現(xiàn)在絕大多數(shù)食品檢測實驗室均是配置色-質聯(lián)用儀,單獨使用質譜儀檢測的已經非常少了。唯①單獨使用的是應用同位素質譜儀檢測蜂蜜等食品中的同位素比,以確定產品是否摻偽。本文主要介紹一下gc-ms購置時需要考慮的主要性能及功能。
氣相色譜-質譜是高分離功能的gc與能提供被測物質分子信息的ms聯(lián)用分析儀器。兩種儀器功能互補,使儀器的分析功能更強大。例如:質譜能提供被測物的特定分子信息,對化合物的定性更加準確。但是,質譜無法區(qū)分同分異構體,而色譜分離同分異構體很容易。所以,色-質聯(lián)用儀的功能是1+1>2。
現(xiàn)在氣相色譜-質譜的氣相色譜部分均采用高分離性能的毛細管色譜,可以選配不同類型的進樣口,如:常用的分流/不分流進樣口和(溫度/壓力)可編程控制進樣口。柱箱多級程序升溫控制。在談到氣質聯(lián)用性能時,現(xiàn)在國內市場上比較常見品牌的主流型號gc的性能、功能并無多大差異。故在gc方面不再做比較。
yl6900 gc/ms
ms的類型有多種,通常是按照分析器的類型來分,有四極桿質譜、離子阱質譜、飛行時間質譜、四極桿串聯(lián)質譜、高分辨磁質譜等。不同廠家的不同型號的ms性能、功能、價格或者說性價比都存在較大差異。所以,本文將主要圍繞ms進行論述。目前食品檢測實驗室配置使用的gc-ms聯(lián)用儀多配置低分辨ms,這類儀器以目標化合物的定性、定量為主,兼有一定的未知物定性功能。選用這類儀器有兩個目的:
第①,也是主要目的,是對食品中殘留物進行分析。
既然是用于殘留物分析,儀器的靈敏度至關重要,也是選儀器時首先應考慮的。但這不是唯①的指標(特別是不能僅看標稱指標),還要綜合考慮儀器的分辨率、質量穩(wěn)定性、質量范圍、動態(tài)線性范圍、抗污染能力(包括儀器離子源、預四極等部件的清洗維護是否方便)、以及軟件操作是否方便等。
氣相色譜-質譜在殘留物的分析中應用愈來愈普遍,是因為ms是一個通用型檢測器,對大多數(shù)有機化合物都有比較好的響應。另一方面,四極桿質譜檢測時有一個選擇離子方式(sim方式),與全掃描方式相比可以提高檢測靈敏度2、3個數(shù)量級,檢測靈敏度較氫火焰檢測器(fid)、火焰光度檢測器(fpd)、氮磷檢測器(npd)高,稍遜于電子俘獲檢測器(ecd)對有機多鹵素化合物的檢測。殘留物分析多為目標物檢測,所以,用sim方式檢測既有廣譜性(對化合物的響應而言),又有特異性(對不同化合物各自的特征離子而言),因而特別適合用于多種殘留物的檢測,提高分析效率。
現(xiàn)在儀器公司買儀器時所列出的技術指標有:靈敏度、分辨率、質量穩(wěn)定性、質量范圍、動態(tài)線性范圍等。
市場上廠家標稱的靈敏度為什么這么高?
