1、第四章第四章 生物标志化合物生物标志化合物 生物标志化合物（生物标志化合物（BiomarkerBiomarker，Biological Biological markers,Biological fossils,molecular markers,Biological fossils,molecular fossils.fossils.），也称为分子化石，它是存在于岩石），也称为分子化石，它是存在于岩石和沉积物中的一类复杂有机化合物，是石油源于和沉积物中的一类复杂有机化合物，是石油源于有机体的一种重要信息。有机体的一种重要信息。生物标志化合物的研究有助于加深人们对有生物标志化合物的研究有助于加
2、深人们对有机沉积环境、有机母源特征及有机质的演化特征机沉积环境、有机母源特征及有机质的演化特征的认识，同时也是油源对比、油气运移研究不可的认识，同时也是油源对比、油气运移研究不可缺少的手段，因而是油气地球化学研究的又一重缺少的手段，因而是油气地球化学研究的又一重要内容。要内容。第一节第一节 基本概念基本概念 一、生物标志化合物的概念及形成一、生物标志化合物的概念及形成 生物标志化合物生物标志化合物二、生物标志化合物的研究意义二、生物标志化合物的研究意义 三、生物标志化合物的分析三、生物标志化合物的分析 第一节第一节 基本概念基本概念 一、生物标志化合物的概念及形成一、生物标志化合物的概念及形成
3、 生物标志化合物：生物标志化合物：是沉积物（岩）、原油、是沉积物（岩）、原油、油页岩和煤中那些来源于生物体，在有机质油页岩和煤中那些来源于生物体，在有机质演化过程中具有一定稳定性，没有或很少发演化过程中具有一定稳定性，没有或很少发生变化，基本保存了原始生化组分的碳骨架，生变化，基本保存了原始生化组分的碳骨架，记载了原始生物母质特殊分子结构信息的有记载了原始生物母质特殊分子结构信息的有机化合物。机化合物。生物标志化合物从何而来？生物标志化合物从何而来？生物标志化合物生物标志化合物 一般具有明显的结构特征和较高的分子量。它们可一般具有明显的结构特征和较高的分子量。它们可以是直接来自于继承的生物类脂
4、组分，也可以是结合于以是直接来自于继承的生物类脂组分，也可以是结合于或吸附于干酪根中的类脂化合物，在生油早期阶段从干或吸附于干酪根中的类脂化合物，在生油早期阶段从干酪根主结构中完整脱落下来的有机分子。酪根主结构中完整脱落下来的有机分子。沉积有机质在成岩作用沉积有机质在成岩作用阶段演化的产物阶段演化的产物不溶于有机溶剂的干酪根不溶于有机溶剂的干酪根生物体中原生烃及其它类生物体中原生烃及其它类脂化合物的游离分子脂化合物的游离分子（生（生物标志化合物）物标志化合物）v正构烷烃正构烷烃v无环类异戊二烯烷烃无环类异戊二烯烷烃v二环四环异戊二烯烷烃二环四环异戊二烯烷烃v藿烷系列藿烷系列v甾烷甾烷v芳香烃芳
5、香烃v含氮化合物、卟啉含氮化合物、卟啉生物标志物的类别生物标志物的类别一、生物标志化合物的概念及形成一、生物标志化合物的概念及形成 二、生物标志化合物的研究意义二、生物标志化合物的研究意义 三、生物标志化合物的分析三、生物标志化合物的分析 第一节第一节 基本概念基本概念 二、生物标志化合物的研究意义二、生物标志化合物的研究意义 生物标志化合物在有机质热演化过程中：生物标志化合物在有机质热演化过程中：一方面在各种作用下，发生一定的结构变化，一方面在各种作用下，发生一定的结构变化，以达到热力学上的稳定性。以达到热力学上的稳定性。这些变化包括失去不这些变化包括失去不稳定的官能团，不饱和的链加氢变为饱
