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氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀在農(nóng)業(yè)及食品安全、醫(yī)藥行業(yè)、香精香料行業(yè)、石油化工、紡織品行業(yè)、電子行業(yè)以及環(huán)保行業(yè)得到了非常廣泛的應(yīng)用。氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀能夠用來檢測紡織品行業(yè)中的有害物質(zhì)和分析香精香料香氣成分、農(nóng)殘、獸殘、藥殘以及環(huán)境中有機污染物（空氣、水質(zhì)、土壤中污染）。
色譜部分、質(zhì)譜部分和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為GC-MS主要的三個組成部分。色譜部分與通常的色譜儀大體上一致，柱箱、汽化室和載氣系統(tǒng)均包含其中，分流/不分流進樣系統(tǒng)，程序升溫系統(tǒng)、壓力、流量自動控制系統(tǒng)等也均帶有，色譜檢測器通常不再有，而是對質(zhì)譜儀加以利用，使其成為色譜的檢測器。在色譜部分，在合適的色譜條件下，混合樣被分離成單個組分，之后進入質(zhì)譜儀進行鑒定。
質(zhì)譜儀需要在高真空環(huán)境下工作，而色譜儀在常壓下就可以工作。所以，若填充柱為色譜儀所使用，那么分子分離器必須在經(jīng)過一種接口裝置一個，去除色譜載氣，使得樣品氣往質(zhì)譜儀中進入，若毛細管柱為色譜儀所使用，那么就能夠直接往質(zhì)譜儀離子源插入毛細管，由于毛細管載氣流量遠遠小于填充柱流量，質(zhì)譜儀真空不會被破壞。
質(zhì)譜儀部分可以為磁式質(zhì)譜儀、四極質(zhì)譜儀，也可以為飛行時間質(zhì)譜儀和離子阱。四極質(zhì)譜儀為目前為止使用Z多的。EI源和CI源為主要的離子源。
計算機系統(tǒng)為GC-MS的另外一個組成部分，因為計算機技術(shù)的提高，主要由計算機來對GC-MS進行控制與操作，利用標準樣品校準質(zhì)譜儀對色譜和質(zhì)譜的工作條件進行設(shè)置，收集和處理數(shù)據(jù)，以及檢索庫等均包含于這些操作當(dāng)中。如此，當(dāng)一個混合物樣品進入色譜儀后，在合適的色譜條件下，被分離成單一組成并逐一進入質(zhì)譜儀，具有樣品信息的離子經(jīng)離子源電離被得到，再經(jīng)分析器、檢測器就能夠使每個化合物的質(zhì)譜得到。通過計算機儲存這些信息，混合物的色譜圖、單一組分的質(zhì)譜圖和質(zhì)譜的檢索結(jié)果等能夠獲得。按照色譜圖還能夠進行定量分析。所以GC-MS為有機物定性、定量分析的有力工具。
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