现代质谱技术

　　本书结合实际应用的需要，介绍了质谱技术的原理知识与应用技术。包括质谱技术的工作原理、谱图解析和实验操作，质谱技术与气相色谱法、液相色谱法、电感耦合等离子体技术、毛细 管电泳法、多级质谱技术联用的原理、样品预处理和操作技术；质谱技术在环境科学、食品科学、化工材料、临床医学及医药科学、法庭科学、地质勘探等领域的应用，特别是21世纪以来发展 的无损化进样技术、质谱成像技术、便携质谱检测技术等的应用。

　　刘宝友，　男，45岁，河北科技大学环境科学与工程学院教授。笔者从2005年起，在河北科技大学参加《仪器分析》课程的建设，先后为环境科学专业学生讲授《仪器分析》专业课程，并指导本科学 生《仪器分析实验》课程，至今已经13年，参加学生2000余人，学生反应良好。从2005年起，笔者参加编写仪器分析方面的教材、专著4部，总计约52.8万字。

第一章 质谱概述 1

1.1 质谱简介 1

1.2 仪器结构 2

1.3 工作原理 12

1.4 性能指标 14

1.5 离子类型及主要裂解方式 15

1.5.1 离子类型 15

1.5.2 主要裂解类型 17

1.6 质谱解析与实验操作 18

1.6.1质谱图与质谱表 18

1.6.2 样品制备 19

1.6.3 解析步骤 19

1.7 谱库检索 21

第二章 气相色谱-质谱联用技术 22

2.1概述 22

2.1.1 GC-MS简介 22

2.1.2 GC-MS特点 23

2.1.3 GC-MS主要技术关键 24

2.2仪器结构 24

2.2.1 真空系统 25

2.2.2 进样系统 26

2.2.3 离子源 27

2.2.4 质量分析器 27

2.2.5 检测器 28

2.2.6 数据处理系统 29

2.3工作原理 29

2.3.1原理概述 29

2.3.2接口类型 29

2.3.3衍生化技术 31

2.4实验技术 33

2.4.1 实验步骤 33

2.4.2 样品预处理 35

2.4.3 GC-MS的定性与定量方法 36

2.4.3 GC-MS联用质谱谱库和检索 39

2.4.5实验注意事项 41

        2.4.6实验步骤示例

第三章 液相色谱-质谱联用技术 42

3.1 概述 42

3.1.1 LC-MS简介 42

3.1.2 UPLC优点 42

3.1.3 LC-MS分类 43

3.2 仪器结构 43

3.3 工作原理 44

3.3.1 LC单元部分 44

3.3.2 MS单元部分 46

3.3.3 连接技术 46

3.4 电喷雾电离接口与大气压化学电离接口 51

3.4.1 电喷雾电离接口的结构与原理 51

3.4.2 大气压化学电离接口的结构与原理 52

3.5 实验技术 53

3.5.1 样品预处理 53

3.5.2 样品导入方式 54

3.5.3 分析条件的选择和优化 55

3.5.4 实验步骤 57

        3.5.5实验步骤示例

第四章 电感耦合等离子体质谱联用技术 63

4.1 ICP-MS的起源与发展 63

4.1.1 ICP-MS的起源 63

4.1.2 ICP-MS的发展 64

4.1.3 ICP-MS分析中常用的基本概念 65

4.2仪器结构及工作原理 67

4.2.1 离子源 67

4.2.2 真空系统 70

4.2.3 接口 71

4.2.4 离子镜 71

4.2.5 质量分析器 72

4.2.6 检测器 72

4.3 ICP-MS的干扰及其消除方法 73

4.3.1 高分辨ICP-MS 75

4.3.2 冷等离子体技术 75

4.3.3 屏蔽矩技术 75

4.3.4 干扰方程校正技术 76

4.3.5 碰撞/反应池技术 76

4.4 实验技术 77

4.4.1 实验准备 77

4.4.2 仪器操作 77

4.4.3实验步骤示例