現(xiàn)在表述靈敏度是用八氟萘(ofn),如:ei+,1pgofn信/噪(s/n)>100?,F(xiàn)在的信/噪比是rms(均方根)方式,數(shù)值上與過去的靈敏度值相比高了很多。過去信/噪比是峰-峰比,即:信號的峰高/基線噪音的峰高,比較一目了然,自己拿尺子量都能量出來。但據廠家說,在選擇基線噪音時有人為誤差?,F(xiàn)在廠家將信/噪比編成固定的程序,比如信號值與固定時間段(如1~2min,其實這段時間的基線是比較平的)噪音的比值。但現(xiàn)在的測定方式廠家其實同樣有很多偷手,比如測試時用廠家自帶的短測試柱(10m或15m),質量的掃描范圍減少,進樣量增加(過去是空氣-樣液-空氣1μl,而現(xiàn)在1μl是包括針頭死體積)。沒辦法,現(xiàn)在廠家為了競爭都這樣做,用戶也只好跟著走。所以,現(xiàn)在僅看廠家的標稱指標是不夠的。
做靈敏度指標時應該注意幾個問題:
(1)應該先做分辨率,在保證單位質量分辨時,再做靈敏度。如下圖所示,可以采用一種近似方法,即,半峰高處的峰寬不小于1/2峰寬。靈敏度與分辨率成反比,若為了靈敏度而損失分辨率,會降低了質譜定性功能。
(2)質量掃描范圍也應有規(guī)定,比如:ofn,200-300amu,掃描范圍減小也能提高信/噪比。這些限制性條件應在談合同時就確定下來。
(3)檢測電壓應該是正常檢測時的工作電壓,不同型號的質譜儀因參數(shù)表示的含義有差異,所以,各家儀器*使用的檢測電壓值也不同。但是,做靈敏度測試時的電壓不應高于*正常使用時的工作電壓。否則在實際工作時就會有問題,因為實際樣品檢測時是有基質干擾的,高電壓不能提高信/比,而且還會使電子倍增器壽命降低。
現(xiàn)在國內出現(xiàn)了一些過分強調,或者說廠家過分宣傳自己儀器靈敏度高的現(xiàn)象,導致現(xiàn)在標稱的靈敏度越來越高,聽說rms信/噪比都有給出1000的了。其實做標準品的指標只是個參考,將來做基質復雜的實際樣品(如動物內臟)能得到好的、穩(wěn)定的結果才是關鍵?,F(xiàn)在有儀器的單位越來越多了,可以在購儀器前做一個實際樣品到各家儀器上實測一下,并且了解一下各種儀器用戶的反應,這比僅僅比指標更好。
儀器的其它指標一般不會有太大問題。
對于低分辨質譜,分辨率達到單位分辨一般沒有問題。
質量范圍現(xiàn)在多標稱為2~1025(或1500)u,這個質量范圍對于gc-ms夠用了。因為,gc-ms分析物是揮發(fā)或半揮發(fā)物質,分子量一般不會太大。唯①要注意的是若做污染物十溴聯(lián)苯(mw954)和十溴聯(lián)苯醚(mw 970)檢測,不能選質量數(shù)小于1025u的(個別廠家的ms質量范圍只有800u)。
質量的穩(wěn)定性一般在0.1amu/8hr,這個指標其實也挺重要的。好的儀器幾個月校正一次質量數(shù)即可,差的每周都要校正。雖不影響檢測,但增加操作者的工作量。
線性范圍大于10e4,對殘留分析夠用了。這些指標驗收儀器時均需要按照合同的規(guī)定認真做。
此外,儀器的一些功能在驗收儀器時也一定要都親手做一遍,比如:化學電離源(ci)的更換、直接進樣桿的操作、復合電離切換方式(ei/ci)、復合掃描方式(tic/sim)等。許多農藥含有鹵素和電負性基團,因此有電負性。負化學源(nci)檢測這類物質可以獲得較高靈敏度,這是由于nci的本底較低,檢測電負性物質時可以獲得更高的信/噪比。對于定性也可以起到補充確證的作用。做nci時需要通入反應氣,所以,要求儀器的真空系統(tǒng)要比較好?,F(xiàn)在廠家提供的gc-ms配置是可以選配的,若配nci就一定要配置大抽率的真空泵,起碼大于250l/min,gao配置有2×200l/min。另外,還應考慮更換離子源的方便性,有的型號儀器更換離子源可以不破壞真空。
