質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)能用高能電子(zi)(zi)流等轟擊樣品(pin)分(fen)(fen)子(zi)(zi)，使該分(fen)(fen)子(zi)(zi)失去(qu)電子(zi)(zi)變為(wei)帶正電荷的分(fen)(fen)子(zi)(zi)離(li)子(zi)(zi)和碎片(pian)離(li)子(zi)(zi)。這些(xie)不(bu)(bu)同離(li)子(zi)(zi)具有(you)不(bu)(bu)同的質(zhi)(zhi)量，質(zhi)(zhi)量不(bu)(bu)同的離(li)子(zi)(zi)在磁場的作(zuo)用下到達(da)檢(jian)測器的時間(jian)不(bu)(bu)同，其結果為(wei)質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)圖。
原理公式：q/m=E/B1B2r
質(zhi)譜(pu)(pu)分(fen)析是先將(jiang)物(wu)質(zhi)離(li)(li)子(zi)化,按離(li)(li)子(zi)的質(zhi)荷比分(fen)離(li)(li),然后測量各種離(li)(li)子(zi)譜(pu)(pu)峰(feng)的強(qiang)度(du)而(er)實現分(fen)析目(mu)的一(yi)種分(fen)析方法。
質(zhi)譜儀(yi)(yi)以離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)源、質(zhi)量(liang)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)器(qi)(qi)和(he)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)檢(jian)測(ce)(ce)器(qi)(qi)為(wei)核心。離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)源是使(shi)試(shi)樣(yang)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)在高真空條件下離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)化的(de)(de)(de)裝置。電離(li)(li)(li)后的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)因接受了過(guo)多(duo)的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)會進(jin)一(yi)步碎裂成較小(xiao)質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)多(duo)種碎片離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)中(zhong)性(xing)粒(li)子(zi)(zi)(zi)。它們在加速電場作用(yong)下獲取具有相同能(neng)量(liang)的(de)(de)(de)平均動(dong)能(neng)而進(jin)入質(zhi)量(liang)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)器(qi)(qi)。質(zhi)量(liang)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)器(qi)(qi)是將(jiang)同時進(jin)入其中(zhong)的(de)(de)(de)不同質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)，按(an)質(zhi)荷比m/e大小(xiao)分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)的(de)(de)(de)裝置。分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)后的(de)(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)依(yi)次進(jin)入離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)檢(jian)測(ce)(ce)器(qi)(qi)，采集放大離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)信號，經計算機處理，繪制成質(zhi)譜圖。離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)源、質(zhi)量(liang)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)器(qi)(qi)和(he)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)檢(jian)測(ce)(ce)器(qi)(qi)都各有多(duo)種類型。質(zhi)譜儀(yi)(yi)按(an)應(ying)用(yong)范圍分(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)同位素質(zhi)譜儀(yi)(yi)、無機質(zhi)譜儀(yi)(yi)和(he)有機質(zhi)譜儀(yi)(yi)；按(an)分(fen)(fen)(fen)(fen)辨(bian)本領分(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)高分(fen)(fen)(fen)(fen)辨(bian)、中(zhong)分(fen)(fen)(fen)(fen)辨(bian)和(he)低(di)分(fen)(fen)(fen)(fen)辨(bian)質(zhi)譜儀(yi)(yi)；按(an)工(gong)作原(yuan)理分(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)靜態(tai)儀(yi)(yi)器(qi)(qi)和(he)動(dong)態(tai)儀(yi)(yi)器(qi)(qi)。
