在这次采访中，美国JEOL USA，Inc。的MS产品经理John Dane与Azom谈论了质谱法，尤其是气体色谱质量质谱仪在石油行业中的作用。
首先，您能简要概述什么是质谱法和气体色谱质 - 质谱仪（GC-MS）播放的角色？
质谱法是分析固体，液体或气体样品中存在的化学物质的强大工具。以最简单的形式，质谱仪（MS）由3个主要组成部分组成：离子源，分析仪和检测器。
为了进行MS分析，首先在离子源中将化学物质离子化，以产生来自这些分子的阳性或负电荷分子和/或片段。之后，将离子定向到MS分析仪中以测量质量到电荷比（m/z），然后通过检测系统检测到每个离子。使用此信息，观察到m/z模式可以通过数据库搜索与特定分析物相关，高分辨率准确m/z为了确定每种测量化合物的最可能的身份，测量，碎片分析或这些组合。
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同样值得注意的是，电离法通常与将用于分析的化学物种类型相关。通常，通常通过使用电子电离（EI）和化学电离（CI）等电离技术进行小分子分析，而大分子分析（即肽，蛋白质，聚合物等）通过使用诸如电磷离子化（ESI）等技术（ESI）进行电离化）和基质辅助激光解吸电离（MALDI）。此外，对于小分子，离子通常具有单电荷，因此离子的质量与测量m/z其中z = 1。相反，对于较大的分子，看到多个带电的离子并不少见，因此有必要乘以m/z由MS观察到具有电荷数，以计算分子或片段的实际质量。
MS系统通常用作气相色谱（GC）和液相色谱（LC）等色谱技术的检测器。这些被认为是连字符技术。对于GC-MS，GC输出直接连接到MS离子源，以便将样品中存在的化学物质分开，然后由MS电离和测量。这样做可以使分析师与样品中的其他化学品分别评估每个分析物的MS数据。这里的关键是GC涉及分离可以是的化合物蒸发通过加热进入气相。考虑到这一点，GC-MS通常专注于小分子分析（m/z≤1000），因为不可能将较大的分子（如肽和蛋白质）放入气相中进行GC分离。通过使用LC-MS等技术，可以更好地分析这些较大的分子。
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同样，GC-MS使用的最常见电离技术是EI，它是一种硬电离方法，它会导致化学化合物以特定模式分解，然后可以比较并与EI数据库质谱进行评分以进行识别。此外，GC-MS可以与其他较软的电离技术（例如化学电离（CI），光电离）（PI）和场电离（FI）一起使用，以获取有关完整分子的其他信息。
总体而言，GC-MS是一种常见的分析化学技术，可广泛用于各种应用（取证，石油，环境等），可以在全球学术，政府和工业实验室中找到。
GC-Alpha质谱仪的ACCUTOF是什么？
这ACCUTOF GC-ALPHA是我们的6Th使用高分辨率飞行时间的GC-MS系统。更具体地说，GC-Alpha的高分辨率能力使用户可以评估十进制位置以外的化学量。
为什么这很重要？作为一个非常简单的例子，一氧化碳（CO）和氮气都2）具有标称（整数）质量为28。m/z28.然而，使用高分辨率的MS，由于两个物种都有不同的元素，因此它们将以2个单独的峰出现，而CO显示了一个峰m/z27.995和n2在m/z28.006。正如该示例突出显示的那样，GC-Alpha允许用户确定每个测量的元素组成m/z。
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除了高分辨率的功能外，GC-Alpha还提供了各种电离技术，包括EI，CI，PI和FI。如前所述，EI是一种硬电离技术，可导致化学物种分解成特定的模式，使用户可以将测量数据与数据库进行比较以进行识别。不幸的是，并非所有化学品都在数据库中注册，因此有必要有其他选择来帮助缩小可能的候选人。
结果，拥有其他工具功能来帮助确定其身份可能会有所帮助。至于CI，PI和FI，它们都是软电离技术，旨在使化学物质在电离过程中保持完整，以便可以在质谱中清楚地测量母离子。因此，将这些软电离技术之一与高分辨率MS相结合，可以使分析师确定样品中存在的分析物的元素组成。
您能告诉我们一些有关这两种关键技术及其提供的好处的信息吗？
GC-Alpha引入的两种新关键技术是新设计的高性能硬件和新一代数据分析软件。
新的硬件由一个新的和改进的离子光学系统组成，该系统既可以提供高离子传输，又可以提高灵敏度，并改善了高分辨率，以更好地将离子的峰值分离，而离子的峰值分离仅在小数点后才有所不同。具体而言，该系统的解决功率从上一代系统的10,000增加到GC-Alpha的30,000。
此外，该系统的质量精度也从小于3ppm提高到小于1ppm，以更准确地报告测量m/z对于每个分析物。这些硬件改进是一个令人兴奋的发展，使我们能够成为高分辨率GC-MS市场中独特的实力。
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至于另一个关键技术，MSFINEANALISS是一个新的软件包，专门设计用于利用GC-Alpha的独特功能。在最简单的形式中，该软件使用了一种新的工作流，涉及自动集成通过硬电离（EI）获得的数据以及通过软电离（FI，PI，CI）获得的数据，以识别示例中存在的分析物。输出是一个颜色编码的报告，用户很容易审查。
