1．实验目的

1)了解气质联用仪的基本原理和操作步骤。

2)掌握采用气质联用仪对有机化合物进行定性分析的基本步骤。

3)掌握气质联用仪的相关理论知识。

2．实验仪器及主要性能参数

气相色谱-质谱联用仪；色谱柱：DB-5MS柱，30m×0.25mm×0.25um或其他等效色谱柱。

3．实验辅助设备及试剂

1)微量进样器。

2)邻苯二甲酸酯标准溶液：分别移取适量邻苯二甲酸甲酯(DMP)、邻苯二甲酸乙酯(DEP)、邻苯二甲酸丁酯(DBP）和邻苯二甲酸（2-乙基己基）酯(DEHP）分析纯标样，溶解于甲醇中，浓度可在0.1～1mg/L之间。如只进行定性实验，则无须加入内标。如进行定量实验，须加入内标物D10-芘。

3）载气：高纯氦气。

4．实验原理

(1)气质联用仪的特点

气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS）联用法是一种高效能、高选择性、高灵敏度的分离分析方法。GC-MS结合了色谱、质谱两者的优点，使样品的分离、定性及定量成为连续的过程：①气相色谱仪是质谱法的理想“进样器”，试样经色谱分离后以纯物质形式进入质谱仪，就可充分发挥质谱法的特长；②质谱仪是气相色谱法的理想“检测器”，色谱法所用的检测器如氢火焰离子化检测器、热导检测器、电子捕获检测器等都有局限性，而质谱仪能检测出绝大多数化合物，灵敏度又很高。所以，气相色谱一质谱联用技术既发挥了色谱法的高分离能力，又发挥了质谱法的高鉴别能力。

(2)仪器组成

图11-9是气相色谱一质谱联用仪组成的方框示意图，有机混合物与色谱柱分离后经接口进入离子源被电离成离子，离子在进入质谱的质量分析器前，在离子源与质量分析器之间，有一个总离子流检测器，以截取部分离子流信号。实际上，总离子流强度的变化正是流入离子源的色谱组分变化的反映，因而总离子流强度与时间或扫描数变化曲线就是混合物的色谱图，称为总离子流色谱(TIC）图。另一种获得总离子流色谱图的方法是利用质谱仪自动重复扫描，由计算机收集、计算并再现出来，此时总离子流检测系统可省略。对TIC图的每个峰，可同时给出对应的质谱图，由此可推测每个色谱峰的结构组成。一般TIC的灵敏度比GC的氢火焰离子化检测器高1.2个数量级，它对所有峰都有相近的响应值，是一种通用性检测器。

图11-9气相色谱-质谱联用仪组成的方框示意图

(3)质谱仪扫描方式

质谱仪扫描方式采用全扫描和选择离子储存。

(4)定性分析

根据质谱图进行定性分析。

(5)定量分析

可采用外标法或内标法进行定量分析。

5．实验步骤

(1)仪器的调谐

分别对仪器进行手动调节和自动调节，调节的参数主要包括RF调节、校准气调节、电子倍增器电压调节、质量数校准及质量分析器功能校准等。

(2)仪器分析条件的确定

根据所分析样品的沸点及其他物化性质，建立分析方法。本实验分析邻苯二甲酸酯类化合物，其分析条件如下：
柱箱升温程序：初始温度50℃，维持2min，以6℃/min的速率升至150℃，维持1 min，再以5℃/min的速率升至280℃，维持3min;

进样口温度：280℃;

分流比：20:1;

进样量：0.2～0.5uL;

传输线温度：270℃；

质谱电离源：电子轰击（El）电离源，电离源温度为150℃；

四极杆质量分析器温度：150℃（如为离子阱质量分析器则离子阱温度为150℃）；

质谱分析的质量数：45～300u;

灯丝延迟（溶剂延迟，指电子轰击电离源灯丝打开时间比进样运行时间晚多长时间）：4min。

(3)有机化合物样品中组分的定性分析

用微量注射器移取适当体积的样品注射入气相色谱进样口。根据TIC图（图11-10)对其中每个组分通过谱库检索进行定性分析。

图11-10混合标准样品TIC图

1-邻苯二甲酸甲酯(DMP); 2-邻苯二甲酸乙酯(DEP);3-邻苯二甲酸丁酯(DBP) ;4-内标物D10-芘;5-邻苯二甲酸（2-乙基己基）酯(DEHP)

6．实验处理及谱图解析

在工作站总离子流色谱图界面，按出峰时间用鼠标点击色谱峰，可得到其实时质谱图，进行谱库检索(library search)，根据质谱图与标准谱图的匹配度排序，如果最高匹配度超过800(最好超过900)，通常选择匹配度最高者为该物质最可能的结构。依次对每个峰的质谱图进行谱库检索，确定每种物质的结构。

7．注意事项

1)每次开机后先确认真空泵工作正常，以确保仪器正常工作，如发现有故障，应停机检查。

2)实验前先检查系统是否漏气，要确保实验在系统完全不漏气的情况下进行。

3)进样时要使针头垂直插入进样口，不要把进样针弯折。

4)进样量不宜过多，要有合适的分流比。

5)当操作者错误操作或其他干扰引起微机错误时，可重新启动计算机，但无须关电源。

6)有时会遇到实验所得到的质谱图与标准谱库中谱图匹配度很低的情况，这时有几种可能：①标准谱库中没有所测定物质的谱图。这时需要实验人员通过其他方法确定物质结构，如自建谱库、从文献或资料中查找可能化合物的标准谱图并进行比对、自己解谱或结合其他分析方法（如红外光谱、核磁共振等）确定物质结构；②样品比较脏，杂质较多，使本底较杂或峰的分离不完全，这时需要实验人员对样品进行纯化后再测定。

8．实验报告及要求

实验报告内容包括实验目的和要求、实验仪器设备、实验原理、实验步骤、实验结果与讨论、思考题等六项。其中重点是实验步骤和实验结果与讨论。

在实验结果与讨论中要附总离子流色谱图、每个峰的质谱图及检索结果。根据质谱图及检索结果判断每种物质的结构并详细说明判断的依据。