6、和的结构，稳定的官能团，不饱和的链加氢变为饱和的结构，发生芳构化以及异构化和分子的重排等。发生芳构化以及异构化和分子的重排等。另一方面仍然保留其母体基本碳骨架另一方面仍然保留其母体基本碳骨架结构上的结构上的“变异性变异性”使其能够用于追溯有使其能够用于追溯有机质的演化历程。机质的演化历程。正是这种结构上的继承性使其具有标志正是这种结构上的继承性使其具有标志有机质来源及沉积环境的作用。有机质来源及沉积环境的作用。油源对比油源对比:为原油及其油源岩的成因联系、油为原油及其油源岩的成因联系、油-油、油、气气-油、气油、气-岩成因联系提供一系列参数岩成因联系提供一系列参数 和指标。和指标。是含油气系统
7、、油气成藏机理研究的重要内容是含油气系统、油气成藏机理研究的重要内容.恢复沉积环境：恢复沉积环境：不同环境有不同的生物组合、不不同环境有不同的生物组合、不 同的生物标志物，利用原油或烃同的生物标志物，利用原油或烃 源岩中生物标志物组成特征，可源岩中生物标志物组成特征，可 以查明烃源岩及其盆地沉积环境以查明烃源岩及其盆地沉积环境 特征。特征。油气运移提供证据：油气运移提供证据：烃源岩和疏导层对油气烃源岩和疏导层对油气运移起到色层效应，利用这种效应可以追溯运移起到色层效应，利用这种效应可以追溯油气运移路径和方向。油气运移路径和方向。研究原油生物降解程度：研究原油生物降解程度：成藏以后油藏进入成藏以
8、后油藏进入细菌活动带，细菌会选择性地破坏一些生物细菌活动带，细菌会选择性地破坏一些生物标志物，通过检测生物标志物被细菌降解的标志物，通过检测生物标志物被细菌降解的情况，可以确定油藏形成以后演化的历史。情况，可以确定油藏形成以后演化的历史。第一节第一节 基本概念基本概念 一、生物标志化合物的概念及形成一、生物标志化合物的概念及形成 生物标志化合物生物标志化合物二、生物标志化合物的研究意义二、生物标志化合物的研究意义 三、生物标志化合物的分析三、生物标志化合物的分析 原油及烃源岩样品分析流程原油及烃源岩样品分析流程三、生物标志化合物的分析三、生物标志化合物的分析 沉积岩可溶有机质抽提装置沉积岩可溶
9、有机质抽提装置可溶有机质：可溶有机质：沉积物沉积物(岩岩)中可以被有机溶剂中可以被有机溶剂淬取淬取(抽提抽提)出来的吸附或残留在岩石中的有机质。出来的吸附或残留在岩石中的有机质。1.1.岩石中可溶有机质抽提岩石中可溶有机质抽提索氏抽提法索氏抽提法 近些年来，相继出现了超声抽提、搅拌抽提、气体近些年来，相继出现了超声抽提、搅拌抽提、气体加压抽提等一系列新的抽提装置和方法。但是还没有推加压抽提等一系列新的抽提装置和方法。但是还没有推广使用，目前较普遍的仍是索氏抽提法。广使用，目前较普遍的仍是索氏抽提法。用氯仿抽提岩石中的可溶有机质，其萃取物用氯仿抽提岩石中的可溶有机质，其萃取物称称氯仿沥青氯仿沥青
10、。样品制备样品制备（1 1）将岩心外层有污染部分剥离掉，在低于）将岩心外层有污染部分剥离掉，在低于50 50 下烘干。下烘干。（2 2）样品粉碎至粒径在）样品粉碎至粒径在40-8040-80目，碎样机温度应小于目，碎样机温度应小于50 50 分析步骤分析步骤（1 1）称取）称取100-500g100-500g样品，装入经过氯仿抽提的样品，装入经过氯仿抽提的滤纸筒中，包好后置于抽提器中，纸筒不得超过滤纸筒中，包好后置于抽提器中，纸筒不得超过虹吸管高度。虹吸管高度。（2 2）在抽提器底瓶中，加入不超过）在抽提器底瓶中，加入不超过2/32/3容积的氯容积的氯仿，在仿，在 75-8275-82水浴或电
