什麼是 GC-MS？
GC-MS 可用於研究液體、氣體或固體樣品。分析會從氣相層析開始，樣品在這裡會有效揮發至氣相，並利用以固定相 (液體或固體) 塗布的毛細管柱分離至其自身各種成分。化合物會由一惰性運載氣體 (如氦、氫或氮) 所驅動。隨著混合物的成分被分離開來，每種化合物會根據其沸點與極性，於不同時間自管柱溶析出來。溶析的時間被稱為化合物的滯留時間。GC 具解析複雜混合物或包含上百種化合物之樣品萃取物的能力。
各成分一旦離開 GC 管柱，它們便會由利用電子或化學離子化來源的氣相質譜儀離子化和碎片化。離子化分子和碎片隨之會加速通過儀器的質量分析器，其通常為四極桿或離子阱。在這裡，離子會根據其不同的質荷比 (m/z) 被分離。GC-MS 資料擷取可在全掃描模式下執行，以涵蓋大範圍的 m/z 質荷比，亦可在選擇離子監測 (SIM) 的模式下執行，以蒐集有關特定目標質量的資訊。
過程的最終幾個步驟會涉及離子偵測及分析，伴隨以其 m/z 質荷比作用出現的碎片離子。此時，波峰面積會與對應化合物之數量成比例。當一個複雜樣品由 GC-MS 分離時，其會在氣相層析圖上產生許多不同波峰，且每個波峰會產生一個獨特的質譜圖，可用於化合物鑑定。運用市面上廣泛提供之質譜資料庫，未知化合物和目標分析物可被鑑定與定量出來。
GC-MS 種類以及使用它們的時機
不同的分析工作需要不同的偵測能力。儘管氣相層析系統仍是一樣，依據不同程度的選擇性和靈敏度需求，不同類型的分析可能還是需要不同種類的質譜儀。
單四極桿 GC-MS
當氣相質譜與僅含有單一四極桿的質譜儀結合時，通常被簡稱為 GC-MS。GC-MS 相當適用於同時具備目標或非目標分析需求的每日樣品分析，因為這些系統可透過使用選定目標離子監測 (SIM) 或非目標全掃描擷取來操作。典型應用包括食品及環境樣品的農藥分析、生物檢體中的藥物濫用分析及水樣品中的揮發性有機化合物分析。
三段四極桿 GC-MS/MS
氣相層析與含有三段四極桿質譜儀系統結合時，被稱為 GC-MS/MS。三段四極桿 MS 能提供更高程度的選擇性，最適合有最高選擇性需求之分析。此常用於定量食品或環境污染物中的農藥。GC-MS/MS 系統一般在選擇性反應監測 (SRM) 模式下操作。SRM 的高度選擇性有助於降低背景離子的干擾，並產生高信噪比，以達到絕佳的偵測能力。
HRAM GC-MS/MS
為了在單一分析中，對發現物質、鑑定與定量具備高度信心，GC 系統可與高解析準確質量質譜儀 (HRAM) 結合以進行全面的樣品鑑定。這些 GC-MS/MS 系統提供了三段四極桿 GC-MS/MS 的定量能力，並結合了僅能由最靈敏且準確的質譜儀所提供之高精確度、全掃描 HRAM 功能。這些系統在同時需要準確目標分析及可靠未知化合物鑑定的應用需求下最為理想。
樣品前處理
將樣品引進氣相層析進行 GC-MS 分析前，通常需要將其與複雜且不乾淨的基質先分離開來。氣相層析前常會用到不同的手動和自動樣品萃取過程。這些過程會因樣品基質、所需選擇性程度和樣品初始乾淨度而有所不同。可透過 機械式自動進樣器進行自動化線上樣品前處理，將樣品注入 GC-MS，其能取代許多基本且較複雜的手動樣品處理操作。
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氣相層析管柱
GC 管柱代表氣相層析分析的固定相及分離工具。固定相確保不同化合物能適當分離，並於不同時間自管柱溶析。具不同固定相之不同種類管柱，具不同之用途，如判定揮發性有機化合物 (VOC) 或戴奧辛。它們可適用於分離極性或非極性化合物或以不同速度處理樣品。重要的是管柱不會釋出固定相化合物，藉此於產出的層析圖上提供最小背景訊號，有時被稱之為「低流失」。為避免不需要的樣品化學交互作用，GC 管柱材質的惰性也是應考量到的一個關鍵因素。
欲了解更多有關 Thermo Fisher Scientific 所提供的不同種類 GC 管柱，請瀏覽我們的氣相層析管柱頁面或下載我們的層析耗材目錄 – GC 管柱與配件。
GC-MS 應用
從偵測食物中潛在有毒化學物質到定量水中有機污染物或在石油加工過程中分析石油產物，GC-MS 可運用於各種用途之中。探索下面章節以了解最常使用這些系統進行之各種分析。
食品&飲料分析
整合 GC-MS 分析以確保我們食入食品及飲料之安全性及真偽。從農藥殘留偵測到成分鑑定，GC-MS 系統能為製造業者及法規單位提供有關食品供給安全性的無價資訊。
環境分析
GC-MS 為一項監測空氣中、水中及土壤中污染物的強大工具。特別是在定量揮發性有機化合物 (VOCs) 及半揮發性有機物 (SVOCs)、多氯聯苯 (PCBs)、有機氯農藥、溴化阻燃劑及多環芳香烴化物 (polycyclic aromatic hydrocarbon, PAHs)。
代謝體學
GC-MS 能為複雜的代謝體分析提供一部分精密的分析技術。其能讓研究人員更深入探索代謝體，並獲取全面涵蓋之代謝物，進而輔助植物、動物和微生物之初級和次級代謝物的研究。如下列應用所示，HRAM GC-MS 特別適用於具挑戰性之非目標代謝物鑑定。
石油及天然氣分析
C-MS 可於石油及天然氣測試工作流程的許多階段用到，藉以判定天然氣及天然氣凝析油的能源含量、CHA、SIMDIS、H2S/有機硫成分。此外，GC-MS 分析可用於煉油氣分析 (RGA) 和碳氫化合物詳細分析 (DHA)，偵測原油中的含氧化合物、芳香化合物、BTEX 化合物及 PAH。
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