二手質譜儀是一種用于分析物質成分和結構的精密科學儀器,在化學、物理學、生物學、環境科學等眾多領域發揮著關鍵作用。其工作原理基于對帶電粒子在電磁場中運動行為的精確測量。樣品首先被離子化,轉化為帶電離子。這些離子在電場中被加速,隨后進入磁場。在磁場作用下,離子會發生偏轉,不同質荷比(離子質量與電荷數之比)的離子偏轉程度不同,從而在檢測器上形成特定的信號分布,即質譜圖。通過分析質譜圖上各峰的位置、強度等信息,就能確定樣品中不同成分的分子量、結構以及相對含量。
以下是二手質譜儀通用操作步驟的詳細說明:
一、樣品準備(關鍵前提,影響分析結果)
根據樣品狀態(固體、液體、氣體)和性質(揮發性、熱穩定性、極性等),選擇合適的處理方式,確保樣品能被有效電離并減少干擾:
樣品前處理:
液體樣品:若純度低,需通過過濾、萃?。ㄈ缫阂狠腿?、固相萃取SPE)、濃縮(如旋轉蒸發)等去除雜質;若濃度過高,需用溶劑(如甲醇、乙腈)稀釋至儀器檢測范圍內。
固體樣品:對于熱穩定的固體,可研磨成粉末后溶解;若為不溶性固體(如聚合物),可能需衍生化(將難電離物質轉化為易電離衍生物)或采用固體直接進樣技術。
氣體樣品:通常通過氣體采樣閥直接進樣,或經吸附-解吸裝置富集(如檢測痕量揮發性有機物)。
樣品溶解與基質匹配:
選擇與電離源兼容的溶劑(如ESI源常用極性溶劑,EI源常用非極性溶劑),避免溶劑與樣品反應或產生干擾離子。
對于生物樣品(如血液、尿液),需去除蛋白質等大分子干擾(如沉淀法、離心過濾)。
二、儀器開機與參數調試
開機預熱:
按儀器說明書順序開機(通常先開真空泵、電源,再開主機和工作站軟件),確保真空系統達到工作真空度(如高真空系統需10??Pa幾別),離子源、質量分析器等部件穩定(預熱時間通常30分鐘至2小時)。
參數設置:
電離源參數:根據樣品類型選擇電離方式(如EI、ESI、MALDI等),設置離子源溫度、電離電壓、氣流速(如ESI的鞘氣、輔助氣)等。例如:
EI源:設置電子能量(通常70 eV)、離子源溫度(150-300℃);
ESI源:設置噴霧電壓(3-5 kV)、capillary溫度(200-350℃)、霧化氣壓力。
質量分析器參數:設定掃描范圍(m/z范圍,如50-1000)、掃描速度、分辨率(根據需求選擇,如定性需高分辨率,定量需快速掃描)。
聯用設備參數(如GC-MS/LC-MS):若與色譜聯用,需同步設置色譜條件(如柱溫、流速、流動相比例),確保色譜分離與質譜檢測匹配。
三、樣品分析(核心操作環節)
進樣:
根據進樣方式選擇:
直接進樣:固體或液體樣品通過進樣桿直接送入離子源(適用于純樣品或簡單體系);
色譜進樣:樣品先經氣相色譜(GC)或液相色譜(LC)分離,再通過接口進入質譜(適用于復雜混合物,如食品、環境樣品);
自動進樣:批量樣品可通過自動進樣器依次進樣,提高效率并減少人為誤差。
數據采集:
啟動工作站軟件的“采集”功能,儀器自動對樣品離子進行質荷比掃描,生成實時質譜圖(橫軸為m/z,縱軸為離子強度)。
對于定量分析,需先采集標準品的質譜信號,建立標準曲線(離子強度與濃度的關系),再分析未知樣品。
質量控制:
每批樣品分析前,用標準物質(如全氟三d胺PFTBA用于校準m/z)進行儀器校準,確保質荷比精度;
插入空白樣品(如溶劑),排除背景干擾;重復進樣驗證重復性(相對標準偏差RSD通常需<5%)。
四、數據處理與關機
數據處理:
用工作站軟件對原始質譜數據進行解析:
定性分析:通過特征離子峰(如分子離子峰、碎片離子峰)比對標準譜庫(如NIST庫),確定化合物種類;高分辨率質譜可直接給出精確分子量,輔助結構鑒定。
定量分析:選取目標化合物的特征離子(如母離子-子離子對,適用于三重四極桿質譜),根據標準曲線計算樣品濃度。
導出分析結果(如質譜圖、濃度報告),進行結果驗證(如排除假陽性、確認峰純度)。
儀器關機:
先停止數據采集,關閉離子源參數(如關閉電壓、加熱),再按順序關閉聯用設備、主機電源,最后關閉真空泵(部分儀器需待真空度降低后再關泵)。
記錄儀器使用狀態(如真空度、故障情況),清理進樣系統(如沖洗色譜柱、進樣針)。
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