11、热套中抽提，每水浴或电热套中抽提，每25-25-30min30min回流一次。回流一次。（3 3）一般样品的抽提时间在）一般样品的抽提时间在60h60h以上，荧光检查以上，荧光检查样品在三级以下方为合格。样品在三级以下方为合格。（4 4）抽提前将少量铜片放入底瓶，供脱硫用。）抽提前将少量铜片放入底瓶，供脱硫用。（5 5）浓缩温度应低于）浓缩温度应低于4040计算计算M=mG1-G2100%式中式中 M M氯仿沥青百分含量，氯仿沥青百分含量，%G G1 1容器加氯仿沥青量，容器加氯仿沥青量，g g G G2 2容器重量，容器重量，g g m m样品量，样品量，g gq族组分分离测定族组分分离测定
12、族组分族组分系指原油或岩石氯仿沥青系指原油或岩石氯仿沥青中饱和烃、芳中饱和烃、芳烃、非烃及沥青质烃、非烃及沥青质的组成。的组成。总烃总烃指原油或氯仿沥青中饱和烃和芳烃之和。指原油或氯仿沥青中饱和烃和芳烃之和。族组分分离测定方法：族组分分离测定方法：柱色层法族组分分离测定柱色层法族组分分离测定液相色谱法族组分分离测定液相色谱法族组分分离测定棒状薄层色谱法族组分分离测定棒状薄层色谱法族组分分离测定最常用最常用的方法的方法柱层析法族组分分离测定方法柱层析法族组分分离测定方法（一）沉淀沥青质（一）沉淀沥青质 称取称取0.02-0.05g0.02-0.05g氯仿沥青或原油样品（需脱氯仿沥青或原油样品（需
13、脱水，水，4040在真空度为在真空度为5.335.3310104 4PaPa下恒重），放下恒重），放入入50ml50ml具塞三角瓶中，加入具塞三角瓶中，加入30ml30ml正己烷（有的实正己烷（有的实验室用验室用30-6030-60石油醚）摇匀，静置过夜，使沥石油醚）摇匀，静置过夜，使沥青质沉淀。青质沉淀。（二）饱和烃、芳烃及胶质分离和测定（二）饱和烃、芳烃及胶质分离和测定1.1.装置及化学试剂装置及化学试剂 吸附柱内径为吸附柱内径为1012mm1012mm；氧化铝与硅胶为氧化铝与硅胶为0.15mm0.15mm粒粒径；正己烷、苯和无水乙径；正己烷、苯和无水乙醇（分析纯）。醇（分析纯）。2.2.
14、柱色层分离条件柱色层分离条件（1 1）氧化铝与硅胶比为）氧化铝与硅胶比为4:64:6，吸附剂用量为样品量，吸附剂用量为样品量的的150 200150 200倍。吸附剂填倍。吸附剂填充的松紧要合适，流速在充的松紧要合适，流速在每分钟每分钟4040滴左右。滴左右。硅胶硅胶氧化铝氧化铝脱脂棉脱脂棉脱脂棉脱脂棉硅胶硅胶氧化铝氧化铝脱脂棉脱脂棉脱脂棉脱脂棉（2 2）冲洗剂与样品比例）冲洗剂与样品比例为为1:15001:1500；v用正己烷冲洗饱和烃用正己烷冲洗饱和烃v用苯冲洗芳烃用苯冲洗芳烃v酒苯（苯酒苯（苯:无水乙醇无水乙醇1:11:1）冲）冲洗非烃（胶质）。洗非烃（胶质）。M(%)=W1W100%式
15、中式中 M%各组分百分量各组分百分量 W1各组分质量各组分质量 W样品质量样品质量3.3.族组分计算族组分计算（3 3）用蒸馏法去除溶剂，用万分之一天平称重。）用蒸馏法去除溶剂，用万分之一天平称重。2.色谱技术色谱技术（Chromatography）色谱法是俄国植物学家茨维特于色谱法是俄国植物学家茨维特于19061906年首年首先提出的。他将植物色素的石油醚萃取液倒入先提出的。他将植物色素的石油醚萃取液倒入装有装有CaCOCaCO3 3吸附剂的竖直玻璃管中，再加入纯石吸附剂的竖直玻璃管中，再加入纯石油醚任其流下，结果在管内形成不同颜色的谱油醚任其流下，结果在管内形成不同颜色的谱带，溶液中的不同
