Agilent-GCMS培训(完整版330页).ppt

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AgilentGCMS化学工作站操作培训,2023年8月17日,第一章气相色谱/质谱基础,3,主要内容：

MS和GC检测器的对比MS的基本理论,4,5973MSD和6890GC,5975BMSD和6890GC,安捷伦GC/MS产品线的演变,5975CMSD和7890GC,5,INTERFACE,GC,MSD,10-5Torr,2mL/min,760Torr,0.5-15mL/min,传输线,6,气相色谱和质谱的联用技术传输线,传输线,涡轮泵,自动进样器,离子源,炉箱,7,色谱柱,流量控制器,稳压器,空气,氢气,载气,分子筛,脱水管,固定,进样口,检测器,电子部件,PC,限流器,典型的气相色谱,8,分子筛P/N5060-9084,捕氧管P/NIOT-2-HP,1/8”铜环P/N5180-4196,勿泄露,气路连接,主供气开关法阀,二级减压阀,9,载气和检测器支持气,10,氧气捕集器微量的氧气会破坏色谱柱，特别是对毛细管柱。

氧气也会降低ECD检测器的功能。

氧气捕集器应连接在分子筛干燥器和仪器设备的进样口之间。

分子筛干燥器,11,须使用GC专用铜管或不锈钢管。

塑料管会渗透O2和其它污染物。

还可能会释放其它可被检测到的干扰物。

管子使用前先用溶剂冲洗，载气吹干。

根据工厂的推荐更换过滤器，以防止发生气体的污染。

每隔一定时间，应对所有外加接头进检漏（大约每隔4-6个月）。

管路和净化器,12,载气必须通过控制形成恒定的压力和恒定的流量。

上下游控制器压差保持1公斤以上。

减压阀和流量控制器,13,保留时间用于确定样品组分，即进行样品定性分析。

峰面积用于测定样品的含量，即定量分析。

典型色谱图,14,柱长（米）,I.D.（mm）,.5-10,2-4,5-100,.530,5-100,.1-.25,填充柱,530系列柱,细孔径柱,填充柱,开管柱（毛细管柱）,壁涂,开管柱,色谱柱类型,Agilent7890A前视图,15,检测器盖,检测器,进样口,阀,显示屏,键盘,电源开关,炉箱开关,Agilent7890A后视图,16,炉箱排气出口,进样口和检测器出口,气路连接口,电缆连接口,电源连接口,炉箱冷却风进口,Agilent7890A键盘介绍,17,运行按键,气相部件按键,数字按键,信息按键,方法存储和自动运行按键,维护按键,18,AgilentGC6890前视图,19,AgilentGC6890侧后视图,20,即时功能键功能键快捷键信息键数字键多功能键方法存贮与自动运行,AgilentGC6890键盘介绍,21,质谱基础,22,质谱常用术语,丰度质荷比（M/Z）基峰分子离子碎片离子偶电子离子奇电子离子,23,常见元素同位素表,24,离子源,离子源,传输线,25,推斥极,电子电离（EI）,26,电离技术简介,为了得到分子离子峰，采用了一些“软电离”技术：

