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質(zhì)譜儀的主要性能指標及參數(shù)的設(shè)置 一 質(zhì)譜儀的主要性能指標 質(zhì)譜儀器的整體性能同樣依賴各個組成部件的性能 和氣相色譜不同的是 一般質(zhì)譜儀器除了給出各個部件的技術(shù)規(guī)格參數(shù)外 作為儀器整體性能常給出以下幾項主要指標 質(zhì)量范圍 包括質(zhì)量測量準確度和質(zhì)量標尺穩(wěn)定性 分辨率 靈敏度 掃描速度 項指標主要取決于質(zhì)量分析器的類型 其中掃描速度還和計算機接口板的A D D A轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)傳輸速率密切相關(guān) 第 項質(zhì)譜靈敏度 不單是質(zhì)譜檢測器的靈敏度 而是和離子源 質(zhì)量分析器 離子透鏡系統(tǒng)的設(shè)計以及真空系統(tǒng)的配置都有關(guān)系 一 質(zhì)量測定范圍 質(zhì)量范圍通常定義為質(zhì)譜儀器能檢測的最低和最高質(zhì)量 質(zhì)量范圍取決于質(zhì)量分析器的類型 一 質(zhì)量測定范圍 因為質(zhì)譜檢測的是質(zhì)荷比 m z 而不是質(zhì)量 m 所以實際檢測的質(zhì)量取決于離子所帶電荷數(shù)z 當(dāng)z值越大 m z就越小 僅當(dāng)離子所帶電荷數(shù)z 1時 才能將質(zhì)量上 下限看成是能檢測化合物的最高 最低相對分子質(zhì)量對于z 1的多電荷離子 能在低于其相對分子質(zhì)量的m z處被檢測到 如相對分子質(zhì)量為10000的化合物 若帶10個電荷 其m z 10000 10 1000 所以質(zhì)量上限為1000的質(zhì)量分析器也能檢測相對分子質(zhì)量為10000的化合物 在LC MS聯(lián)用儀器上配置的ESI離子源 可檢測多電荷離子但目前GC MS聯(lián)用議器配置的EI CI FI 場致電離fieldionization 離子源 只檢測單電荷 z 1 離子 一 質(zhì)量測定范圍 臺式GC MS聯(lián)用儀器質(zhì)量范圍的下限通常可低到10以下 但也有的大于10以上 質(zhì)量上限最高達到1200 質(zhì)量下限高 可能得不到低質(zhì)量端的特征離子 質(zhì)量上限低 則不能檢測分子量高于質(zhì)量上限的化合物分子離子 質(zhì)量范圍是儀器檔次的標志之一 比如質(zhì)量范圍為10 400和1 1000應(yīng)是兩個檔次的儀器 一 質(zhì)量測定范圍 考察儀器質(zhì)量范圍時 還要注意全質(zhì)量范圍的離子豐度 是否存在質(zhì)量歧視 尤其是高質(zhì)量端的離子是否有足夠的豐度 可通過測定分子量較高的實際樣品進行考察 十溴聯(lián)苯醚 C12Br10 的EI譜圖 相對分子質(zhì)量是950 在高質(zhì)量區(qū)有較強的特征碎片 有Br的同位素峰 可用它作性能測試樣品 一 質(zhì)量測定范圍 質(zhì)量準確度 accuracy 是指離子質(zhì)量測定的準確性 有兩種表達方式 1 M M計算 M測量 2 準確度 100 M計算 M測量例如 計算質(zhì)量 400 0020 用高分辨測得質(zhì)量 400 0000 測量的準確度應(yīng)為 M 0 0020 2mu 準確度 100 0 002 400 0 0005 注意質(zhì)量測量的準確度和分辨率的關(guān)系 這里的 M準確度和下面將要討論的分辨率中的 M質(zhì)量差數(shù)值上可能相同 