GC-MS(气相色谱-质谱联用技术)广泛应用于环境、食品、医药等领域的复杂混合物分析。以下为系统化检测方案,涵盖样品前处理、仪器条件、数据分析及质控要点,遵循国际标准(ISO 17025、EPA 8270)及行业规范。
一、检测流程与核心步骤
1. 样品前处理
- 液体样品:
- 液液萃取(LLE):正己烷/乙酸乙酯萃取有机污染物(如PAHs),浓缩至1mL;
- 固相萃取(SPE):C18柱活化后上样,甲醇洗脱(适用于农药残留)。
- 固体样品:
- 索氏提取:用丙酮-正己烷(1:1)提取脂肪中污染物(如塑化剂);
- QuEChERS法:乙腈提取,PSA/MgSO4净化(食品中农药多残留分析)。
- 衍生化(针对极性化合物):
- 硅烷化(BSTFA):适用于羟基、氨基化合物(如酚类、氨基酸);
- 酯化(BF3/甲醇):用于脂肪酸分析。
2. 仪器条件优化
- 气相色谱(GC)参数:
- 色谱柱:DB-5MS(30m×0.25mm×0.25μm)或等效柱;
- 进样口温度:250-300℃(分流/不分流模式,分流比10:1);
- 升温程序:初始50℃(1min)→10℃/min→300℃(5min)。
- 质谱(MS)参数:
- 离子源温度:230℃(EI源);
- 扫描模式:全扫描(SCAN,m/z 50-550)或选择离子监测(SIM);
- 电子能量:70eV(标准EI电离)。
3. 数据分析与化合物鉴定
- 谱库匹配:
- NIST库:匹配度≥80%且保留指数偏差≤2%;
- 自建库:添加目标物标准品的保留时间与特征离子。
- 定量方法:
- 外标法:标准曲线线性R²≥0.995(5-7浓度点);
- 内标法:添加氘代同位素内标(如D8-萘)校正基质效应。
二、方法验证与质控要点
1. 方法验证参数
- 线性范围:覆盖样品预期浓度(如0.01-10mg/L);
- 检出限(LOD):信噪比(S/N)≥3,定量限(LOQ)S/N≥10;
- 精密度:重复性RSD≤5%(同一样品6次进样);
- 准确度:加标回收率80-120%(不同基质验证)。
2. 质控措施
- 空白对照:每批次插入方法空白(溶剂空白、基质空白);
- 标准品校验:每24小时运行中间浓度标准品,偏差≤±15%;
- 系统适用性:进样前运行调谐液(全氟三丁胺,PFTBA)验证质量轴与灵敏度。
三、常见问题与解决方案
问题 |
原因分析 |
解决方案 |
峰形拖尾/分裂 |
进样口污染或色谱柱老化 |
切割柱头0.5m,更换进样口衬管 |
基线噪音高 |
离子源污染或载气不纯 |
清洗离子源,更换高纯氦气(≥99.999%) |
保留时间漂移 |
柱温波动或载气流速不稳定 |
检查GC温度模块,校准电子流量控制器(EFC) |
目标物响应低 |
衍生化不完全或离子化效率低 |
优化衍生条件(温度、时间),调整电离电压 |
四、典型应用场景与案例
1. 环境分析
- PAHs检测(EPA 8270):m/z 128(萘)、m/z 178(菲);
- 挥发性有机物(VOCs):顶空进样,检测苯(m/z 78)、甲苯(m/z 91)。
2. 食品安全
- 农药残留(GB 23200.113):拟除虫菊酯类(m/z 163、181);
- 塑化剂(GB 31604.30):DBP(m/z 149)、DEHP(m/z 167)。
3. 医药与代谢组学
- 血药浓度监测:抗癫痫药(如丙戊酸,m/z 144);
- 代谢物分析:脂肪酸甲酯(FAMEs,m/z 74)。
五、仪器维护与安全
- 日常维护:
- 离子源清洗:每500小时用砂纸打磨或超声清洗(甲醇:水=1:1);
- 真空系统保养:定期更换扩散泵油,监测分子涡轮泵转速。
- 安全操作:
- 有害气体防护:质谱尾气接入通风柜;
- 溶剂处理:废液分类收集(卤代溶剂单独存放)。
总结 GC-MS检测需以“分离高效、定性准确、定量可靠”为核心,通过优化前处理(萃取/衍生)、色谱条件(柱温程序)与质谱参数(离子选择)实现目标物精准分析。实验室应建立严格质控体系(空白对照、标准品校验),并结合NIST谱库与内标法提升数据可信度。针对复杂基质,推荐采用QuEChERS或SPE净化降低干扰,确保方法灵敏度与特异性满足ISO 17025要求。
CMA认证
检验检测机构资质认定证书
证书编号:241520345370
有效期至:2030年4月15日
CNAS认可
实验室认可证书
证书编号:CNAS L22006
有效期至:2030年12月1日
ISO认证
质量管理体系认证证书
证书编号:ISO9001-2024001
有效期至:2027年12月31日