浅析质谱仪的工作原理

     质谱仪是分离和检测不同同位素的仪器。仪器的主要装置放在真空中。将物质气化、电离成离子束，经电压加速和聚焦，然后通过磁场电场区，不同质量的离子受到磁场电场的偏转不同，聚焦在不同的位置，从而获得不同同位素的质量谱。

    质谱分析法主要是通过对样品的离子的质荷比的分析而实现对样品进行定性和定量的一种方法。因此，质谱仪都必须有电离装置把样品电离为离子，有质量分析装置把不同质荷比的离子分开,经检测器检测之后可以得到样品的质谱图，由于有机样品,无机样品和同位素样品等具有不同形态、性质和不同的分析要求,所以，所用的电离装置、质量分析装置和检测装置有所不同。但是，不管是哪种类型的质谱仪，其基本组成是相同的。都包括离子源、质量分析器、检测器和真空系统。

    质谱分析法主要是通过对样品的离子的质荷比的分析而实现对样品进行定性和定量的一种方法。因此，质谱仪都必须有电离装置把样品电离为离子，有质量分析装置把不同质荷比的离子分开,经检测器检测之后可以得到样品的质谱图，由于有机样品,无机样品和同位素样品等具有不同形态、性质和不同的分析要求,所以，所用的电离装置、质量分析装置和检测装置有所不同。但是，不管是哪种类型的质谱仪，其基本组成是相同的。都包括离子源、质量分析器、检测器和真空系统。

    质谱仪zui主要的使用是别离同位素并测定它们的原子质量及相对品貌。测定原子质量的精度超越化学测量办法，大约2/3以上的原子的准确质量是用质谱办法测定的。因为质量和能量的当量关系，由此可获得有关核构造与核连系能的常识。关于可经过矿石中提取的放射性衰变产品元素的剖析测量，可确定矿石的地质年月。质谱办法还可用于有机化学剖析，特殊是微量杂质剖析，测量分子的分子量，为确定化合物的分子式和分子构造供应牢靠的根据。因为化合物有着像指纹一样的共同质谱，质谱仪在工业出产中也获得普遍使用。

    质谱仪以离子源、质量分析器和离子检测器为核心。离子源是使试样分子在高真空条件下离子化的装置。电离后的分子因接受了过多的能量会进一步碎裂成较小质量的多种碎片离子和中性粒子。它们在加速电场作用下获取具有相同能量的平均动能而进入质量分析器。质量分析器是将同时进入其中的不同质量的离子，按质荷比m/z大小分离的装置。分离后的离子依次进入离子检测器，采集放大离子信号，经计算机处理，绘制成质谱图。离子源、质量分析器和离子检测器都各有多种类型。质谱仪按应用范围分为同位素质谱仪、无机质谱仪和有机质谱仪；按分辨本领分为高分辨、中分辨和低分辨质谱仪；按工作原理分为静态仪器和动态仪器。

    质谱仪的组成，除了在测量原理中介绍的质量分离部件外，还包括以下几部分。

(1)电学系统。电学系统包括供电系统和数据处理系统。

(2)真空系统。真空系统的作用是使进样系统、离子源、质量分离部件和检测器保持一定的真空度，以保证离子在离子源及分析系统中没有不必要的粒子碰撞、散射效应、离子-分子反应和复合效应。

(3)检测器。检测器的作用是检测从质量部件中出来的电子，即接收离子后将其变成电流，或者溅射出二次电子且被逐级加速倍增后成为电信号输出。检测器一般采用法拉第筒、电子倍增检测器、后加速式倍增检测器。

    质谱仪zui重要的应用是分离同位素并测定它们的原子质量及相对丰度。测定原子质量的精度超过化学测量方法，大约2／3以上的原子的精确质量是用质谱方法测定的。由于质量和能量的当量关系，由此可得到有关核结构与核结合能的知识。对于可通过矿石中提取的放射性衰变产物元素的分析测量，可确定矿石的地质年代。质谱方法还可用于有机化学分析，特别是微量杂质分析，测量分子的分子量，为确定化合物的分子式和分子结构提供可靠的依据。由于化合物有着像指纹一样的独特质谱，质谱仪在工业生产中也得到广泛应用。