但是表達兩種完全不同的意義 不同類型儀器質(zhì)量準度的典型值 一 質(zhì)量測定范圍 分辨率高可測定化合物的準確質(zhì)量 但并不意味著質(zhì)量測定的準確性就很高 同樣 分辨率低雖然只能測定整數(shù)質(zhì)量 但也不意味著質(zhì)量測量準確性就差 a 和 b 無論高分辨或低分辨 質(zhì)量測量的準確性都不好 而 c 和 d 無論高低分辨質(zhì)量測量準確度都較好 高 低分辨的區(qū)別是 低分辨不能把整數(shù)質(zhì)量重疊的峰 整數(shù)質(zhì)量相同 精確質(zhì)量不同 分辨開來 只有高分辨才能分開整數(shù)質(zhì)量重疊峰 無論低分辨或高分辨在測試過程中 都必須是在全質(zhì)量范圍內(nèi)保證應(yīng)有的質(zhì)量準確度 一 質(zhì)量測定范圍 注意 質(zhì)譜分析中 是以12C質(zhì)量 12C 12 000u 的1 12為一個質(zhì)量單位 對離子質(zhì)量的計算值是指組成該離子所有元素的單同位素 豐度最大的同位素 質(zhì)量之和 例如二氯甲烷 CH2C12 分子離子的質(zhì)量應(yīng)該是 12 2 1 0078 2 34 9689 83 9534而不是按周期表中的原子量計算的值 12 011 2 1 0079 2 35 453 84 9328周期表中的原子質(zhì)量定義為 給定元素的所有同位素質(zhì)量的平均值 如氯的原子質(zhì)量是兩個同位素質(zhì)量35Cl 34 9689u和37Cl 36 9659u的平均值35 453u 把周期表中的原子質(zhì)量代替單同位素的質(zhì)量帶入分子式計算化合物的分子質(zhì)量 是初學(xué)質(zhì)譜者常見的一個錯誤 這將導(dǎo)致質(zhì)量誤差 二 質(zhì)量軸的穩(wěn)定性 質(zhì)量軸 massaxis 指質(zhì)譜測定離子質(zhì)量的坐標 亦稱質(zhì)量標尺 質(zhì)量軸穩(wěn)定性指在一定條件下 一定時間內(nèi)質(zhì)量標尺發(fā)生漂移的幅度 一般多以8h或12h內(nèi)某一質(zhì)量測定值的變化來表示如 0 1u 12h表示在12h內(nèi) 質(zhì)量軸平均漂移在 0 1u 質(zhì)量軸的穩(wěn)定性關(guān)系到質(zhì)量測量的準確度它和儀器的性能以及儀器操作條件有關(guān) 會隨著儀器狀態(tài)和操作條件變化而發(fā)生變化 不同質(zhì)量范圍的儀器采用不同的標樣對質(zhì)量標尺進行校正 二 質(zhì)量軸的穩(wěn)定性 此外 還有離子豐度的穩(wěn)定性 即在一定條件下 一定時間內(nèi)離子豐度的變化 一般不作為儀器的指標給出 但作為檢驗儀器穩(wěn)定性能 有必要進行考察 因為離子豐度的變化 會影響定性和定量分析結(jié)果 在許多定量分析的標準方法中 作為質(zhì)量保證和質(zhì)量控制 QA QC 要求用標準物質(zhì)進行儀器標定 例如環(huán)境中優(yōu)先監(jiān)測污染物分析方法 使用的標準物有溴氟苯 bromofluorobenzene BFB 十氟三苯基膦 decafluorotriphenylphosphine DFTPP 分析方法中規(guī)定了這些化合物離子豐度的范圍 儀器條件必須滿足規(guī)范要求 分析結(jié)果才能被接受 三 分辨率 分辨率是指質(zhì)譜分辨相鄰兩個離子質(zhì)量的能力 若兩個相鄰質(zhì)量分別為M1和M2的峰能被分辨 則分辨率可用公式R M M計算 式中 M M2 M1 M可以是M1或M2中的任一個 也可用平均值 但如果對能分辨的兩個峰重疊部分形成的峰谷高度不加限定的話 所謂兩個峰能 