Возможности применения метода гх-мс

ISSN 0868–5886 НАУЧНОЕ ПРИБОРОСТРОЕНИЕ, 2010, том 20, № 4, c. 36–49 
 
 МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ ДЛЯ БИОТЕХНОЛОГИИ 
36 
 
УДК 577.112.6: 613.6]+ 543.544 
 
В. Д. Гладилович, Е. П. Подольская 
ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА ГХ-МС 
(ОБЗОР) 
 
В обзоре рассмотрены возможности применения метода ГХ-МС (газовая хроматография—масс-спектро-
метрия). Описаны основы метода и области, в которых используется ГХ-МС. 
Кл. сл.: газовая хроматография—масс-спектрометрия, токсикологический анализ, пробоподготовка,
анализ нефти, анализ загрязнений окружающей среды, анализ пищевых продуктов 
ВВЕДЕНИЕ 
(Газовая хроматография—масс-спектрометрия) 
(ГХ-МС) — метод количественного и качествен-
ного анализа широкого круга соединений, откры-
вающий большие перспективы во многих облас-
тях, таких как токсикология, медицина, промыш-
ленность. ГХ-МС — комбинация двух мощных 
аналитических инструментов: газовой хромато-
графии, обеспечивающей высокоэффективное раз-
деление компонентов сложных смесей в газовой 
фазе, и масс-спектрометрии, позволяющей иден-
тифицировать как известные, так и неизвестные 
компоненты смеси. 
Варианты использования газового хроматогра-
фа в качестве системы разделения и ввода пробы в 
масс-спектрометр были предложены еще в конце 
50-х годов XX века [1, 2]. Исторически известны 
несколько типов интерфейсов ГХ-МС, однако в 
результате развития высокопроизводительной ва-
куумной техники и практически полного вытесне-
ния ГХ с насадочными колонками (с большими 
потоками газа-носителя) подавляющее большин-
ство производителей в настоящее время применя-
ет так называемый прямой ввод пробы, т. е. непо-
средственный вывод конца колонки в область ио-
низации масс-спектрометра [2]. Применяемый в 
качестве газа-носителя гелий является легким га-
зом, и избыток его легко удаляется вакуумной 
системой прибора.
ГХ-МС высокоспецифично характеризует ве-
щества по газохроматографическим индексам 
удерживания и масс-спектрам. Вещества с пере-
крывающимися 
хроматографическими 
пиками 
различают по их масс-спектрам. С другой сторо-
ны, изомеры с похожими или идентичными масс-
спектрами различают по индексам удерживания. 
Таким образом, ГХ и МС дополняют друг друга 
при анализе смесей. 
Сфера применения метода ГХ-МС определяет-
ся списком аналитов, которые могут быть разде-
лены методом газовой хроматографии. Это отно-
сительно низкомолекулярные и термически стой-
кие аналиты, несущественно распадающиеся при 
нагреве в инжекторе хроматографа и имеющие 
среднюю или низкую полярность. Для анализа со-
единений другого типа необходим альтернатив-
ный метод анализа, например ВЭЖХ-МС.
Наиболее распространенным вариантом ГХ-
МС был и остается анализ с применением иониза-
ции электронным ударом (ЭУ) [1]. При проведе-
нии скрининга спектры, полученные при норми-
рованных условиях ионизации (70 эВ), сравнива-
ются с библиотечными масс-спектрами. 
Для повышения селективности применяют аль-
тернативные методы ионизации, чаще всего — 
химическую ионизацию с детектированием поло-
жительных (ПХИ) или отрицательных ионов 
(ОХИ) [1]. К сожалению, стандартизация спектров 
ХИ затруднена и является в основном специфич-
ной для каждого прибора. Тем не менее воспроиз-
водимость спектров на конкретном приборе, как 
правило, удовлетворительна и позволяет успешно 
проводить качественный (по молекулярному иону) 
и количественный анализ конкретных компонен-
тов. ХИ редко применяется как скрининговый ме-
тод, чаще всего она используется для целевого оп-
ределения аналитов или их групп.
Зачастую для анализа методом газовой хрома-
тографии соединений, имеющих полярные группы 
ОН и NH, необходима стадия дериватизации. 
Обычно метаболиты большинства лекарственных 
и наркотических веществ имеют одну или не-
сколько полярных групп разной природы; это мо-
гут быть первичные и вторичные аминогруппы 
H
2
NR и HNRR, имеющие основные свойства раз-
ной силы, фенольные или спиртовые гидрокси-
группы, а также карбокси- и амидные группы, 
имеющие кислотные свойства разной силы. Наи-
более часто для анализа метаболитов применяется 

ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА ГХ-МС... 
НАУЧНОЕ ПРИБОРОСТРОЕНИЕ, 2010, том 20, № 4 
37 
ацетилирование уксусным ангидридом в присут-
ствии основного катализатора типа пиридина или 
триэтиламина [3]. При ацетилировании происхо-
дит этерификация первичных и вторичных ами-
нов, фенольных и спиртовых гидроксигрупп. Аце-
тилирование имеет ряд безусловных преимуществ: 
дешевизна реактивов, получение стабильных де-
риватов, отсутствие эффекта "привыкания" колон-
ки. Однако из одного соединения с несколькими – 
ОН-группами может образоваться несколько де-
риватов с непостоянным количеством продуктов 
реакции, в силу того что существует возможность 
побочных реакций отщепления воды у некоторых 
соединений под действием сильного водоотни-
мающего средства — уксусного ангидрида [3]. 
Алкилирование (метилирование, этилирование 
или пропилирование) обычно применяется для 
идентификации и количественного анализа ве-
ществ, имеющих NH- и ОН-группы кислотного 
характера или карбоксильные группы [4, 5]. Три-
метилсилильные (ТМС) эфиры легко гидролизу-
ются и нестабильны при хранении; кроме того, 
введение реагентов для получения ТМС-эфиров в 
колонку газового хроматографа при анализе ведет 
к ее "привыканию" [3]. Полифторированные реа-
генты (трифторуксусный, пентафторпропионовый 
и гептафтормасляный ангидриды) довольно доро-
ги и также относительно легко гидролизуются, что 
ограничивает их применение; кроме того, для 
производных этих реагентов в библиотеках масс-
спектров имеется очень мало справочных данных. 
Следует также отметить, что избыток реагентов 
после ацетилирования необходимо тщательно 
удалять, т. к. эти реагенты довольно реакционно-
способны и могут повредить жидкую фазу колон-
ки и металлические части масс-селективного де-
тектора. Для целей скрининга часто используется 
ацетилирование смесью уксусного ангидрида с 
безводным пиридином, т. к. это один из самых 
простых и технологичных способов дериватиза-
ции, который не требует особых мер предосто-
рожности, и его преимущества для серийных мас-
совых анализов намного превосходят его недос-
татки [3]. 
На сегодняшний день ГХ-МС находит свое 
применение в качестве аналитического метода при 
анализе нефти, нефтепродуктов, пищевых продук-
тов, загрязнений окружающей среды, в решении 
задач обеспечения безопасности, в медицине и 
токсикологии.