GC-MS主要由三部分組成:色譜部分、質(zhì)譜部分和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。色譜部分和一般的色譜儀基本相同,包括有柱箱、汽化室和載氣系統(tǒng),也帶有分流/不分流進(jìn)樣系統(tǒng),程序升溫系統(tǒng)、壓力、流量自動(dòng)控制系統(tǒng)等,一般不再有色譜檢測(cè)器,而是利用質(zhì)譜儀作為色譜的檢測(cè)器。在色譜部分,混合樣品在合適的色譜條件下被分離成單個(gè)組分,然后進(jìn)入質(zhì)譜儀進(jìn)行鑒定。

色譜儀是在常壓下工作,而質(zhì)譜儀需要高真空,因此,如果色譜儀使用填充柱,須經(jīng)過(guò)一種接口裝置一分子分離器,將色譜載氣去除,使樣品氣進(jìn)入質(zhì)譜儀。如果色譜儀使用毛細(xì)管柱,則可以將毛細(xì)管直接插入質(zhì)譜儀離子源,因?yàn)槊?xì)管載氣流量比填充柱小得多,不會(huì)破壞質(zhì)譜儀真空。

GC-MS的質(zhì)譜儀部分可以是磁式質(zhì)譜儀、四極質(zhì)譜儀,也可以是飛行時(shí)間質(zhì)譜儀和離子阱。目前使用多的是四極質(zhì)譜儀。離子源主要是EI源和CI源。

GC-MS的另外一個(gè)組成部分是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的提高,GC-MS的主要操作都由計(jì)算機(jī)控制進(jìn)行,這些操作包括利用標(biāo)準(zhǔn)樣品(一般用FC-43)校準(zhǔn)質(zhì)譜儀,設(shè)置色譜和質(zhì)譜的工作條件,數(shù)據(jù)的收集和處理以及庫(kù)檢索等。這樣,一個(gè)混合物樣品進(jìn)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(jìn)入質(zhì)譜儀,經(jīng)離子源電離得到具有樣品信息的離子,再經(jīng)分析器、檢測(cè)器即得每個(gè)化合物的質(zhì)譜。這些信息都由計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存,根據(jù)需要,可以得到混合物的色譜圖、單一組分的質(zhì)譜圖和質(zhì)譜的檢索結(jié)果等。根據(jù)色譜圖還可以進(jìn)行定量分析。因此,GC-MS是有機(jī)物定性、定量分析的有力工具。

作為GC-MS聯(lián)用儀的附件。還可以有直接進(jìn)樣桿和FAB源等。但是FAB源只能用于磁式雙聚焦質(zhì)譜儀。直接進(jìn)樣桿主要是分析高沸點(diǎn)的純樣品,不經(jīng)過(guò)GC進(jìn)樣,而是直接送到離子源,加熱汽化后,由EI電離。另外,GC-MS的數(shù)據(jù)系統(tǒng)可以有幾套數(shù)據(jù)庫(kù),主要有NIST庫(kù),Willey庫(kù),農(nóng)藥庫(kù),毒品庫(kù)等。