16、色素得到了分离。带，溶液中的不同色素得到了分离。“色谱色谱”一词由此得名。后来这种方法逐渐用于无色物一词由此得名。后来这种方法逐渐用于无色物质的分离，但色谱一词却沿袭使用下来。质的分离，但色谱一词却沿袭使用下来。目前是将原油、氯仿沥青等混合物目前是将原油、氯仿沥青等混合物分离成单个化合物从而进行鉴定的主要分离成单个化合物从而进行鉴定的主要技术。技术。（1 1）色谱技术原理）色谱技术原理利用流动的稳定流体带着待分离样品利用流动的稳定流体带着待分离样品在装有吸附剂的细管中流动，使混合物在在装有吸附剂的细管中流动，使混合物在流动过程中不断吸附解吸，流动过程中不断吸附解吸，最终分子结最终分子结构简单、
17、分子量小的组分先从色谱柱出口构简单、分子量小的组分先从色谱柱出口流出，分子结构复杂、分子量大的组分后流出，分子结构复杂、分子量大的组分后从色谱柱口流出，达到对混合样品的分离从色谱柱口流出，达到对混合样品的分离作用。作用。再利用检测仪器进行检测。再利用检测仪器进行检测。色谱法的类型：色谱法的类型：通常依据色谱分析中具有通常依据色谱分析中具有大比表面积的固定相和携带待分离混合物的流大比表面积的固定相和携带待分离混合物的流动相的状态，分为四种类型：动相的状态，分为四种类型：气体为流动相，固体为固定相的气体为流动相，固体为固定相的气固色谱；气固色谱；气体为流动相，液体为固定相的气体为流动相，液体为固定
18、相的气液色谱；气液色谱；液体为流动相，固体为固定相的液体为流动相，固体为固定相的液固色谱；液固色谱；液体为流动相，液体为固定相的液体为流动相，液体为固定相的液液色谱。液液色谱。常用常用（GC）气相色谱仪基本设备可分做气路系统、气相色谱仪基本设备可分做气路系统、进样系统、分离系统、检测和放大记录系进样系统、分离系统、检测和放大记录系统以及温度控制系统。统以及温度控制系统。气相色谱常用难挥发的高沸点固定液或气相色谱常用难挥发的高沸点固定液或固体吸附剂作为固定相。固体吸附剂作为固定相。用氮、氢、氦等气体作为载气，携带溶用氮、氢、氦等气体作为载气，携带溶质作为流动相。质作为流动相。v气相色谱流程及组成
19、气相色谱流程及组成 （1 1）气路系统：气路系统：主要由载气和检测器用的助燃气、燃主要由载气和检测器用的助燃气、燃气等气路组成。气等气路组成。（2 2）分离系统：分离系统：主要有进样器、柱箱及色谱柱，控温主要有进样器、柱箱及色谱柱，控温系统及电气控制单元。系统及电气控制单元。（3 3）检测、纪录及数据处理系统：检测、纪录及数据处理系统：包括检测器，以及包括检测器，以及控温单元、放大器、记录仪、积分仪或微处理机等。控温单元、放大器、记录仪、积分仪或微处理机等。（2）仪器结构）仪器结构载气气源减压阀净化气气流调节阀转子流量计气化室进样放空检测器记录器色谱柱恒温箱放大器气气相相色色谱谱仪仪器器示示意
20、意图图 色谱柱色谱柱是气相色谱的心脏，它是一细长的毛细柱（一是气相色谱的心脏，它是一细长的毛细柱（一般直径般直径0.25mm0.25mm，长一般大于，长一般大于40m40m，高级毛细柱的质地一般为，高级毛细柱的质地一般为弹性熔融石英毛细柱），固定相位于其内壁。弹性熔融石英毛细柱），固定相位于其内壁。（3）气相色谱图）气相色谱图色谱图横坐标为保留时间，纵坐标是检测信号的幅值，色谱图横坐标为保留时间，纵坐标是检测信号的幅值，反映了反映了 检测物质含量。检测物质含量。如果混合物中诸组分完全分离开了，而且各个组分在如果混合物中诸组分完全分离开了，而且各个组分在检测器上检测器上 都有反应，色谱图上每一个