化学电离（CI）快原子轰击（FAB）场电离与场解析（FI，FD）电喷雾电离（ESI）大气压化学电离（APCI）这些电离方式与EI方式不同。

它们共同之处在于电离时所需的能量比较低，因而不容易导致分子离子继续断裂。

27,四极杆,28,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,四级杆,检测器离子聚焦,高能打拿极,电子倍增器,电子,正离子,信号输出,高能打拿极和电子倍增器,29,（0to-3000V）,+,IncomingIon,X-RayLens,（0to218V）,SignalOut,EMVoltage,电子倍增器,电压有使用上限（3000伏）电压的提高，可以提高检测器的信号,30,电子倍增器的寿命曲线,31,提供足够的平均自由程提供无碰撞的离子轨道减少离子-分子反应减少背景干扰延长灯丝寿命消除放电增加灵敏度,为什么MS需要真空,32,总离子流色谱,33,气质联用数据是三维的,34,仪器内部连接示意图,35,第二章ChemStation简介与开机关机的介绍,36,远程开机,系统硬件浏览（网络化的）,LAN,集线器,LAN,LAN,37,进入工作站仪器控制窗口,用于编辑和运行方法、序列、设定工作站控制级别等,界面切换通过功能键视图,38,39,调谐和真空控制窗口,40,用于数据后处理（积分、本底扣除、谱库检索、定量分析等）,数据分析窗口,41,ChemStation文件夹,42,放气阀须关好MSD连接到接地的电源上MSD的接口伸入柱温箱老化好的毛细柱接好两端99.999%的氦载气接到GC上,推荐使用净化器,开机前的准备:

5975的放气阀位置,5973的放气阀位置,43,597XMSD开机顺序,打开计算机打开气相色谱及597X质谱电源。

待气相色谱完成自检，597X质谱真空泵工作正常（如果机械泵声音不正常，检查侧门和放空阀是否关闭）进入工作站,44,系统开机,或者,45,系统放空,关机,46,系统放空（续）,5973的放气阀位置,5975开盖装置,47,质谱的本地控制面板,诊断放空/抽真空调谐运行/停止,48,第三章调谐,49,主要内容,MS调谐的基本原理化学工作站中的不同调谐,50,调谐做什么?

设定离子源部件的电压,以得到良好的灵敏度设定amugain和amuoffset以得到正确峰宽设定massgain和massoffset以保证正确的质量分配设定EM电压,51,稳定可挥发碎片涵盖质量范围宽仅有C-13和N-15同位素无质量缺陷,全氟三丁胺（PFTBA）,调谐标样,52,AMUgain,offset,高能打拿极,电子倍增器,入口透镜,推斥极,离子化区域,样品入口,灯丝,灯丝,拉出极,离子聚焦,Massaxisgain,offset,补偿,调谐参数EI,53,离子源结构,电离室：

永久磁铁、灯丝、靶透镜：

推斥极、拉出极、离子聚焦、入口透镜,GCMS5975C新型高温离子源,54,参数阶程,55,四极杆质谱,0,+,-,RF振幅,DC振幅,极性,RF频率,56,两对电极上的复合电压大小相等，直流电压极性相反,57,过滤高质量,-,0,+,负棒电位,负棒,M+,*,58,M+,*,PositiveRod,PositiveRod,正棒电位,过滤低质量,0,+,-,59,MathieuStabilityDiagram马绍方程图解,AMUGain及其偏移,60,AMUGain及其偏移,DC电压,扫描线选择,220,218,219,AMUOFFSET,斜率=AMUGAIN,RF电压,61,AMUGAIN,AMUOFFSET,AMUGain渐增会:

峰宽,受影响大的是,影响高质量和低质量区,AMUOffset渐增会:

AMUGain及其偏移如何影响峰宽,峰宽,分辨本领,灵敏度,62,予期质量,观测质量,MassAxisGain,100200300400500,500400300200100,69,219,502,质量轴校正,MassAxisoffset,63,为什么做自动调谐?

1.诊断2.编写系统性能变化表3.提高灵敏度,64,自动调谐流程图,65,例如:

