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第14楼2011/02/19
GCMS 直接进样系统分析高沸点及热不稳定物质
摘要 气相色谱-质谱(GCMS)广泛应用于食品、环境、医药、材料及生命科学等领域,然
而其分析对象局限于低沸点和受热不易分解的物质。应用直接进样系统,则可突破这一瓶颈,
大大扩展其应用范围,本文以实际测定为例,具体介绍直接进样系统在分析高沸点及热不稳定
物质中的应用。
关键词 GCMS 直接进样 高沸点及热不稳定物质 复印墨粉 植物甾醇酯
众所周知, GCMS 由于分离效率高、分析速度快、检测灵敏度高及强大的定性能力等优点而
广泛用于工业、农业、国防建设、科学研究等领域。然而 GCMS 分析对象局限于具有低沸点和
热稳定性良好的物质。如采用直接进样系统,则可不受此限制,对高沸点和热稳定性差的样品
也能定性定量检测。
直接进样系统是用推杆直接将样品送到离子源盒中,然后使之气化电离的进样系统,主要
用于固体样品与高沸点样品的分析。一方面,离子源为真空环境,能使得高沸点样品在较低温
度下得到汽化;另一方面,样品汽化位置与电离区域相距很近,样品一旦汽化,很快就被电离,
从而可有效防止样品热分解,也提高了样品利用率。
图 1 为直接进样系统的装置示意图,它由推管、闸阀、预抽室等几部分组成。由于离子源
处于高真空状态,当推杆推入或拉出离子源时,为了不破坏源的真空,必须在离子源和直接进
样系统之间安装一个高真空闸阀。样品检测前,闸阀关闭,通过真空泵对预抽室抽真空,待真
空度达到检测要求时,将闸阀打开,推入推杆,将样品送入离子源;测试完后,将推杆拉至预
抽室,关闭闸阀,然后将预抽室放空,再拔出推杆。
直接进样系统
质谱 QP-2010plus;
DI-2010;
机械泵(2 台)及连接附件;
样品坩埚
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第15楼2011/02/19
测定应用实例
1.复印机墨粉分析
在利用静电复印伪造的犯罪案件中,复印墨粉分析是复印文件检验的重要内容。墨粉的主
要成分为热熔性树脂和颜料,颜料主要由碳黑、油溶黑以及一些染料组成,而热熔性树脂大多是
高分子聚合物,采用裂解气相色谱才能检测,常规的GCMS无法满足其检测要求。如采用直接进
样系统,通过DI程序升温的方法,则可根据物质沸点的差异将组分大致分开,逐一定性。实验
用直接进样系统分析黑色和红色墨粉,通过谱库检索可找到其组成上的细微区别(见图2 )。
2.甾醇酯分析
植物甾醇酯一般是将植物甾醇经氢化及酯化处理而得,对于降低血中胆固醇含量、减轻心
血管疾病发生有显著意义。但是,甾醇酯的沸点很高,无法在气相进样口挥发,采用GC的进样
方式不能得到其色谱峰。因此我们尝试用直接进样系统测定自合成的甾醇酯(见图3)。实验将
色谱峰扣除背景信号后得到的质谱图与标准谱库比对,相似度高达93% (图4所示),完全可以满
足分析的需要。
结果讨论
使用直接进样系统,使 GCMS 不受分析对象沸点和热稳定性的要求限制,且样品利用率更
高。考虑到样品直接进入质谱系统,依靠在离子源中程序升温达到分离目的,因此要求样品的
纯度较高且成分较简单。