21、峰代表一种纯物质，都有反应，色谱图上每一个峰代表一种纯物质，色谱峰所包围色谱峰所包围 的面积就是该物质的相对含量。的面积就是该物质的相对含量。从色谱柱先后流出的化合物被检测记录就得从色谱柱先后流出的化合物被检测记录就得到了色谱图。到了色谱图。表征色谱峰的重要参数是保留时间表征色谱峰的重要参数是保留时间(指样品组指样品组分从进样经过色谱柱到检测器所用时间。分从进样经过色谱柱到检测器所用时间。实验结果表明保留时间值随分子结构或性质实验结果表明保留时间值随分子结构或性质变化。正构烷烃同系物中碳数越大保留值越大；变化。正构烷烃同系物中碳数越大保留值越大；异构烷烃沸点越高，保留值越大。异构烷烃沸点越高，
22、保留值越大。石油烷烃组分的气相色谱图石油烷烃组分的气相色谱图 质谱法（质谱法（mass spectrometrymass spectrometry）是通过研究分子量和离子化的分子碎是通过研究分子量和离子化的分子碎片来认识分子结构的一种现代分析技木。片来认识分子结构的一种现代分析技木。3.质谱法质谱法（mass spectrometry）MS色谱的优点是将同类化合物分离开；色谱的优点是将同类化合物分离开；色谱的缺点是不能鉴定未知化合物。色谱的缺点是不能鉴定未知化合物。以高能电子将单个分子击碎，用碎片以高能电子将单个分子击碎，用碎片的质量组成特征，推测分子的结构组成和的质量组成特征，推测分子的结构
23、组成和分子量，以达到分子鉴定的目的。分子量，以达到分子鉴定的目的。（1）质谱分析原理）质谱分析原理经过经过GCGC的有机化合物被气化；的有机化合物被气化；进入进入MSMS的接口时受到能量较高的的接口时受到能量较高的(10-70eV)(10-70eV)电子束轰击；电子束轰击；分子失去一个外层电子变成带正电荷的分子离子分子失去一个外层电子变成带正电荷的分子离子(M(M+)。一般有机化合物分一般有机化合物分子电离成分子离子所需要的能量为子电离成分子离子所需要的能量为7 715eV15eV。常用质谱仪电子束的能量远大于有机分子的电离势，。常用质谱仪电子束的能量远大于有机分子的电离势，为为505070e
24、V70eV。这样多余的能量可以继续使分子离子裂解为稳。这样多余的能量可以继续使分子离子裂解为稳定的质量较小的正离子和一些中性碎片。定的质量较小的正离子和一些中性碎片。形成分子离子形成分子离子M+形成多个碎片离子形成多个碎片离子A+和中性碎片和中性碎片BeMeM2)(电子束轰击分子eBAeM2电子束轰击每一类化合物的碎裂有相似的规律，即有相每一类化合物的碎裂有相似的规律，即有相同的碎片。同的碎片。因此，可以用它可以鉴定混合在一起的多种因此，可以用它可以鉴定混合在一起的多种同系物分子的结构。同系物分子的结构。（2）仪器及检测过程）仪器及检测过程典型的分析用质谱仪主要由四个部分组成，即：典型的分析用
25、质谱仪主要由四个部分组成，即：试样注入系统；试样注入系统；离子源离子源静电加速系统；静电加速系统；检测器和记录系统检测器和记录系统质谱仪主要部件示意图质谱仪主要部件示意图 质谱仪中离子源是最重要的组成部分。质谱仪中离子源是最重要的组成部分。常用的电子轰击型离子源是由发热的钨丝产生的电子常用的电子轰击型离子源是由发热的钨丝产生的电子流轰击试样分子，使其中相当大的一部分离子化，产生流轰击试样分子，使其中相当大的一部分离子化，产生以正离子为主的离子流。以正离子为主的离子流。利用几百到几千伏高压电场使正离子加速。利用几百到几千伏高压电场使正离子加速。正离子束在质量分析器中受到磁场正离子束在质量分析器中