被分辨 的含義是不確定的 通常有兩種限定標準即兩峰形成的峰谷為峰高的10 或50 時的分辨率 三 分辨率 質(zhì)譜儀10 峰谷分辨率 質(zhì)譜儀50 峰谷分辨率 顯然10 峰谷分辨率比50 峰谷分辨率好 三 分辨率 對四極質(zhì)譜 因其在全質(zhì)量范圍內(nèi)的峰寬都相等 所以任何質(zhì)量M的半峰寬 M是恒定的 如果半峰寬分別為1 0 5 0 4時 任何質(zhì)量的分辨率R則分別為 M 1 1M M 0 5 2M M 0 4 2 5M 對質(zhì)量M 502 1M的分辨率為502 2M的分辨率相當(dāng)于1004 2 5M的分辨率相當(dāng)于1255 不同質(zhì)量分析器能達到分辨率不一樣 四極質(zhì)譜和離子阱質(zhì)譜均屬低分辨儀器 早期飛行時間質(zhì)譜也是低分辨儀器 由于一系列技術(shù)突破 目前飛行時間質(zhì)譜的分辨率已接近10000進入高分辨儀器行列 GC MS聯(lián)用的質(zhì)譜儀器分辨率 三 分辨率 飛行時間質(zhì)譜和四極質(zhì)譜對質(zhì)量分別為556 557 558三個峰的分離情況 四極質(zhì)譜分辨率556 10 峰谷 飛行時間質(zhì)譜分辨率7000 FWHM 三 分辨率 GC MS聯(lián)用中 低分辨質(zhì)譜應(yīng)用更為廣泛 在定性分析中 低分辨EI譜有龐大的譜庫檢索 能在不到1s內(nèi)對未知物快速鑒定在定量分析中 低分辨質(zhì)譜EI CI結(jié)合選擇離子監(jiān)測 多反應(yīng)離子監(jiān)測 檢測限可達到pg或fg級高分辨質(zhì)譜的主要應(yīng)用是準確質(zhì)量測定 可獲得元素組成進行未知化合物的結(jié)構(gòu)鑒定 高分辨也具有高的選擇性 可消除復(fù)雜基質(zhì)重疊峰的干擾 用于定量分析能獲得更好的信噪比 S N 因此在二惡英和興奮劑檢測中成為重要的手段 三 分辨率 高分辨選擇離子檢測時 用精確質(zhì)量提取離子只有一個峰 S N 58 1低分辨選擇離子檢測 相同整數(shù)質(zhì)量有多個峰 S N 36 1 四 靈敏度 通常儀器靈敏度有絕對靈敏度和相對靈敏度之稱 絕對靈敏度定義為檢測器對一定樣品量的信號響應(yīng)值 按此定義其表達式如下 S I Q 式中S 靈敏度 I 信號響應(yīng)值 Q 單位進樣量 在質(zhì)譜法中靈敏度單位表示為 C g 庫侖 微克 或C Torr 庫侖 托 即進樣量可以是質(zhì)量 g 或壓強 Torr 為單位 信號強度則以電量單位庫侖 C 表示 四 靈敏度 用直接進樣測試儀器絕對靈敏度 分辨率1000 EI源70eV 膽固醇標準樣品進樣量1 g 在給定氣化溫度 掃描速度下 監(jiān)測其分子離子峰m z386的信號強度 若在10min內(nèi)平均信號強度為5V 通常電子倍增器增益是106 輸入電阻為107 由此可得到以電量 庫侖 表示的離子流信號強度 I 10 10C進樣量Q 1 g 靈敏度 S I Q 3 10 10C g 1Torr 133 322Pa 四 靈敏度 相對靈敏度定義為一定進樣量獲得的待測信號強度 signal S 和噪聲信號強度 noise N 之比S N 是無量綱的數(shù)值噪聲一般是指檢測器基線的波動或漂移產(chǎn)生的背景信號 是儀器固有的電噪聲 但在實際應(yīng)用中還要考慮儀器污染 樣品基質(zhì) 色譜柱流失等多種因素產(chǎn)生的干擾信號 所謂化學(xué)噪聲對多數(shù)質(zhì)譜儀器而言靈敏度 S 和分辨率是 R 互為倒數(shù)關(guān)系 R S K 四 靈敏度 隨著分辨率提高 靈敏度會顯著下降 靈敏度是反映儀器整體性能的一項指標 它和離子化效率 