这个新的自动化工作流程非常重要，因为正如我短暂介绍的那样，GC-MS数据分析通常仅依赖于将EI质谱与数据库搜索进行比较。不幸的是，在没有良好数据库匹配的样品中测量未知化学物质并不少见。结果，分析师无法单独通过数据库搜索自信地识别它们。这是GC-Alpha的高分辨率和软电离功能以及MSFINEANALISS软件步骤的组合，以帮助自动分析数据以识别这些未知化合物。
为什么GC-Alpha非常适合石油应用？
GC-Alpha是一个强大的工具，可用于查看石油样品，因为它提供了其他GC-MS系统不可用的独特功能。对于大多数石油烃，如果使用EI，这些化合物将散落成常见的片段离子，几乎没有产生父母离子（称为分子离子）来帮助识别。因此，软电离技术是帮助识别这些化合物的必要条件。
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事实证明，CI（最常见的软电离技术）并不是这样做的理想候选者，因为它需要有效的电离电离，并且通常会导致这些碳氢化合物的破碎化。另一方面，GC-Alpha可以独特配备场电离（FI）以电离碳氢化合物，以产生分子离子，然后可以与其高分辨率能力一起使用，以识别每种化合物。
FI被认为是MS电离烃的金标准，并在石油行业被广泛使用。在该领域中使用的较少，但对于石油分析也有用是光电离（PI）。这是一种软电离技术，比CI的能量较小（因此分裂较少），但比FI更富集。PI对于电离芳族烃特别有用，因此它是针对这些类型化合物的一种更集中的电离技术。
还值得注意的是，石油样品通常非常复杂，有数百万种化合物。结果，他们的分析需要在将其引入MS之前进行大量色谱分离以进行识别。最常见的情况是通过使用GCXGC进行分离来解决这种情况，在该分离中，样品被两个具有不同列相（典型的一个非极性列和一个极性柱）的两列分离，以实现与每种化合物的合理分离其他。事实证明，GCXGC需要一个快速检测系统，该系统可以以25光谱/秒的最低度量数据进行测量。GC-Alpha比这更好，可以以50频谱/秒的速度运行。
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GC-Alpha基本上是石油分析的总包装，因为它汇集了高分辨率MS，高速数据采集，现场电离和GCXGC，以查看令人难以置信的复杂样品以识别未知数。我们的网站上有许多石油应用（基础油，柴油，煤油等），这些石油应用突出了这些功能。
在石油应用方面，为什么GC-Alpha使用两个组合离子源（EI和软电离）很重要？
我们的组合离子源（包括EI/FI版本和EI/PI版本）很有用，因为它们不需要用户破坏真空以在硬电离和软电离之间进行更改。这是一个非常有用的功能，因为更改电离方法通常涉及交换离子源硬件，该硬件通常需要在提取旧源之前将GC列拉回，然后再放入新的源并等待源区域再次到达真空。不幸的是，这可能需要时间才能做到，然后向后拉柱可能会导致柱子打破柱，这反过来影响分离分子的保留时间，在不同的电离测量之间存在保留时间不匹配的分子。
GC-Alpha通过组合离子来源克服了这些问题。对于EI/FI源，在电离方法之间切换所需的只是通过真空互锁的探针快速交换。这通常需要不到一分钟。至于EI/PI源，所需的只是从EI转换为PI，将关闭EI细丝并打开PI灯。
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对于石油应用程序，这两个来源都非常有用，因为它们允许用户在没有停机时间的电离方法之间切换。特别是，EI/FI组合源对于分析石油化合物（例如饱和碳氢化合物）非常有用，尤其是在使用FI确定分子离子时。众所周知，这些化合物在通过任何其他软电离方法产生分子离子方面很难。对于EI/PI，PI功能对于测量芳香族化合物非常敏感，因此具有这种能力可以真正洞悉石油样品中这些化合物的存在。
GC-Alpha与市场上其他GC-MS有何不同？
GC-Alpha具有30,000的高分辨率能力，与当前的高分辨率GC-MS仪器的最新技术非常有竞争力。此外，该系统提供了EI，CI，PI和FI和高速数据采集的最广泛的电离方法。同样值得注意的是，该系统还提供直接插入探针（DIP），直接暴露探针（DEP）和现场解吸（FD）方法，用于直接分析无法蒸发用于GC分离的样品。基本上，这些选项允许您在进行GC-MS分析时进行另一种分析方法。
所有这些功能确实将GC-Alpha与市场上可用的其他系统区分开来，这对我们来说非常令人兴奋。我们真的很期待看到GC-Alpha在石油市场中继续增长，并看到该系统也继续扩展到其他市场。
关于Jeol USA，Inc。
自1949年以来，JEOL遗产一直是开发用于推进科学研究和技术的工具的杰出创新之一。JEOL在电子显微镜领域拥有70年的专业知识，质谱和NMR光谱的60多年以及超过50年的电子束光刻领导力领导。
关于约翰·戴恩
约翰于2006年毕业于科罗拉多州矿业学院，并获得了应用化学博士学位，重点是质谱法。之后，他在国家可再生能源实验室担任博士后职位，以研究生物柴油燃烧。
约翰（John）在2008年加入JEOL USA，Inc。，是一名MS应用化学家，支持所有MS产品线，其中包括GC-MS，GCXGC-MS，MALDI-MS和DART-MS。约翰于2020年10月晋升为MS产品经理。
他目前住在波士顿地区，尽可能享受户外活动。
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