小分子质谱仪-小分子质谱与热重分析（TGA）联用技术的核心原理及典型应用
一、联用技术核心原理与优势
- TGA 功能：精准追踪样品在程序升温（或恒温）过程中的质量变化（失重 / 增重），记录热解 / 分解的温度区间与速率；
- 质谱功能：实时捕获 TGA 过程中逸出的小分子气体（如 CO₂、VOCs、裂解产物），通过质荷比（m/z）定性 / 定量分析组分；
联用核心价值：将 “质量变化数据” 与 “气体成分数据” 关联，明确 “何时分解（TGA 温度）- 分解出什么（质谱组分）- 分解量多少（两者定量关联）”，填补传统 TGA 无法识别气体成分、单独质谱缺乏热行为背景的技术空白。
二、典型应用场景
1. 环境样品热解机制研究
- 沉积物 / 土壤有机质：通过 TGA-MS 联用，识别 200~300℃（轻组分挥发）、300~600℃（纤维素 / 木质素裂解）、600~800℃（难降解有机质碳化）三个阶段，对应检出 CH₄（m/z 16）、CO₂（m/z 44）、苯系物（m/z 78、92），为碳循环评估提供数据；
- 塑料污染降解：分析微塑料（如 PET）在不同温度下的分解行为，400~500℃检出对苯二甲酸（m/z 166）、乙二醇（m/z 46），明确降解关键温度与产物毒性。
2. 材料领域质量控制
- 聚合物热稳定性评估：对比不同配方塑料的 TGA 失重曲线与质谱产物，如 PVC 在 200~300℃失重对应 HCl（m/z 36.5）释放，可快速筛选抗热解添加剂；
- 催化剂性能测试：监测催化剂存在下的样品热解，如煤在催化剂作用下，热解温度降低 50℃，且质谱显示 CH₄（m/z 16）产率提升 20%，量化催化效率。
3. 食品 / 药品安全分析
- 食品包装材料迁移：模拟微波炉加热（100~200℃），TGA-MS 检出包装材料逸出的增塑剂（如邻苯二甲酸二丁酯，m/z 278），评估迁移风险；
- 药品热稳定性：监测药品在升温过程中的质量变化与气体产物，如阿司匹林在 120℃失重对应乙酸（m/z 60）释放，预警储存条件。
三、技术价值与展望
小分子质谱 - TGA 联用技术通过 “热行为 - 成分” 双维度分析 ，将传统热分析从 “黑箱监测” 升级为 “机制解析”，在环境、材料、食品领域具有不可替代的价值。未来发展方向包括：
- 接口优化：开发低温捕集接口，提升低沸点小分子（如 H₂O、H₂S）的捕获效率；
- 多技术联用：结合红外光谱（FTIR），实现 “质量变化 - 气体成分 - 官能团” 三重分析；
- 智能化分析：基于 AI 算法自动匹配 TGA-MS 数据与标准谱库，缩短数据分析时间。