26、受到磁场H H作用，它将依作用，它将依m/em/e（质荷比即质量与电荷的比值）的大小分离。（质荷比即质量与电荷的比值）的大小分离。质荷比大的离子轨道弯曲半径大，相同质荷比的离子质荷比大的离子轨道弯曲半径大，相同质荷比的离子偏转程度相同。偏转程度相同。通过改变粒子速度或场强，质量分析器就将不同质荷通过改变粒子速度或场强，质量分析器就将不同质荷比的正离子分离开来，它们依次被收集、放大并按比的正离子分离开来，它们依次被收集、放大并按m/em/e大小记录下来为质谱图。大小记录下来为质谱图。（3 3）质谱图的初步判读）质谱图的初步判读 分子在高能量电子束的轰击下可以形成各种分子在高能量电子束的轰击下可以
27、形成各种不同质量的碎片，表现为质谱图上的峰，这些峰不同质量的碎片，表现为质谱图上的峰，这些峰的位置和相对强度与分子的结构组成和含量有关。的位置和相对强度与分子的结构组成和含量有关。通过对大量分子质谱的研究，目前对分子碎片化通过对大量分子质谱的研究，目前对分子碎片化的机理有了更多的认识。根据分子碎片的形成机的机理有了更多的认识。根据分子碎片的形成机理及特征，可将质谱峰分为理及特征，可将质谱峰分为分子离子峰、碎片离分子离子峰、碎片离子峰、亚稳峰、同位素峰等子峰、亚稳峰、同位素峰等。C29D-单芳单芳8，14-断藿烷的质谱图断藿烷的质谱图 在质谱图中对应于在质谱图中对应于分子离子的峰为分子离分子离子
28、的峰为分子离子蜂或母峰，一般位于子蜂或母峰，一般位于谱图中谱图中m/em/e最高的位置，最高的位置，也即最后位置。因为正也即最后位置。因为正离子电荷常为，所以离子电荷常为，所以分子离子蜂的质荷比值分子离子蜂的质荷比值即为该化合物的分子量，即为该化合物的分子量，这就为鉴定有机化合物这就为鉴定有机化合物提供了重要依据。高灵提供了重要依据。高灵敏度的质谱仪可以区分敏度的质谱仪可以区分质量数差值小于质量数差值小于0.10.1的的化合物。化合物。1 1）分子离子峰）分子离子峰 分子离子峰的强度与分子离子峰的强度与化合物结构有关。如果分化合物结构有关。如果分子结构较稳定，则分子离子结构较稳定，则分子离子蜂
29、强度较大，其它的碎子蜂强度较大，其它的碎片峰则不发育，如环状结片峰则不发育，如环状结构化合物的分子离子蜂较构化合物的分子离子蜂较强，而一些链状结构的化强，而一些链状结构的化合物质谱图中分子离子峰合物质谱图中分子离子峰很弱，碎片峰强度大。此很弱，碎片峰强度大。此外，为了得到较好的分子外，为了得到较好的分子离子蜂可以降低电离电压。离子蜂可以降低电离电压。峰值最高，对应离峰值最高，对应离子浓度最大的蜂是基峰。子浓度最大的蜂是基峰。将该峰值定为将该峰值定为100100，其它，其它离子的峰与基峰相比所离子的峰与基峰相比所得的百分数叫做相对丰得的百分数叫做相对丰度，质谱图上横坐标为度，质谱图上横坐标为质荷
30、比质荷比m/em/e，纵坐标为相，纵坐标为相对丰度。对丰度。2 2）基蜂）基蜂 各类化合物的分于各类化合物的分于离子裂解成不同的碎片离子裂解成不同的碎片具有一定的规律性，它具有一定的规律性，它取决于化合物的结构和取决于化合物的结构和键的强度。化合物分子键的强度。化合物分子具有其特征碎片蜂，不具有其特征碎片蜂，不会有两种分子在受电子会有两种分子在受电子轰击时会以完全相同的轰击时会以完全相同的方式碎片化，因此化合方式碎片化，因此化合物的质谱可以成为结构物的质谱可以成为结构鉴定的指纹鉴定的指纹 3 3）碎片离子蜂）碎片离子蜂生物标志化合物生物标志化合物 碎片离子碎片离子 m/z m/z 无环的异戊二