質(zhì)量傳輸效率 掃描方式 掃描速度 檢測器增益 進樣方式等許多因素密切相關(guān) 五 掃描速度 或速率 掃描速度指質(zhì)譜進行質(zhì)量掃描的速度 定義為每秒鐘掃描的最大質(zhì)量數(shù) Uscan dm dt 掃描速度取決于質(zhì)量分析器的類型和結(jié)構(gòu)參數(shù) 又因質(zhì)譜掃描是由計算機控制 所以掃描速度還和計算機的運行速度以及接口的A D D A的轉(zhuǎn)換速率有關(guān)系 五 掃描速度 或速率 各類儀器典型的掃描速率 五 掃描速度 或速率 掃描速度是質(zhì)譜數(shù)據(jù)采集的一個基本參數(shù) 影響質(zhì)譜的數(shù)據(jù)采集質(zhì)量 對獲得合理的質(zhì)譜圖和好的色譜峰形有顯著影響 掃描速度慢 質(zhì)譜圖中的離子豐度比將受GC組分濃度變化的影響 色譜峰形也會因為采樣點數(shù)不夠使峰形變壞 數(shù)據(jù)采集時需要的最低掃描速率可由下式計算 10 10 M W式中10 每一色譜峰10次掃描所需的掃描速率 10 M 10次掃描的質(zhì)量范圍 W 色譜峰寬 U U 六 靈敏度指標及測試方法 1 靈敏度氣相色譜常用最低檢測限來衡量檢測器靈敏度 將標樣組分信號強度為噪聲信號兩倍時 單位體積的載氣或單位時間內(nèi)進入檢測器的組分量定義為最低檢測限 即 D 2N S式中N 噪聲 mV S 檢測器靈敏度 mV mL mL mV mL mg mV pg s D 檢測限 mg mL mg mL pg s 六 靈敏度指標及測試方法 GC MS聯(lián)用儀器的靈敏度習(xí)慣上直接用信號與噪聲比 S N 來檢驗 采用一定濃度的標樣 在一定操作條件下采集質(zhì)譜圖 選擇某一質(zhì)量離子信號峰值和某一段基線的噪聲峰值 計算它們的比值 信號峰值取所選擇的質(zhì)量離子的峰高 而基線的噪聲峰值有以下有三種不同定義 峰 峰 peaktopeak 信噪比 用某一段基線噪聲的平均高度 噪聲峰值的取法峰 半峰 halfpeaktopeak 信噪比 用某一段基線噪聲平均高度的1 2 均方根 RMS 信噪比 用某一段基線噪聲的均方根值計算 六 靈敏度指標及測試方法 2 影響靈敏度的因素靈敏度既然是儀器整體性能的綜合反映 除上面提到的質(zhì)譜條件外還和色譜進樣方式 樣品利用率 色譜分離效率有關(guān) 進行靈敏度測試必須考慮各種因素的影響 例如不同離子源的靈敏度指標和測試條件都不一樣在儀器驗收時 各儀器廠家都會提供靈敏度測試所需的標樣和測試方法 欲比較不同儀器的靈敏度 只有在完全相同條件下才會有可比性 六 靈敏度指標及測試方法 1 標樣的選擇常用于GC MS儀器靈敏度測試的標樣有硬脂酸甲酯 六氯苯 八氟萘 二苯酮等化合物 選擇的離子質(zhì)量都是化合物的分子離子為 m z298m z284 六 靈敏度指標及測試方法 GC MS儀器靈敏度測試的標樣 選擇的離子質(zhì)量都是化合物的分子離子為 m z272m z182 六 靈敏度指標及測試方法 從三個化合物的譜圖特征可以看出 若選用硬脂酸甲酯 要求較苛刻 因為m z298離子豐度不高 只有基峰的10 左右 易受干擾選用六氯苯的m z284是譜圖中的基峰 有利于獲得好的信噪比 同時還可以考察同位素峰的比例目前多采用八氟萘m z272離子 也是基峰 而且譜圖相對簡單 更有利于獲得好的信噪比二苯酮的質(zhì)子親和力比甲烷或異丁烷高 易形成 M H 離子 m z183 多用于化學(xué)電離源正離子檢測模式的靈敏度測試 負離子檢測模式靈敏度測試則用八氟萘 因其電子親和力較強 易獲得電子而形成負離子m z272 六 靈敏度指標及測試方法 2 標準樣品溶液測試用標準樣品的濃度為1pg