量分析器
飛行時間質量分析器既不用電場也不用磁場,其核心是一個離子漂移管。離子源中的離子流被引入漂移管,離子在加速電壓V的作用下得到動能。然后離子進入長度為L的自由空間,即漂移區(qū)??梢钥闯觯x子在漂移管中飛行的時間與離子質荷比的平方根成正比,對于能量相同的離子,質荷比越大,達到檢測器所需的時間越長,根據這-.原則,可以把不同質荷比的離子因其飛行速度不同而分離,依次按順序到達檢測器。漂移管的長度L越長,分辨率越高。飛行時間分析用具有大的質量分析范圍和較高的質量分辨率,尤其適合蛋白等生物大分子分析。
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