31、烯烃无环的异戊二烯烃 二环倍半萜二环倍半萜 三环萜烷三环萜烷 四环萜烷四环萜烷 五环三萜五环三萜 2525-降藿烷降藿烷 2 2-/3/3-甲基藿烷甲基藿烷 8 8，1414-断藿烷断藿烷 苯并藿烷苯并藿烷 D D-单芳单芳 8 8，1414-断藿烷断藿烷 甾烷甾烷 单芳甾烃单芳甾烃 三芳甾烃三芳甾烃 113113，183183 123123 191191 191191 191191 177177 205205 123123 191191 159159，365365 217217 253253 231231 一些常见生物标志化合物的特征碎片离子一些常见生物标志化合物的特征碎片离子 4 4）同位
32、素蜂）同位素蜂 有机化合物一般含有有机化合物一般含有C C、H H、O O、N N、S S、ClCl、BrBr等元素，等元素，这些元素都有其稳定同位素。因此，在质谱上会出现由不同这些元素都有其稳定同位素。因此，在质谱上会出现由不同质量的同位素形成的离子峰（主要是分子离子峰）。质量的同位素形成的离子峰（主要是分子离子峰）。如前所述，色谱法的特点是高分辨能力，质谱法的特如前所述，色谱法的特点是高分辨能力，质谱法的特点是高鉴别能力，因此，将两个仪器连接在一起即色质联点是高鉴别能力，因此，将两个仪器连接在一起即色质联机（机（GC-MSGC-MS），用色谱仪作为分离器、质谱仪作为鉴定器），用色谱仪作为分
33、离器、质谱仪作为鉴定器便可发挥两个仪器的长处，甚至还可以得到两种方法单独便可发挥两个仪器的长处，甚至还可以得到两种方法单独使用时无法获取的信息。使用时无法获取的信息。4色谱质谱联用技术色谱质谱（色谱质谱（GC-MSGC-MS）分析是在分子结构或分子级水）分析是在分子结构或分子级水平上研究地质作用是高科技用于地质研究的具体体现。平上研究地质作用是高科技用于地质研究的具体体现。目前色谱质谱分析在许多领域均有应用。目前色谱质谱分析在许多领域均有应用。小型化、自动化简单化是小型化、自动化简单化是GCGCMSMS发展方向。发展方向。（1）GC-MS分析得到的成果分析得到的成果总离子流图：总离子流图：按到
34、达检测器的离子先后、数量多少排列出的谱图按到达检测器的离子先后、数量多少排列出的谱图 (TIC(TIC图图)该图与色谱图基本一样。该图与色谱图基本一样。石油的石油的TICTIC和和GCGC图十分相图十分相似，可以用于检查样品的分离情况和信号强弱，并且相互似，可以用于检查样品的分离情况和信号强弱，并且相互验证，互为补充。验证，互为补充。质谱图：质谱图：将每一次扫描的记录，应用质荷比对检测器响应值作将每一次扫描的记录，应用质荷比对检测器响应值作图，就可以得到由色谱分离的某一种化合物的质谱图。图，就可以得到由色谱分离的某一种化合物的质谱图。质量色谱图：质量色谱图：将所有扫描的记录分别在质荷比一定的情
35、况下，应用将所有扫描的记录分别在质荷比一定的情况下，应用保留时间（或扫描数）对响应值作图，得到的就是反应具保留时间（或扫描数）对响应值作图，得到的就是反应具有不同分子量或构型的一系列化合物的质量色谱图。有不同分子量或构型的一系列化合物的质量色谱图。用于用于对系列化合物的鉴定和分析。对系列化合物的鉴定和分析。用于鉴定分子的分子量以及用于推断结构。理想情用于鉴定分子的分子量以及用于推断结构。理想情形，每一个形，每一个GCGC峰只表示一种已分离的纯的化合物，它只峰只表示一种已分离的纯的化合物，它只有惟一的一张质谱图可用于鉴别。有惟一的一张质谱图可用于鉴别。质谱扫描分析原理的三维图解质谱扫描分析原理的三维图解（2）GCMS谱图的初步判读谱图的初步判读TIC图图m/z=217质量色谱图质量色谱图5(H)-胆甾烷质谱图胆甾烷质谱图质谱图质谱图棒图棒图