L一般廠家都會提供幾個不同濃度 1pg L 10pg L 100pg L 的標樣 因為常需要用高濃度的標樣摸索最佳測試條件 要特別注意不能過多使用高濃度樣品進樣 不僅是樣品殘留和記憶效應(yīng)影響測試的真實性 而且標樣的雜質(zhì)和溶劑不純引起的化學(xué)噪聲會反而會降低信噪比 六 靈敏度指標及測試方法 3 測試條件包括進樣方式 進樣量 色譜柱規(guī)格 溫度條件和質(zhì)譜的離子化方式 儀器調(diào)諧 分辨率 掃描速度 掃描質(zhì)量范圍等 都應(yīng)有統(tǒng)一的規(guī)范 實際上各廠家給出的儀器靈敏度指標的測試條件并不完全相同色譜條件上的區(qū)別主要是色譜柱 柱長多數(shù)用30m 有的用15m 升溫速率有15 min 20 min 25 min 顯然色譜柱短 升溫快 出峰快有利于提高信噪比 六 靈敏度指標及測試方法 質(zhì)譜條件一般和測試的項目有關(guān) 如EI CI的靈敏度 全掃描 scan 選擇離子檢測 SIM 多反應(yīng)檢測 MRM 等的靈敏度測試條件都不相同全掃描方式主要在質(zhì)量范圍的起始質(zhì)量上有區(qū)別 如從40u 50u 200u不同起點開始掃描 終點質(zhì)量一般都在300u 由于起點不同 全程掃描的質(zhì)量可相差150u 顯然掃描質(zhì)量范圍越窄對靈敏度越有利分辨率 對低分辨儀器 通常用單位質(zhì)量分辨 磁質(zhì)譜低分辨用R 1000 高分辨用R 10000調(diào)諧方式對靈敏度也會有影響 如果只追求所檢測離子有最大豐度 不顧及所有離子的相對豐度比 得到的標準化合物譜圖庫檢索的匹配度會較差 六 靈敏度指標及測試方法 4 信噪比的計算多數(shù)儀器的數(shù)據(jù)系統(tǒng)都有計算信噪比的應(yīng)用程序 同時給出三種定義的信噪比計算結(jié)果 非?？旖?方便 給出三個不同結(jié)果 均方根法信噪比為98 峰峰比為19 半峰比為38 可以看出結(jié)果的明顯區(qū)別 六 靈敏度指標及測試方法 作為檢驗儀器性能 信噪比的噪聲峰值一般是指儀器的電噪聲 但在實際測試中 色譜柱固定液的流失 擴散泵油蒸氣 樣品中的雜質(zhì)會使譜圖的本底增高 因此信噪比的計算結(jié)果不僅和噪聲峰值的定義有關(guān) 還和所取噪聲的位置有關(guān) 取信號哪一側(cè)基線的噪聲 取多長一段基線上的噪聲 計算結(jié)果都不完全相同 有時相差甚遠 當(dāng)本底峰干擾嚴重時 均方根計算方法有明顯優(yōu)勢 或取沒有干擾峰基線位置的電噪聲計算信噪比也會較高 一般多取樣品峰兩側(cè)的噪聲峰值計算 六 靈敏度指標及測試方法 3 影響靈敏度相關(guān)因素 1 質(zhì)譜分辨率對靈敏度的影響對四極質(zhì)譜 離子阱質(zhì)譜 磁場質(zhì)譜靈敏度和分辨率成反比 其它條件相同時 提高分辨率 靈敏度會降低 兩個相鄰峰的分辨率提高后 兩個峰分得更開 陰影部分 但峰高明顯減小了 在高分辨磁場質(zhì)譜的靈敏度驗收指標中 如果分辨率1000的靈敏度為3 10 10C ug 則分辨率10000時的靈敏度為3 10 11C ug 剛好相差一個數(shù)量級 六 靈敏度指標及測試方法 2 不同掃描方式的靈敏度 單四極質(zhì)譜全掃描 scan 和選擇離子檢測 SIM 方式的靈敏度比較 檢測標樣為六氯苯 HCB 全掃描的進樣量是2pg 選擇離子檢測的進樣量是2fg 進樣量相差三個數(shù)量級 從圖中m z284離子質(zhì)量色譜峰可見 選擇離子檢測的信噪比要優(yōu)于全掃描的信噪比 選擇離子的檢測限比全掃描低幾個數(shù)量級 六 靈敏度指標及測試方法 對選擇離子檢測所選擇的離子質(zhì)量 