把氣相色譜和質譜這兩部分放在一起使用要比單獨使用那一部分對物質的識別及定量都會精細很多很多倍(mg/L to ng/L)。單用氣相色譜或質譜是不可能精確地識別一種特定的分子的。但通常,質譜儀處理需要非常純的樣品,而使用傳統的檢測器的氣相色譜(如,火焰離子化檢測器)當有多種分子通過色譜柱的時間一樣時(即具有相同的保留時間)不能予以區分,這樣會導致兩種或多種分子在同一時間流出柱子。在單獨使用質譜檢測器時,也會出現樣式相似的離子化碎片。將這兩種方法結合起來則能減少誤差的可能性,因為兩種分子同時具有相同的色譜行為和質譜行為實屬非常罕見。因而,當一張分子識別質譜圖出現在某一特定的GC-MS分析的保留時間時,將典型地增高了對樣品中感興趣的被分析物的確定性。
GC-MS吹掃和捕集
在分析揮發性化合物時,可以用吹掃和捕獲(Purge and Trap ,P&T)濃縮器系統導入樣品。
提取目標被分析物,并與水混合,然后導入氣密性室。用惰性氣體,比如氮氣(N2)往水中鼓泡;這就叫做吹掃。揮發性化合物運動到水上方的頂空(headspace)。并被壓力梯度驅使(由引入吹掃氣體所引起)流出氣密室。這些揮發性化合物被沿著頂線抽往“阱”。阱是一個裝有吸附材料的、處于室溫下的柱子。它將通過把這些揮發性化合物轉化成液相而保持住。然后,加熱給阱樣品化合物經過一個揮發性界面被引入GC-MS柱,阱在這里相當一個分流進樣系統。P&T GC-MS特別使用于揮發性有機化合物(volatile organic compounds ,VOCs)和BTEX(英文苯benzene、甲苯toluene、乙苯Ethylbenzene和二甲苯xylene的字頭縮寫) 化合物(與石油有關的芳香化合物)[8]
質譜檢測器的類型
和氣相色譜(GC)聯合使用的質譜的最常見類型是四極桿質譜儀,有時根據惠普(現在的安捷倫科技)的商品名叫做“質量選擇檢測器”(MSD)。其他相對普遍的是離子阱質譜儀。另外,扇形磁場質譜儀氣質聯用中也有使用,然而,這些特別的儀器價格昂貴,體積龐大不適用于高通量服務的實驗室。氣質聯用中還可能遇到的其他的質譜檢測器有:飛行時間檢測器(time of flight ,TOF)、串聯四極桿檢測器(tandem quadrupoles ,MS-MS)(請見下面內容。)或在離子阱的情況下MSn這里n指的是質譜級數。
當在儀器方法中輸入選擇監測(selected ion monitoring ,SIM)某種離子片段時,僅有那些質量的片段被質譜儀監測。SIM的優點是由于每次掃描時,儀器僅尋找少量片段(比如,三個片段)其監測限較低。每秒鐘能進行更多次的掃描。由于僅僅監測所感興趣的幾個質量片段,基質干擾典型的低,為進一步確證潛在的陽性結果的可能性,相對重要的是與已知參比標準進行比較確定各種離子片段的離子比。
“全譜”分析考慮譜圖中所有的峰。與之相反,選擇性離子檢測(selective ion monitoring ,SIM)僅僅監測于特定物質相關的峰。這種方法是根據在特定的保留時間,一組離子是一個特定的化合物的特征的假設。這是一種快速、有效的分析方法,特別是分析者對樣品有些預知的信息或僅僅是尋找幾種特定的物質這種優點就更為突出。當在一個獲得的色譜峰中所搜集到的離子的信息量降低時,該分析的敏感度升高。所以,SIM分析能滿足檢測較小量的化合物,但是關于該化合物測定結果的確定性程度下降。
十幾種先天性代謝疾病,也叫遗传性代谢缺陷(Inborn error of metabolism ,缩写"IEM")現在都可以通過新生兒篩檢試驗測到,特別是使用氣相色譜-質譜法進行監測。GC-MS可以測定尿中的化合物,甚至該化合物在非常小的濃度下都可被測出。這些化合物在正常人體內不存在,但出現在患代謝疾病的人群中。因而,該方法日益成為早期診斷IEM的常用方法,這樣及早指定治療方案最終導致更好的預后。目前能用GC-MS在出生時,通過尿液監測測出100種以上遺傳性代謝異常。
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