殘留分析通常是目標物檢測,目標物多為農藥、獸藥、添加劑、化學污染物等。這里的定性僅僅是對目標物進行確證。對于這種定性可以用兩種方法,一是與儀器自帶的nist譜庫(2006版提供約14萬多張)的質譜圖進行比對,二是與對應的標準品的質譜圖進行比對。實際檢測時后者的比對方法更好、更準確。因為,被測物經過前處理和毛細管柱后,基質的干擾會使被測物質譜圖的離子碎片和豐度比與nist譜庫的質譜圖(通常是由純品直接進樣得到的)產生偏差。而且,定量時也需要有標準品。
第二個分析功能是對未知物分析
這里的未知物并非真正意義上*未知的物質,若真是那種*未知的物質僅僅靠ms,特別是低分辨的ms對其準確確證還是很難做到。這里的所謂未知物其實是已被人們認知的物質,該物質的質譜信息已被收錄在了nist譜庫中,只是我們檢測的物質中不知含有這些物質中的那一種。比如,不同地域的同一種天然產物產品的成分是不太一樣的,同為玫瑰精油,國產的和進口的成分組成存在差異,通過ms分析及與nist譜庫比對,就能找出兩種精油特征物質是什么,量有多少差異,不同在那里。再如,養(yǎng)魚塘里的魚突然死了,搞不清是什么原因,那么就取魚塘里的水化驗一下,水里含有什么物質并不清楚,這時我們就認為水里含有某種未知物。拿到實驗室化驗,經質譜nist譜庫檢索比對,初步認為驗出了甲an磷。為保險起見,再打一針甲an磷的標準品,結果保留時間、離子的豐度比都一致,終確定水里含有的甲an磷是致魚死亡的原因。這類工作在日常工作中遇到的比較少,其對儀器的要求就是檢測得到的質譜圖與nist譜庫的盡可能相近,這樣得到的結果會更準確些。所以,這種hao選擇四極桿質譜、飛行時間質譜或高分辨磁質譜。而離子阱質譜,特別是內源式離子阱質譜得到的譜圖與nist庫譜圖差異要大些。
配置選購質譜類型的一點經驗
1)第①套質譜建議選四極桿,有更多經費建議配置一些其它類型的
根據前面所述,通常購置第①套gc-ms建議選擇四極桿質譜。而第二套質譜選擇什么類型的質譜應根據實驗室的業(yè)務情況好好斟酌一下。根據多年實驗室工作的經驗,建議配置另一類型的ms,因為其它類型的ms也各有特點,可以起到功能互補的作用。
2)離子阱質譜擅長做初篩、結構解析和確證
離子阱質譜可以做多級質譜,特別適合用于食品中農藥多殘留的初篩,由于有msn(理論上n=10)功能,可以通過第二級甚至第三級質譜較好地排除基質干擾,準確確證。當結果懷疑為陽性時再做進一步定性、定量。歐盟一些實驗室都是這樣做。離子阱質譜對復雜樣品檢測的定量重現(xiàn)性不及四極桿質譜,但對化合物結構的解析能力較四極桿質譜強。離子阱質譜分外離子源式和內離子源式,外源式離子阱質譜的價格與四極桿質譜的高配相當,內源式離子阱質譜價格與四極桿質譜的低配相當。
3)串聯(lián)四極桿質譜定量及靈敏度俱佳
若經費充足可以考慮配置四極桿串聯(lián)質譜。這類質譜可以做ms-ms,雖不能像離子阱質譜做msn,但一般二級ms也基本夠用了,因為檢測的殘留物多為分子量在100~300的小分子化合物。四極桿串聯(lián)質譜比單四極桿質譜的抗基質*力和定性能力更好,與離子阱質譜相比定量重現(xiàn)性和檢測靈敏度更好。不同廠家不同型號四極桿串聯(lián)質譜的價格差別比較大,低的僅比高配的單四極桿質譜高一些,高的接近2套高配的單四極桿質譜。
4)飛行時間質譜擅長做定性和確證
與氣相聯(lián)用的飛行時間質譜也分為兩種,一種具有高分辨和準確質量數(shù)功能,另一種則更強調快速檢測能力,常與快速氣相色譜聯(lián)用。對食品檢測實驗室而言,更*前者。高分辨和準確質量數(shù)功能對化合物定性更準確,當對檢測結果有疑義時,換一種模式進行確證,有助于對結果下定論。價格約合2套中上配置的單四極桿質譜。
5)高分辨磁質譜只用于很少的領域
高分辨磁質譜一般實驗室不會配置,主要用于二噁英、多氯聯(lián)苯等殘留物檢測。而且此類儀器的靈敏度也較高,所以,經費充足配置一套,對出具的結果更有信心。一臺高分辨質譜可以接2臺gc,分析效率、確證的準確性、定量的準確性可同時實現(xiàn),還是很不錯的。價格當然也不菲,至少相當于4套高配的單四極桿質譜。
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