第五章 其他联用技术 84

5.1 串联质谱 85

5.1.1 空间串联质谱 85

5.1.2 时间串联质谱 85

5.2 三级四极杆液相色谱-质谱-质谱 87

5.3 液相色谱-离子阱质谱联用技术 89

5.4 液相色谱-飞行时间质谱联用技术 92

5.4.1 LC-TOF联用仪的构成 92

5.4.2 飞行时间与质量的关系 93

5.5 毛细管电泳-质谱联用技术 97

5.6 其他联用技术 100

5.6.1 MDGC/GC-MS多维气相色谱-质谱联用技术 100

5.6.2 GPC-GC-MS凝胶色谱在线样品前处理与GC-MS联用技术 101

    5.7 实验步骤示例

第六章 质谱技术在环境科学领域的应用 162

6.1 在土壤测定中的应用

案例一 采用气质联用法一针进样、同时分析土壤中147种半挥发性有机物

案例二 加速溶剂萃取气相色谱负化学离子源质谱法分析土壤中有机氯农药

6.2 在大气测定中的应用

案例一GCMS法结合HS-20顶空进样分析垃圾焚烧厂内空气成分

案例二 对气溶胶颗粒上的半挥发性有机化合物的测定(SVOC)

6.3 在水体测定中的应用

案例一 高灵敏度检测水中的痕量有机污染物(安)

案例二 固相微萃取-气相色谱质谱分析水中的异味化合物

案例三 对水污染物进作行筛查 

6.4 在其他环境相关领域的应用

案例一 高效液相色谱质谱联用法同步测定城市污水处理厂活性污泥中的多类抗生素残留

案例二 热脱附-气相-质谱联用技术研究校车车内空气挥发性有机污染物含量

第七章质谱技术在食品检测领域中的应用

7.1 食品中营养成分检测

案例一 衍生化气相色谱一质谱联用法测定葡萄酒中的白藜芦醇含量

案例二 碰撞反应池-电感耦合等离子体质谱法对奶粉中硒测定方法改进

案例三 快速分离检测婴幼儿配方奶粉中水溶性B族维生素

7.2 食品安全检测

案例一 对牛油果中的农药多残留分析进行GC/MS/MS检测

案例二 结合液质联用系统测定蜂蜜和蜂王浆中多种磺胺类化合物及其增效剂的残留量

案例三 液相色谱-串联质谱法同时测定婴幼儿配方奶粉中4种香料

7.3  食品品质检测

案例一 HS-SPME-GC/MS 分析油桃果实C6 醇醛挥发性成分变化

案例二 检测坚果种子中α-生育酚的含量

7.4 其他食品相关检测

案例一 餐饮油烟污染物成分分析

案例二 ICP-MS在中药和食品微量元素测定中的应用

第八章质谱技术在化工及材料领域的应用

8.1 在香精香料中的应用

案例一 液相色谱串联质谱法测定烟用香精香料中的亚硝胺

案例二 气相色谱-质谱法测定化妆品中5种合成麝香

8.2在包装材料中的应用

案例一GCMS结合HS-20测定食品容器、包装材料用聚氯乙烯树脂及成型品中残留1,1二氯乙烷含量

案例二 应用气相色谱-静电场轨道阱（Orbitrap）质谱联用对制药包装容器材料中的可浸出杂质的结构确证分析

8.3 在化妆品中的应用

案例一 顶空-气相色谱-质谱法测定化妆品中14种挥发性有机化合物的残留量

案例二 超高效液相色谱 － 高分辨率质谱法筛查化妆品中 12 种糖皮质激素

案例三 气相色谱-质谱法测定氧化型染发剂中7种染料

8.4 在玩具和其他新型材料中的应用

案例一 气相色谱一质谱联用法测定EVA材料和再生橡胶中苯乙酮含量

案例二 液质联用技术在离子液体检测中的应用

第九章 质谱技术在其他领域中的应用

9.1质谱技术在临床诊断中的应用

案例一 使用三重四极杆LC/MS分析测定人血清中的睾酮

案例二  质谱成像在甲状腺肿瘤组织诊断中的应用

9.2 质谱技术在法庭科学领域的应用

案例一 LCMS检测涉毒人员毛发中甲基苯丙胺

案例二 采用三重四极杆液质联用系统分析毒驾样品中的11种常见毒品

9.3 质谱技术在天然材料鉴别的作用

案例一 微波等离子体炬质谱技术快速鉴别天然石材与人造石材

参考文献 272