*ThisisknownasAutoTuneontheHP5973MSD,上述丰度值不是精确值，只做演示用,（DefaultValue）,mV,amu,（）,M/Z,Ent.,Lens,Offset,入口透镜电压,ENTR,（SettoMaximizeM/Z69）,M/Z,69502,Ent.,Lens,Offset,EntranceLensVoltage,ENTR,mV,（amu）,自动调谐与标准谱图调谐比较,69502,66,平滑对称的峰形,适当的EM电压,合适的丰度值,Lowwaterandair,正确的质量分配,典型的相对丰度,自动调谐报告,合适的同位素比例,峰的数目,67,质量数的峰宽,平滑对称的峰,合适的电子倍增器电压,适当的丰度值,低水峰及空气峰,正确的质量分配,合适的相对丰度,合适的同位素比例,标准谱图调谐报告,68,amugain和amuoffset,EM电压及质量轴校正调整所有其它源参数不变调谐69，219，502三个质量数,快速调谐,69,目标调谐,70,BFB调谐的评价,71,DFTPP（十氟三苯磷）调谐评价基峰M/Z=198.00可替换基峰M/Z=442MassRel.toM/Z%Low%HighAlt.Base51.00198.0030.080.0N68.0069.000.02.0N69.00198.000.0100.0N70.00198.000.02.0N127.00198.0025.075.0N197.00198.000.01.0N199.00198.005.09.0N275.00198.0010.030.0N365.00198.000.75100.0N441.00443.000.01100.0N442.00198.0040.0110.0Y443.00442.0015.024.0N,72,有权使用MS参数易于建立用户调谐文件诊断,手动调谐,73,影响质量轴,影响峰宽（分辨与灵敏度）,离子源透镜参数影响灵敏度（传输效率）,手动调谐,74,通过手动调谐检漏,75,调谐菜单,76,真空菜单,77,参数菜单,78,编辑调谐和显示参数菜单,79,归一化法的自动调谐（GainNormalizationAutotune，5975C新增功能）,针对需要提高灵敏度的用户提供良好稳定的高灵敏度自动调谐更好的数据可比性,AppNote:

5989-6050EN,80,第四章色谱进样技术,81,分流/不分流毛细管柱进样口分解图,插入件组件衬管绝缘层垫圈变径接头保温层垫圈柱螺母,进样垫固定螺母进样垫O形环分流出口管线分流/不分流进样口实体固定螺母分流平板保温套,82,衬管的作用,保护色谱柱：

不挥发组分滞留在衬管内。

但当污染物积攒到一定量时，会吸附样品造成峰拖尾/分裂或出现鬼峰衬管内少量经硅烷化处理的石英玻璃毛可防止注射器针尖的歧视（即针尖内的溶剂和易挥发组分首先汽化）；加速样品汽化；避免固体物质进入并堵塞色谱柱等如果衬管太脏，可以用1N盐酸或硝酸浸泡8小时，清洗烘干后用硅烷化试剂配制成10甲苯溶液，浸泡8小时，再依次用甲苯、甲醇清洗。

硅烷化处理可以选用DMDCS（二甲基二氯硅胺）如果使用ECD检测器或CI源，一定要选择不含卤素的硅烷化试剂。

如：

HMDS、BSTFA、BSA、TSIM等。

注意：

高温下工作时，硅烷化的有效期只有几天。

因此衬管需要及时清洗或更换。

83,19251-60540,18740-60840,900uL,1000uL,1000uL,杀虫剂衬管工厂去活处理,普通型未去活,250uL,直接进样,分流/不分流,分流,不分流进样衬管,底部,84,分流平板的维护,在溶剂中超声处理烘干用非氯化剂去活化HMDSBSTFABSATSIM用溶剂清洗先惰性洗涤-甲苯再用醇类清洗-甲醇烘干,85,分流过滤装置（CartridgeAssembly）,CartridgeSplitVentTrapAssemblyP/NG1544-60610,进样口系统,作用：

使样品以一种可重复再现的方式契入到气相色谱柱中。

被引入的样品应具有代表性，除特殊要求外样品引入过程不应发生任何化学反应。

进样口类型气路控制,分流/不分流进样口EPC隔垫吹扫填充（柱）进样口EPC冷柱头进样口EPC程序升温汽化进样口EPC挥发进样口EPC,86,分流/不分流进样口流路系统,87,7890A的隔垫吹扫,在7890A中，我们可以控制隔垫吹扫流量，并对其进行程序控制。

这路流量由三个元件控制：

一个比例阀，一个压力传感器，一个固定的限流器。

隔垫吹扫气的主要作用是带走隔垫分解的污染物及消除二次进样现象,88,分流/不分流进样口操作模式,89,分流流路示意图:

进样前,90,分流流路示意图:

进样时刻,91,分流流路示意图:

样品的汽化,92,分流流路示意图:

样品与载气的混合,93,分流模式的气路控制,94,95,分流进样需注意的问题,尽量减少分流歧视：

分流比越大，越有可能造成分流歧视保证样品快速汽化（适当添加经硅烷化处理的玻璃毛）分流进样时，柱的初始温度尽可能高一些柱安装时注意柱与衬管同轴,不分流流路示意图:

进样前,在上图中，隔垫吹扫气处于标准（Standard）模式,96,不分流流路示意图:

进样时刻,在上图中，隔垫吹扫气处于标准（Standard）模式,97,不分流流路示意图:

样品进入色谱柱,在上图中，隔垫吹扫气处于标准（Standard）模式,98,不分流流路示意图:

打开分流出口，吹扫溶剂蒸气,在上图中，隔垫吹扫气处于标准（Standard）模式,99,100,不分流进样,柱初始温度尽可能低一些，最好低于溶剂的沸点10-20度。

溶剂要与柱子固定相匹配。

衬管尺寸尽量小（0.25-1ml）,使样品在衬管内尽量少稀释。

最好使用直通式衬管,对于比较脏的样品,要加经硅烷化处理的玻璃毛并注意经常更换根据样品（溶剂沸点,待测组分沸点,浓度等）优化开启分流阀的时间,一般在30-80秒之间,多用0.75分钟，可以保证95%以上的样品进入柱子.,不分流进样过程中的溶剂效应,溶剂,101,不分流模式的气路控制,102,衬管过载,上图为不分流模式下，衬管过载的情况,103,溶剂膨胀体积的计算,溶剂膨胀体积=22,400ABCIA=溶剂密度/溶剂分子量B=15/（15+色谱柱头压psi）C=（进样口温度+273）/273I=液体进样体积ul,104,操作模式脉冲进样,加快样品进入色谱柱的速度，防止样品在进样口分解允许更大的样品进样量,105,操作模式载气节省,在样品进入色谱柱后，减少分流出口的载气流量以节约载气。

柱前压和柱流速仍保持不变，只有分流出口的流量减少。

可用于分流和不分流方式。

节省载气启动的时间应选在样品进入色谱柱后。

106,107,手动进样应注意的问题,注射速度快。

取样准确，重现。

避免样品间互相干扰。

选用合适的注射器，用10L进样器进样量不要小于1L。

减少注射针尖歧视：

每次进样速度尽量一致，玻璃毛放在衬管中间偏下位置，即针尖到达的位置。

取样后可用滤纸拭去针尖外面的残留样品，但要注意不要吸去针内样品。

108,冷柱上进样,冷柱上进样是将样品直接注入处于室温或更低温度下的色谱柱内，再逐步升高温度使样品各组分依次汽化。

优点消除进样口对样品的歧视效应避免热分解容易利用溶剂效应准确度与精密度均高于分流/不分流进样缺点进样体积小操作复杂，对初始温度、溶剂种类、进样速度等要求较严格易污染毛细管适用于热不稳定化合物及痕量分析,109,冷柱头进样,注射器针,柱子,固定相,样品,110,其它进样口,程序升温汽化进样口使用PTV进样口大体积进样（LVI），用于较晚流出组分或不净样品的痕量分析。

在冷的进样口进行大体积进样，然后进样口采用温度阶程进样升温。

进样口使用“无隔垫顶盖”。

挥发进样口从一个外加设备如顶空，吹扫捕集或毒性气体进样器引入气体样品。

111,CO2或液氮冷却无隔垫，不会造成隔垫污染无隔垫吹扫，不损失样品多次进样后无泄漏最优化的端口体积，适合于毛细管柱,PTVwithSeptumlessHeadAssembly,SeptumlessSamplingHead,112,GC,Detector,Step1:

注样,Step2:

予柱升温，使溶剂与样品分离,Step4:

目标化合物结束残留物从分流出口流出,Step3:

溶剂分离结束，目标化合物进入柱子,.,溶剂,被分析物,基质,S,A,M,分流,不分流,高分流流量,Pre-column,恒温,Pre-column,程序升温,Pre-column,程序升温烘烤,GCColumn,GC,Detector,GCColumn,GC,Detector,GCColumn,GC,Detector,Split/SplitlessConfiguration,APEXProSepPrecolumnSeparationInlet,113,使用内径更小的柱子，GC/MS要用0.25mm以下的柱子。

减小固定相百分组成或固定相液膜厚度。

减小进样量。

选用更长的柱子。

使用程序升温改善后流出组分峰形。

好的进样技术可以保障高柱效。

进样应该紧凑快速，以免峰展宽。

如何提高柱效,114,恒温,程序升温,在整个分析过程中，色谱炉温保持恒定。

用初始时间设定运行结束时间。

升温速率设为“0”。

后流出的峰展宽。

当组分有较宽的沸点范围（100C）时使用。

减少分析时间并使峰变窄。

增加柱流失，引起基线漂移。

可设多阶程序升温。

HP6890、7890可设“快速变化速率”至120C/min。

柱温操作,115,第五章样品采集技术,116,讨论主题:

SCAN采集方式的适用性各种数据采集参数对数据的影响,Scan采集原理,117,总离子色谱,118,质量峰检测,119,影响扫描时间的因素：

平均每0.1amu采集数据点的数目（samplingrate）扫描质量范围每个色谱峰通过5-10次扫描可以很好地定性!

每个色谱峰通过10-20次扫描可以很好地定量!

MASS,TIME,程序时间,回扫时间,扫描时间,扫描循环时间,数字式扫描过程,120,用五个邻近的数据点平滑确定中心质量（质量峰最大）.,质量中心的水平应超过质量阈值数据文件同时储存质量和丰度,阈值,121,阈值过高,82,182,M/Z,丰度,M/Z,丰度,82,303,182,阈值设置适当,阈值对质谱图质量的影响,122,数据采集设置,123,“方法”是为仪器和计算机设定的采集和处理数据的一个完整指示。

数据采集,采集方式调谐文件MS质谱应用参数GC色谱应用参数,Methods在MSDCHEMnMethods子目录下由“.m”扩展名识别。

数据文件在MSDCHEMnDATA子目录下由“.d”扩展名识别。

n表示仪器编号,什么是方法?

124,首先编辑GC的配置（GC7890界面）,125,首次连接GC7890A-配置阀和其它参数,126,首次连接GC7890A-配置色谱柱,127,首次连接GC7890A-配置模块,128,首次连接GC7890A-配置自动进样器,129,编辑完整方法,130,方法信息,131,进样方式,选择样品来源（GC或其他）选择进样方式（手动,GC自动进样器或阀）如果是手动,选择进样口的位置如果用质谱采集数据选择“使用质谱”；如果用GC检测器就不选,132,设置进样器,133,7890A独有样品重叠进样功能,抓瓶l,准备进样针和样品,进样分析,炉膛降温，数据分析,第二次运行,第三次运行.,6890,第一次运行.,第二次运行.,第三次运行.,第一次运行.,7890A,134,设置样品盘,135,设置分流不分流进样口,136,设置色谱柱的流量,137,设置柱箱温度,138,输入GC检测器温度设定值（如果有GC检测器）,检测器,139,保存GC检测器数据（如果有GC检测器）监控温度监视流量或压力,信号,140,输入辅助部件（MS接口）温度输入辅助部件压力,辅助部件,141,运行期间可自动运行25个时间表,运行时间表,142,设置反吹（GC7890A）,143,设置诊断计数器（GC7890A）,144,从仪器控制面板监视信号时观察GC检测器保留时间（如果有GC检测器）,GC实时绘图,145,仪器控制（GC6890配MSD）,所有的仪器控制界面都可以从这一界面看到当前的方法和序列可以在标题栏看到,146,选择方法的某部分进行编辑,方法/编辑完整方法,编辑方法,147,填入关于方法的说明选择“数据采集”和“数据分析”,方法信息,148,进样方式,选择样品来源（GC或其他）选择进样方式（手动,GC自动进样器或阀）如果是手动,选择进样口的位置如果用质谱采集数据选择“使用质谱”；如果用GC检测器就不选,149,自动进样器,进样体积及洗针次数按“配置”设定进样针体积按“更多”设定取样位置等,150,黏度：