當(dāng)樣品基質(zhì)較復(fù)雜時 基質(zhì)中干擾離子質(zhì)量信號比待測樣品離子質(zhì)量信號還強 信噪比很差 而采用MS MS多反應(yīng)檢測方式掃描 選擇性更強 排除了雜質(zhì)的干擾 信噪比明顯提高 六 靈敏度指標及測試方法 3 不同真空條件的靈敏度指標真空系統(tǒng)配置不同 如高真空泵的抽速和抽氣方式不同 單泵抽氣或雙泵差動抽氣 給出的靈敏度指標也不相同 擴散泵油蒸氣造成本底升高也會影響靈敏度 在靈敏度的測試中 如果真空達不到儀器正常運轉(zhuǎn)要求 靈敏度也難達到指標 在實際樣品測試中 真空狀態(tài)不好 靈敏度也會顯著下降 六 靈敏度指標及測試方法 4 化學(xué)噪聲對靈敏度的影響經(jīng)常遇到新儀器使用不長時間 靈敏度顯著下降就目前儀器性能而言 電噪聲影響不是主要原因 主要是化學(xué)噪聲問題靈敏度化學(xué)噪聲來源是多方面的 除上面已經(jīng)提到的色譜柱流失 擴散泵油蒸氣 樣品基質(zhì)外 還有載氣純度 色譜進樣口隔墊流失 襯管污染 樣品殘留 清洗儀器用溶劑殘留 離子源和分析器污染等要獲得高的信噪比 必須最大限度地降低一切噪聲來源 離子源污染是常見的靈敏度下降的重要原因之一 六 靈敏度指標及測試方法 臟的離子源譜圖噪聲明顯較高 干凈的離子源譜圖基線光滑 噪聲較低 六 靈敏度指標及測試方法 5 調(diào)諧方式對靈敏度的影響有些儀器的自動調(diào)諧程序?qū)⑿Ｕ玫臉藴蕵悠啡“返膍 z219峰強度調(diào)到最大 使其相對強度達70 以上 接近甚至超過標準譜圖中的基峰m z69而成為基峰 這意味著提高這一質(zhì)量段的靈敏度 正好是測試靈敏度標樣所用的質(zhì)量范圍 有利于得到高的信噪比 這種調(diào)諧方式也稱為靈敏度調(diào)諧 二 質(zhì)譜儀的主要參數(shù)設(shè)置 質(zhì)譜法是分子水平的一項分析技術(shù) 從樣品離子化到實現(xiàn)離子質(zhì)量分離和最終檢測 全過程需要控制的參數(shù)較多包括樣品導(dǎo)入 離子化條件 離子透鏡聚焦參數(shù) 質(zhì)量分離的不同掃描方式 質(zhì)量分辨能力 靈敏度 數(shù)據(jù)采集 譜圖處理和分析結(jié)果的獲得 每一步驟相互關(guān)聯(lián) 任何環(huán)節(jié)的失誤都將影響最終結(jié)果通過質(zhì)譜儀器調(diào)諧 數(shù)據(jù)采集和掃描方式的討論 介紹各操作參數(shù)的意義質(zhì)譜儀器類型不同 具體參數(shù)可能不相同 但是操作原理是一樣的下面的討論均以四極質(zhì)譜為例 一 儀器的調(diào)諧 儀器調(diào)諧就是進行儀器的校準 通過調(diào)節(jié)離子源 質(zhì)量分析器 檢測器各個參數(shù) 獲得需要的分辨率 靈敏度 準確的質(zhì)量測量以及正確的離子豐度比儀器調(diào)諧目的一是為了解儀器狀態(tài) 如在驗收儀器進行性能測試時 儀器故障維修或儀器維護清洗后 檢查儀器是否正常 能否達到規(guī)定的性能指標二是為了滿足不同分析方法要求 獲得最佳定性 定量分析條件 除了適當(dāng)?shù)姆直媛屎唾|(zhì)量測定準確外 定量分析要求有足夠的靈敏度和重現(xiàn)性 定性分析要求正確的離子豐度比 否則定量結(jié)果的可靠性以及定性依據(jù)的譜圖解釋和譜庫檢索都會有問題 一 儀器的調(diào)諧 儀器狀態(tài)是否滿足要求 需要用規(guī)定標準樣品的測試結(jié)果來檢驗 儀器調(diào)諧所需的標準化合物因質(zhì)量范圍不同 采用的標準樣品也不同通常質(zhì)量范圍小于1000的低分辨GC MS多采用全氟三丁胺 