《明朝那些事兒》以不失雅趣的通俗話語，將大明王朝波云詭譎的276年史詩畫卷呈現給讀者，讓人讀罷酣暢淋漓。今天，小編整理了一篇《GCMS的那些事兒》，以問答的形式給大家分享在GCMS使用過程中遇到的一些問題，一起來看看吧！

  01  

Q：EI離子源為什么常使用的電離能量是70eV？

A：對于EI離子源，我們知道常使用的電離能量為70eV，包括標準的質譜數據庫收集的幾十萬張化合物的質譜圖都是在70eV的EI離子源下生成的。下面就來說明一下，首先我們通過一個分子量為88的化合物質譜圖與離子源電離能的關系，看看不同電離能下，化合物的質譜圖有何區別，質譜圖如下：

該化合物的分子離子峰為m/Z 88，當電離能增大時，可以看到，分子離子峰的強度減弱，而子碎片離子，諸如：m/z 43、60、70則相應增強，因此說明電離能增大時，分子離子峰發生了碎裂，生產出來了更小的碎片離子。

我們知道一般的化合物的電離能在10eV，當電離能越大時，產生的碎片也就越豐富，那么電離能與電離有什么關系呢，請看下圖：

可以看出，當電離能增大時，化合物的電離效率也隨之增大（縱坐標），當電離能達到70eV時，化合物的碎片產生趨于穩定，也就是各碎片的相對豐度趨于穩定，在此條件下獲得的譜圖重現性Z 好，因此指紋譜都是在70eV下獲得的。

有的GCMS儀器，其離子源的電離能大小是可調的，我們知道70eV的電離能實際是一種很“硬電離”技術，目的是將化合物完全打碎，那么如果我們降低離子源的電離能，雖然犧牲了重復性，但是可以盡量減少分子離子峰的碎裂，在標準的70eV的電離能下某些化合物的分子離子峰非常不明顯，而降低電離能，有利于發現目標物的分子離子峰，對于未知物的分子量的確定有重要意義，有類似于CI離子源獲得譜圖信息的效果，便于化合物結構的鑒定。

  02  

Q：GCMS為什么需要真空的環境？

A：質譜檢測的是氣相離子，離子從離子源到達檢測器不能偏離正常的軌道，為了精確地控制離子的運動軌跡，保證離子束的良好聚焦，得到應有的分辨率和靈敏度，需要限制影響離子運動的各種因素，其離子運動，與電場、磁場、溫度、壓強有關，壓強大，氣體密度大，離子與分子的碰撞概率高，使得離子偏離正常的軌道，只有在較低的壓強下，離子才有足夠的平均自由程飛向檢測器，（平均自由程，是離子運動時，不發生相互作用的距離，壓強越低，自由程越大，飛行過程中就越不受到其他分子干擾），如果分子與離子發生了碰撞，離子碎片就變得復雜，它就不是簡單的化合物裂解的特征碎片，而是一些反應碎片，而化學反應的復雜性，就導致了通過碎片信息能獲得分析化合物的復雜性，另外，也會使得獲得譜圖的重現性變差，因此真空度對于獲得關鍵、準確的化合物信息以及精確的定量分析，是至關重要的。

  03  

Q：自動調諧時為什么要看m/z 69、 219、502的豐度比，JD強度，半峰寬，同位素豐度？

A：對于GCMS的調諧，主要是通過調節離子源、質量分析器、檢測器的各個參數，以期獲得需要的分辨率、靈敏度、準確的質量測量以及正確的離子豐度，并且了解儀器狀態是否正常，滿足我們分析檢測的性能指標。對于GCMS（四極桿質譜），常用到的調諧物質為全氟三丁胺，因為其容易揮發，穩定性好，碎片質量范圍寬，僅有13C和15N同位素，以下是全氟三丁胺的EI標準譜圖：

通過觀測涵蓋低、中、高三個質量寬度離子碎片的的離子豐度，來觀測儀器是否正常，是否可以達到正常的分辨率及靈敏度，并判斷儀器狀態，及質量測定的準確性如何，以下是對自動調諧的判斷：

1.峰型是否平滑對稱，半峰寬大小，同位素峰是否出現及其比例是否正確，以此來確定儀器的分辨率是否合適。

2.基峰m/z 69的強度（至少接近107)，反應了儀器的靈敏度，可以通過觀測其JD強度，判斷儀器是否達到了檢測要求的靈敏度。

3.m/z 219及m/z502的相對豐度應該為m/z69（基峰）的40%以上和2%左右。

4.若推斥極電壓和倍增器電壓偏高，說明離子源比較臟。

5.關注本底峰，如：m/z 18、28、32、44的強度，及相對豐度，判斷儀器是否漏氣或者收到污染。

  04  

Q：分子離子峰反應了化合物的分子質量，對于初步確定可能的化合物結構非常重要，那么怎么確定分子離子峰呢？

A：有機化合物在一定能量的電子轟擊下，失去一個電子，形成一個帶正電荷的分子離子，在EI譜圖中，80%的化合物可以看到分子離子峰，只有少數的化合物觀測不到明顯的分子離子峰，分子離子峰提示出了化合物的準確分子量，如果使用高分辨質譜，還能提供精確的分子量，精確的分子量從而確定了可能的化合物的分子式，那么怎么判斷分子離子峰呢？

形成分子離子峰必須滿足以下三個條件：

1.在質譜圖中（扣除空白）是ZG質量的離子

2.必須是一個奇電子離子

3.在高質量區，他能合理的丟失中性碎片而產生重要的碎片離子

因此可以通過如下判斷分子離子峰：

1、在質譜圖中，分子離子峰應該是ZG質荷比的離子峰（同位素離子及準分子離子峰除外）。

2. 分子離子峰是奇電子離子峰。

3. 分子離子能合理地丟失碎片（自由基或中性分子），與其相鄰的質荷比較小的碎片離子關系合理。即在比分子離子小4~14及20~25個質量單位處，不應有分子離子峰出現。

4. 氮規律：當化合物不含氮或含偶數個氮時，該化合物分子量為偶數；當化合物含奇數個氮時，該化合物分子量為奇數，運用N規則有利于分子離子峰的判斷和分子式的推斷，經過元素分析確定化合物含有N元素后，若高質量區的離子質量不符合N規則，則表明該某個離子一定不是分子離子。

5.高質量區的重要離子加和一些可能的中性碎片，其分子量和ZG的分子量的碎片相對應，通過反推法，確定某離子是不是分子離子。

6.碎片離子的元素組成（高分辨質譜確定），一定包含在分子離子峰的元素組成內，若不能匹配，則不是分子離子峰。

7.對于分子離子峰不出現或者很低，可以使用CI或者降低EI的電離能，相對改成較軟的電離方式，以使得分子離子峰顯現。

8.得不到穩定的分子離子峰，可以通過衍生化，如：通過乙酸酐、酰氯等衍生化，使得化合物有穩定的衍生化的分子離子峰，去掉衍生化物的分子量，來反推化合物的分子量。