最后一次泵起至进样的时间。

有效值0-7,样品深度：

0.00表示针尖与标准瓶底距离3.6mm.有效值-230.0,进样前注射器在进样口停留时间,有效值0.00-1.00,进样后注射器在进样口停留时间,有效值0.00-1.00,进针速度,注射器控制（More）,151,阀进样,必须先配置阀（如果安装了）用运行时间对话框，控制阀的运行事件,152,分流模式,选择分流输入所有的设置,153,不分流模式,选择“不分流输入所有的设置,154,脉冲不分流模式,选择“脉冲不分流输入所有设置,155,脉冲分流模式,选择“脉冲分流输入所有设置,156,色谱柱,设定流量模式，连接方式等参数,157,安装色谱柱,158,159,添加、更换柱子,使用其他厂家柱子,从目录中选择柱子在目录中增加柱子从目录中删除柱子,160,校正柱长,步骤1.首先用1微升空气进样，记录其保留时间。

点击change/calibrate,步骤2,161,输入空气峰的真实保留时间,步骤2,步骤3,步骤4,输入空气峰的真实保留时间,162,输入炉温设定值,炉温,163,输入GC检测器温度设定值（如果有GC检测器）,检测器,164,保存GC检测器数据（如果有GC检测器）监控温度监视流量或压力,信号,165,输入辅助部件（MS接口）温度输入辅助部件压力,辅助部件,166,运行期间可自动运行25个时间表,运行时间表,167,为方法定义压力单位锁住HP6890键盘GC检测器柱补偿（如果有GC检测器）,选项,168,选择用于MS采集的调谐文件,MS调谐文件,169,MS采集参数（SCAN）,170,MS采集参数（续）,171,MS采集参数（时间和扫描范围）,172,MS扫描参数（阈值和采样率）,为每一组定义阈值和采样率,173,MS扫描参数（绘图）,定义要绘图的量和范围激活由SIM/Scan参数面板的“实时绘图”控制的区域,174,定时事件,检测器on/off时间程序倍增电压随时间变化程序阀时间程序,175,用于监视MS源压力，阀和MS温度范围。

MS监控,176,适用于远距离控制,监控警告器,177,采集数据,178,179,讨论主题:

选择离子检测（SIM）与扫描的区别SIM采集参数如何影响数据SIM方式如何进行数据采集,选择离子检测的原则,180,SIM是什么?

只监视所选择信息的质荷比它如何做?

控制质量分析器，仅仅对感兴趣的质量进行分析为什么做?

提高灵敏度改善峰形改善精确度应用痕量分析复杂基质常规定量,选择离子检测,181,SIM数据采集,Dwell,time,SIM,mass1,SIM,mass2,SIM循环时间,四极杆,电压,（amu）,TIME,SIM,mass3,空中时间,扫描数据采集,扫描时间,扫描循环时间,空中时间,四极杆,电压,（amu）,TIME,SIM与SCAN比较,182,选择:

离子/组数目每个离子驻留时间以便获得良好的数据采集所需的循环/峰数目目标:

每个峰通过15-25次循环每个离子驻留时间相同运用时间规划（SIMGroups）使采集/循环离子数目最少,设置SIM采集,183,RF电压,选择“LOW”可增加灵敏度低分辨方式不适合于质量差别3amu的化合物测定（如：

同位素标记内标）,低或高质量分辨,184,质谱SIM方式,选择SIM采集方式编辑SIM参数,185,SIM方式（参数）,添加或删除组添加，修改或删除每组离子,186,输入新方法名称,保存方法,187,TraceIonDetection（TID）5975新增功能,降低噪音