perfluorotributyamine PFTBA或FC43 進行調(diào)諧 因為全氟三丁胺易揮發(fā) 穩(wěn)定性好 碎片質(zhì)量范圍寬 僅有15N 13C同位素 全氟三丁胺 FC43 質(zhì)譜數(shù)據(jù) 一 儀器的調(diào)諧 不同定量分析方法也需采用不同標準化合物標定儀器 如環(huán)境分析的EPA524和EPA525方法規(guī)定使用氯氟苯 BFB 和十氟三苯膦 DFTPP 油品烴類型組成分析ASTM標準方法規(guī)定使用正十六烷烴校準儀器調(diào)諧必須在儀器穩(wěn)定條件下進行 儀器不穩(wěn)定調(diào)諧結(jié)果將不可靠 無論何種調(diào)諧方式 使用何種標樣 調(diào)諧的步驟大致相同 不同儀器的操作系統(tǒng)軟件都會提供幾種調(diào)諧方式 有人工輸入?yún)?shù)的手動調(diào)諧 manualtune 也有完全由計算機控制的自動調(diào)諧 autotune 導(dǎo)入標準樣品后 根據(jù)設(shè)定的特征離子質(zhì)量和豐度比 手動或自動按一定程序反復(fù)調(diào)節(jié)儀器各個參數(shù)直至獲得滿意的分辨率 靈敏度 并進行質(zhì)量校正得到應(yīng)有的質(zhì)量準確度 1 調(diào)諧參數(shù)設(shè)置 有些儀器軟件操作系統(tǒng) 給出若干個不同應(yīng)用要求的調(diào)諧程序 初學(xué)者往往忽略了這些調(diào)諧程序的差別 沒能根據(jù)不同的需要選擇不同調(diào)諧程序 或無意中一直使用程序中的默認參數(shù)值 沒有根據(jù)需要設(shè)定離子質(zhì)量和強度比以及溫度條件等因此調(diào)諧雖然也能通過 但實際樣品分析中卻得不到滿意的靈敏度 或離子豐度比例不對 使譜圖檢索結(jié)果的匹配率相差甚遠 調(diào)諧必須根據(jù)方法要求 設(shè)置標準化合物的特征離子質(zhì)量和相對強度采用FC43標準樣品調(diào)諧時 一般選擇m z69 m z219 m z502三個離子 其相對強度可參考表中的相對強度或根據(jù)不同需要設(shè)置 離子源 分析器的溫度一般不低于150度 離子源的溫度一般高于分析器 還要注意真空狀態(tài) 若存在漏氣或系統(tǒng)嚴重污染 調(diào)諧不能正常進行 1 調(diào)諧參數(shù)設(shè)置 調(diào)諧程序運行中調(diào)節(jié)的儀器操作參數(shù) 包括離子源的發(fā)射電流 電子能量 EI源給定70eV CI源可改變 透鏡電壓 分析器的工作電壓 四極質(zhì)譜的DC RF電壓比值和DC電壓補償 電子倍增器或光電倍增器工作電壓 1 調(diào)諧參數(shù)設(shè)置 運行調(diào)諧程序時 在調(diào)諧窗口可觀察到設(shè)定質(zhì)量離子的峰形 以及各參數(shù)的變化情況 不同儀器顯示窗口大同小異 多數(shù)顯示所選擇三個離子的峰形圖 也有給出標準化合物的全譜 調(diào)諧結(jié)束后可以儲存或打印出調(diào)諧結(jié)果報告 2 調(diào)諧參數(shù)對結(jié)果的影響 離子源的參數(shù)是影響靈敏度和離子相對豐度的主要因素 燈絲發(fā)射電流和電子能量關(guān)系到離子產(chǎn)率離子透鏡中推斥極的作用是將離子引出離子源進入分析器 提高推斥極電壓 引出的離子數(shù)增加 從而增加靈敏度聚焦透鏡作用是使離子束聚焦 離子聚焦透鏡電壓大小影響高 低質(zhì)量端的離子豐度和峰形變化質(zhì)量分析器的參數(shù)主要影響分辨率 離子豐度比以及靈敏度四極質(zhì)量分析器的直流電壓 DC 