中惠普论述便携式色谱质谱联用仪的发展
来源:未知
发布日期:2019-08-27 16:16【大 中 小】
北京中惠普分析技术研究所发现随着便携式GC-MS需求的不断提高,开展便携式气相色谱质谱联用仪相关技术研究具有重要意义。由此本文北京中惠普分析技术研究所对便携式气相色谱质谱联用技术进行研究一种体积小、功耗低、操作简单的便携式气相色谱质谱联用仪。
1.便携式气相色谱质谱联用仪的发展
便携式气相色谱质谱联用仪和传统气质联用仪基础上发展而来的,在原理上并没有什么本质区别。但由于传统气相色谱质谱仪体积大、功耗高、对工作环境要求苛刻,不能适应现场检测的要求,随着环境污染问题日益严重,现场分析需求日益增加,促进了便携式气相色谱质谱联用仪的发展。
1.1气相色谱质谱联用技术的发展
北京中惠普分析技术研究所了解到气相色谱质谱联用技术始于上世纪50年代,并随着气相色谱小型化技术和质谱小型化技术的发展不断进步。气相色谱和质谱联用有着广泛的技术基础。首先气相色谱分离和质谱检测时样品温度相近且均为气态,在相差不大的温度范围能够实现色谱分离和质谱检测;其次色谱分析和质谱检测的样品量级相当,前者分离的样品完全满足后者分析所需要的量;最后,二者在样品制备及预处理方面有着相似的地方,并且这两种技术都适用于复杂样品的分析。气相色谱质谱联用技术的发展主要在于气相色谱仪与质谱仪工作状态的匹配:气相色谱柱出口气压与质谱仪的高真空状态相适应;质谱扫描速度与色谱柱内样品流速相适应;分析过程需同时完成对色谱信号和质谱信号的采集、处理,并获得相应谱图。气相色谱和质谱最根本的区别是工作压强不同。
早期气相色谱使用填充柱,其载气流量较大,达到十几甚至几十毫升每分钟,因此将色谱柱接口直接导入离子源会造成大量气体快速进入质谱真空系统,而当时的质谱真空系统抽速有限,难以保证质谱工作所需真空度。气相色谱质谱联用早期的技术难题主要是解决接口问题,主要是采取对载气进行分流的方法,减少载气进入离子源,以保证质谱工作所需的真空度。
20世纪80年代,随着真空泵性能的提高和涡轮分子泵的出现,以及毛细管色谱柱的广泛应用,气相色谱质谱联用技术得到了很大进步。毛细管色谱柱的出现降低了载气流量,小内径的毛细管色谱柱载气流量小于1毫升每分钟;而真空泵性能的提升以及大抽速涡轮分子泵的出现则是加强了质谱真空系统的抽真空能力。两者相结合使得气相色谱质谱联用技术的接口变得相对简单,通过一根可加热控温的导管将色谱柱出口导入质谱离子源即可,不再需要复杂的分流接口。由于接口不再需要分流,样品中待测组分几乎百分之百被导入质谱离子源,使得仪器灵敏度获得提高。近些年来,色谱、质谱核心部件的小型化研究受到广泛关注,更加轻便高效的便携式气相色谱质谱联用仪也相继被开发出来,并成为气相色谱质谱技术重点发展方向之一。
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