不同類型的液相色譜儀與質譜儀的聯(lián)用-超臨界流體色譜 SFC-MS 聯(lián)接成功的例子始于1980 年前后,分析化學家對此曾寄予很大希望,認為當時流行的毛細管SFC ( ccSFC)與MS 連接應較LC-MS 容易。在隨后的發(fā)展中,SFC-MS 的氣體接口方式的許多問題未能滿意地解決,
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糖度計|而其它類型的接口也大大落后于LC-MS接口的發(fā)展,因此應用有限。故這里只做簡單介紹。
SFC 與MS 的聯(lián)結最常見的是低流速的直接流體接口(DFI)。它主要用于內徑小于0.1mm 的ccSFC 柱。DFI 設計的基本結構是在ccSFC柱后接上小孔或窄孔通道式的限流器( restrictor ,孔徑0.5μm到幾十μm )。限流器與質譜源相通,它的主要作用是維持SFC 柱內的高壓超臨界狀態(tài)。小量的超臨界流體(主要是CO2)沖出限流器小孔,在減壓下自由膨脹為氣體進入質譜源。此小流量的CO2一般在質譜的抽氣能力之內。增加額外的泵,在某些情況下有利質譜操作。分析物電離最常用的是EI / CI 。所得EI 譜圖受分析物與CO2離子進行電荷交換的影響,但一般仍可進行數(shù)據(jù)庫檢索。CI的反應氣體,可來自CO2本身或極性附加成分,也可直接引入離子源。
當超臨界流體在限流器出口迅速膨脹為氣體時,會引起溫度和溶解力的大幅度降低,導致溶質析出和聚集。限流器的設計、溫度和其它操作參數(shù)的控制對接口的堵塞、分析物的輸送效率(特別是揮發(fā)度低、易熱分解的化合物和大分子),以及質譜的操作都有重要影響。
總的來講,ccSFC-MS 并未普遍使用。除了EI 和CI 等質譜本身的局限外,有些問題是與ccSFC 和限流器接口直接有關的。ccSFC 的進樣體積一般在100nl以下,為了適應DFI-MS 的靈敏度,多數(shù)分析對象的進樣濃度要在〔(50~100)×10-6(50~100ppm)〕。程序升壓是ccSFC 的主要分離手段,但它會引起質譜源的壓力波動。當主要分析物,特別是難分對或高分子化合物流出分離柱時,往往是SFC 壓力升高之時。在EI 的情況下,這會引起質譜靈敏度、分辨率、線性范圍和重現(xiàn)性降低。相比之下CI較EI 有利,因離子源壓力的增加一般對CI電離效率有正面作用。程序升壓對離子源壓力要求苛刻的sMS 、ICRMS 、ITMS 影響更為突出。限流器小孔的經(jīng)常堵塞是另一個令人十分困擾的難題。但一般來講,ccSFC-FID(火焰離子鑒定器)所檢測到的化合物,大多可得到ccSFC-DFI-MS的分析結果。
近年來在SFC 領域中,填充柱(pcSFC)的應用日益增長,對SFC-MS 的聯(lián)結方式有很大影響。首先進樣體積的增加可降低對進樣濃度的要求。在pcSFC 中,更多地采用了多元流動相體系,通過改變流動相組成來完成層析分離。這使得柱后壓力波動減小,有利于質譜分析。pcSFC-MS 屬于高流速連接,限流器的堵塞有緩解。如仍采用DLI 的氣體連接法,要增加離子源泵的抽氣能力。由于pcSFC 與LC-MS 更相似,且近年來LC-MS 接口有重大發(fā)展,因此pcSFC-MS 較多地采用LC-MS 的接日方式,已報道的包括MB 、TS 和PB 。但它們的應用還在實驗室的嘗試階段。相當大的原因是受這些LC-MS 接口本身的限制。近年來迅速發(fā)展起來的API 是LC-MS 接口研究的一項重大突破,可能會給SFC-MS 帶來新的活力。目前SFC-API-MS 仍在最初的研究階段。
迄今為止,SFC-MS 主要用作GC-MS 和LC-MS 的補充手段,分析一些由于揮發(fā)性、熱穩(wěn)定性、溶解度、或分離度等因素而既不適于GC 分離,又不適于LC 分析的混合物。較多的應用是在石油和高分子化學領域。SFC-MS 的強項是分析非極性或中等極性的化合物。典型的應用實例包括高聚物(分子量可達7000Da),非離子型表面活性劑,多環(huán)芳烴及衍生物,脂肪酸酯,某些農藥和環(huán)保有關的化合物。有些與生化有關化合物(或通過它們衍生物)分析的實例也有報道。