與射頻電壓 RF 在掃描過程中同時變化 各個質(zhì)荷比的離子在這個復(fù)合電壓下有各自的穩(wěn)定區(qū) 2 調(diào)諧參數(shù)對結(jié)果的影響 在這個區(qū)域中 該離子能夠順利穿過四極質(zhì)量分析器 掃描線表示在掃描過程中四極的DC電壓與RF電壓以恒定比值變化 DC電壓與RF電壓比值 掃描線的斜率 決定每個離子的峰寬 分辨率 和峰高 靈敏度 當(dāng)掃描線a過原點 無論怎樣改變斜率 各質(zhì)量離子 M1 M2 M3 的峰高和峰寬都不一樣 若給予一個DC電壓補償 掃描線b不過原點有一截距 則在整個質(zhì)量范圍內(nèi)都可以得到相等的峰寬和峰高 2 調(diào)諧參數(shù)對結(jié)果的影響 調(diào)諧程序反復(fù)調(diào)節(jié)DC與RF電壓比值和DC電壓補償兩個參數(shù)直到最佳值 獲得適當(dāng)?shù)姆直媛屎挽`敏度為了得到好的靈敏度 程序會自動調(diào)節(jié)電子倍增器的工作電壓 電子倍增器工作電壓的變化反映儀器的狀況 在正常情況下 其它條件都不變 調(diào)諧結(jié)果倍增器電壓增高 最大可能是離子源污染和倍增器老化了注意儀器真空狀態(tài) 溫度 條件有變化調(diào)諧結(jié)果可能不重復(fù) 3 質(zhì)量標尺校正 質(zhì)譜分析中 質(zhì)量測定正確與否取決于質(zhì)量標尺的準確性 無論哪一種質(zhì)量分析器 根據(jù)其質(zhì)量分離的原理可以計算出對應(yīng)于掃描電壓的質(zhì)量 計算質(zhì)量 作為質(zhì)量標尺 由于儀器操作條件的不同 計算質(zhì)量和實際測定的質(zhì)量 實測質(zhì)量 會存在差別 因此在進行儀器調(diào)諧時 需要對質(zhì)量標尺進行校正 以保證質(zhì)量測定的準確度四極質(zhì)譜的質(zhì)量和掃描電壓是線性關(guān)系 可獲得對應(yīng)于不同電壓的計算質(zhì)量 作為質(zhì)量的標尺 3 質(zhì)量標尺校正 實際上這個標尺受儀器的操作條件 溫度 壓力 和參數(shù)的變化影響 因此實測值和理論值會有偏差 校正的方法就是用已知質(zhì)量的標準化合物實際測得的質(zhì)量和計算質(zhì)量關(guān)聯(lián)獲得校正曲線 4 調(diào)諧結(jié)果評價 若儀器自動調(diào)諧程序能夠通過 表明儀器可以工作 但不等于儀器狀態(tài)完全正常和能夠滿足樣品分析要求 不同儀器的調(diào)諧結(jié)果報告形式不同 但都會給出標準化合物的質(zhì)譜圖和所有儀器參數(shù) 有的還會提示存在的問題 調(diào)諧結(jié)果是否符合要求 要從質(zhì)譜圖和儀器參數(shù)進行判斷 由峰形是否平滑對稱及半峰寬大小判斷是否達到需要的分辨率 由給出的各離子質(zhì)量測定值判斷質(zhì)量的準確性如何 由譜圖中基峰的絕對強度 如FC43的m z69豐度 確定靈敏度是否滿足要求 4 調(diào)諧結(jié)果評價 離子豐度比是否正確 同位素峰比例是否正確 當(dāng)分辨率和靈敏度很差 同位素峰可能會不出現(xiàn) 各操作參數(shù)是否偏離正常值 如果參數(shù)偏離正常值范圍 說明儀器可能存在問題 如推斥極電壓和倍增器電壓增高 說明離子源污染了 檢查本底峰 觀察m z18 m z28 m z32 m z44及其它雜質(zhì)峰的強度 判斷系統(tǒng)是否漏氣或受污染以上判斷最有力的依據(jù)是儀器驗收時測試各項指標的調(diào)諧報告 只要是正常驗收 此時調(diào)諧報告應(yīng)是儀器最佳狀態(tài)的操作參數(shù)和結(jié)果 THANKYOU