仪器原理INTERACTIVE LAB
分析化学 / 气相色谱–串联质谱原理依据 ↗

从中性分子到可测量的信号

GC-MS/MS 工作原理

通用三重四极杆 · EI 电离
结构、尺寸与时间经过教学简化

Q3 SCAN 等待进样
● A● B● C○ 中性分子⊕ 源内正离子 / 前体离子◆⁺ CID 产物离子− 电子○ 碰撞气
00.0 / 54 秒
就绪 · 点击播放开始54 秒教学时间轴;色谱时间压缩、质谱微过程放慢。实际多个过程连续、同时进行。

跟随检测器,逐点采集

信号与数据

教学模拟数据 · 非真实化合物

总离子流色谱图 · TIC

尚未采集

当前扫描 · 质谱图

同一束离子,两种观察方式

SCAN / 广泛观察

在设定质量范围内逐窗扫描

Q1 宽范围传输,碰撞池在传输条件下工作,Q3 扫描。每轮形成一张 EI 质谱图;该轮扫描范围内的离子信号求和得到一个 TIC 数据点。谱图可用于谱库检索等定性分析。

MRM / 目标监测

在预设前体 → 产物通道间切换

Q1 选择前体,碰撞池发生 CID,Q3 选择产物。每个驻留时间内保持这一离子对的设置,再切换到下一通道。结果是各离子对的色谱时间曲线,适合选择性检测与定量分析。

教学边界与参考依据

本页为原创通用剖视示意,不代表某一型号的装配图。基础部件依据 Shimadzu 公开原理资料;六极杆碰撞池参考 Agilent 7000 系列,电子倍增器采用 Shimadzu 所示的离散打拿极原理,二者组合仅用于教学。

采用了哪些教学简化?
  • 毛细管、固定相、杆间间隙、离子透镜孔和粒子均放大;盘管圈数、透镜片数、打拿极级数与抽气支路省略。端面图与局部剖面不按比例。
  • 粒子图标表示分子或离子群。轨迹为概念曲线,不是 Mathieu 方程数值解;正离子均按单电荷示意。实际四极杆按 m/z 稳定区筛选,不按颜色或几何大小筛选。
  • Scan 用 40–180 范围内 8 个代表性 m/z 窗口示意连续 RF/DC 扫描;仅这些离散窗口参与本页模拟 TIC 求和。不是产物离子扫描。EI 碎裂与 MRM 的 CID 分开表示。
  • 碰撞池采用六极杆形式;参考 Agilent 7000x/7010x 气路资料,两模式均保留 N₂ / He 气体。Scan 不施加教学 CID 激活;不能将此动画理解为“气体关闭”或“绝无碰撞”。
  • 进样与分离时间压缩;扫描和驻留过程放慢以便观察。MRM 20 ms 驻留在 1× 时展开为 0.9 秒,省略切换稳定时间;Scan 每个代表窗口展开为 0.3 秒。一轮扫描为 2.4 秒教学时间。不是实际方法时长。
  • A/B/C、120 → 60 与 180 → 80、碰撞能及峰形均为抽象教学参数。源内离子可能已是 EI 碎片;本页不指定真实化学结构、碎裂路径或可直接上机的方法。
  • 曲线由加权离子群到达事件产生,图标数量不等于真实离子计数。阶段跳转会从同一确定性时间模型重建截至该时刻的数据;模式切换会从零开始。
  1. Shimadzu · Fundamental Guide to GCMS ↗GC 结构、进样与分离;挥发性和固定相相互作用。
  2. Shimadzu · Ion Source ↗EI 源结构图、灯丝、电子束及离子引出。
  3. Shimadzu · Hardware: Mass Analyzer ↗四杆排列、RF/DC 电压和稳定轨迹筛选。
  4. Shimadzu · Detector ↗离轴离散打拿极电子倍增器,二次电子级联。
  5. Agilent · 7000 Series Concepts Guide(2011)↗第 21、42–49 页:连接关系、六极杆碰撞池与真空系统;图 21 为六杆结构。
  6. Agilent · Collision Cell Gas On and Off(2018)↗第 2、9–10 页:N₂ / He 气体及 Scan 模式下气路状态。