质量解析

By: Katherine K. StenersonReporter US Volume 26.5

Katherine K. Stenerson

katherine.stenerson@sial.com


 简介

GC-MS谱库的存在使得许多化合物的识别成为可能,成为了一种分析未知和复杂混合物的有力工具。在含有多个峰的复杂混合物中,质量碎片模式的差异可以用来解决色谱无法解决的两个峰。质量谱检测器(MSD)的这种独有的能力通常被称为“质量解析”。这与“质量分辨”一词不可混淆,“质量分辨”指的是MSD区分两种不同质量的能力。

在FID等标准GC检测器上,色谱峰的数据是二维的,即由时间和响应组成。在MSD的实例中,每个峰值的数据可以看作是三维的。它由时间对应响应,对应电荷离子质量或m/z而组成。MSD可以通过连续扫描一个质量范围(扫描模式)来获得m/z数据,从而获得每个色谱峰的质谱,也可以通过监测选择性离子(SIM模式)来获得。在后面的例子中,由于MSD没有扫描质量范围,因此无法获得每个峰的谱。


 色谱解析与质量解析比较

半挥发性标准品的总离子流(TIC)色谱图如 图1所示。被突出显示的两个特殊区域代表了色谱解析的一对峰:苯并(b)荧蒽/苯并(k)荧蒽;以及一对未被色谱解析的峰:苯并(2-氯异丙基)醚/2-甲基苯酚。我们会阐明为什么前一对必须通过色谱分析,而后一对可以通过质量分析。
 

半挥发性标准品的气相色谱-质谱分析(28471-U)


图1. .半挥发性标准品的气相色谱-质谱分析(28471-U)

在扫描模式下使用MSD时,定量通常是通过监测分析物质谱中特定离子的响应来完成的。在许多情况下,这种离子,称为“定量离子”,是谱中最丰富的。也可能会监测丰度略低的离子,以帮助正确识别分析物。这些离子通常被称为“预选资格”离子,不用于峰的定量。在定量过程中,定量离子从TIC色谱中提取出来。其结果被称为“提取离子电流”或EIC色谱图。这在 图2 中显示出,IUC色谱图中苯并(b)荧蒽和苯并(k)荧蒽峰在图1中示出。这些化合物是同分异构体,具有相同的质谱。因此,定量离子的EIC色谱图,m/z 252,在相关的保留时间窗口内显示两个峰。基于此原因,须对这些峰进行色谱分析,才能准确地进行识别和定量。

 

M/z 252的EIC色谱,苯并(b)和苯并(k)荧蒽异构体的保留时间窗口


图2. .M/z 252的EIC色谱图,苯并(b)和苯并(k)荧蒽异构体的保留时间窗口

在二(2-氯异丙基)醚和2-甲基苯酚的情况中,这两个峰不能通过色谱分析而得到。但是,每个化合物的质谱是不同的,可以选择特有的定量离子,从而使得EIC色谱图的相关保留时间窗口产生的峰特异对应每个化合物。两种化合物的谱库如 图3所示。可以选择每一个MS光谱中最大的离子或基峰作为定量离子,因为它们在两种化合物中不同。对于二(2-氯异丙基)醚,是m/z 45,对于2-甲基苯酚,是m/z 108。
 

.双(2-氯异丙基)醚(左)和2-甲基苯酚(右)的谱库


图3. .双(2-氯异丙基)醚(左)和2-甲基苯酚(右)的谱库

这些化合物每个离子的EIC色谱图保留窗口将会产生一个单一的峰 (图4)该峰可精确定量每个化合物。如果选择了两个光谱共有的离子,例如m/z 77,在EIC色谱图中仍然可以得到一个单一的峰,只是它现在代表了两个分析物。这个例子说明了,通过选择特征峰,共洗脱峰可以进行质量解析。

 

双(2-氯异丙基)醚和2-甲基苯酚的EIC色谱的m/z 45和m/z 108保留时间窗口


图4. .双(2-氯异丙基)醚和2-甲基苯酚的EIC色谱图的m/z 45和m/z 108保留时间窗口
 

双(2-氯异丙基)醚和2-甲基苯酚的EIC色谱的m/z 77保留时间窗口


图5. .双(2-氯异丙基)醚和2-甲基苯酚的EIC色谱图的m/z 77保留时间窗口


 结论

我们阐述了“质量解析峰”的含义,这是质量谱检测器独有的一种功能。该方法通过使在各自质谱中有特有离子峰共洗脱,并将焦点缩小到那些涉及到具有类似质谱的共洗脱化合物,如异构体,从而简化色谱方法的发展。在色谱共洗脱的情况下,应谨慎为每种分析物选择定量离子,以确保不受共洗脱峰的干扰。如果不能选择唯一的离子,则应对气相色谱法进行修改,以便对色谱法受影响的峰进行解析。这可以通过修改分析条件或使用具有不同选择性的气相色谱柱来实现。


 材料