分(fen)(fen)(fen)離和檢測不同(tong)(tong)同(tong)(tong)位素的(de)(de)(de)(de)(de)儀(yi)器。儀(yi)器的(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)裝置放在真空中。將(jiang)物質(zhi)氣化、電離成離子(zi)(zi)束，經(jing)(jing)電壓(ya)加速(su)和聚焦(jiao)，然(ran)后(hou)通過(guo)磁(ci)場(chang)電場(chang)區(qu)，不同(tong)(tong)質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)離子(zi)(zi)受(shou)到磁(ci)場(chang)電場(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)偏轉不同(tong)(tong)，聚焦(jiao)在不同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)位置，從而(er)獲(huo)得不同(tong)(tong)同(tong)(tong)位素的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)譜(pu)。質(zhi)譜(pu)方法最(zui)早于1913年(nian)由J.J.湯姆孫確定(ding)，以(yi)后(hou)經(jing)(jing)F.W.阿斯頓等人改進(jin)完善。現代質(zhi)譜(pu)儀(yi)經(jing)(jing)過(guo)不斷改進(jin)，仍然(ran)利(li)用電磁(ci)學原(yuan)理，使離子(zi)(zi)束按荷質(zhi)比(bi)分(fen)(fen)(fen)離。質(zhi)譜(pu)儀(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)性能(neng)指標是它的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)辨(bian)(bian)率(lv)(lv)，如果質(zhi)譜(pu)儀(yi)恰能(neng)分(fen)(fen)(fen)辨(bian)(bian)質(zhi)量(liang)m和m+Δm，分(fen)(fen)(fen)辨(bian)(bian)率(lv)(lv)定(ding)義(yi)為m/Δm。現代質(zhi)譜(pu)儀(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)辨(bian)(bian)率(lv)(lv)達(da)105～106量(liang)級，可測量(liang)原(yuan)子(zi)(zi)質(zhi)量(liang)精確到小數點后(hou)7位數字。
質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)儀(yi)最(zui)重要的(de)應用是(shi)(shi)分(fen)離同位(wei)素(su)并測定(ding)它(ta)們的(de)原(yuan)子(zi)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)及相對豐度(du)。測定(ding)原(yuan)子(zi)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)精度(du)超過化學測量(liang)(liang)(liang)(liang)方(fang)法(fa)，大約(yue)2/3以上的(de)原(yuan)子(zi)的(de)精確質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)是(shi)(shi)用質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)方(fang)法(fa)測定(ding)的(de)。由(you)(you)于(yu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)和(he)能量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)當(dang)量(liang)(liang)(liang)(liang)關系，由(you)(you)此可(ke)得(de)到有(you)(you)關核結構與核結合(he)能的(de)知識。對于(yu)可(ke)通過礦石中(zhong)提(ti)取的(de)放(fang)射性衰變產物元素(su)的(de)分(fen)析(xi)(xi)測量(liang)(liang)(liang)(liang)，可(ke)確定(ding)礦石的(de)地質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)年代(dai)。質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)方(fang)法(fa)還可(ke)用于(yu)有(you)(you)機(ji)化學分(fen)析(xi)(xi)，特(te)別是(shi)(shi)微量(liang)(liang)(liang)(liang)雜質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)分(fen)析(xi)(xi)，測量(liang)(liang)(liang)(liang)分(fen)子(zi)的(de)分(fen)子(zi)量(liang)(liang)(liang)(liang)，為確定(ding)化合(he)物的(de)分(fen)子(zi)式(shi)和(he)分(fen)子(zi)結構提(ti)供可(ke)靠的(de)依據。由(you)(you)于(yu)化合(he)物有(you)(you)著像指紋一樣的(de)獨特(te)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)，質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)儀(yi)在工業生產中(zhong)也得(de)到廣泛應用。
固(gu)體(ti)(ti)火花源質譜：對高純材(cai)(cai)料(liao)進行雜質分析。可(ke)應(ying)用于(yu)半導體(ti)(ti)材(cai)(cai)料(liao)有色金(jin)屬、建材(cai)(cai)部(bu)門;氣體(ti)(ti)同位(wei)素質譜：對穩定同位(wei)素C、H、N、O、S及放射(she)性同位(wei)素Rb、Sr、U、Pb、K、Ar測定，可(ke)應(ying)用于(yu)地質石油、醫學、環保(bao)、農業等部(bu)門。
有機質(zhi)(zhi)譜儀基(ji)本工作原理(li)：以電(dian)子(zi)(zi)(zi)轟擊或(huo)其他(ta)的方式使被(bei)測物質(zhi)(zhi)離子(zi)(zi)(zi)化，形成各種(zhong)質(zhi)(zhi)荷比（m/e）的離子(zi)(zi)(zi)，然后利用電(dian)磁(ci)學(xue)原理(li)使離子(zi)(zi)(zi)按不同的質(zhi)(zhi)荷比分離并(bing)測量各種(zhong)離子(zi)(zi)(zi)的強度，從而確定被(bei)測物質(zhi)(zhi)的分子(zi)(zi)(zi)量和(he)結構。
有(you)(you)機(ji)質(zhi)譜(pu)儀主(zhu)要用于有(you)(you)機(ji)化合物的結(jie)構(gou)鑒定，它能提(ti)供化合物的分子量、元素(su)組(zu)成以(yi)及官能團(tuan)等結(jie)構(gou)信息。分為四極桿質(zhi)譜(pu)儀、離子阱(jing)質(zhi)譜(pu)儀、飛行時間質(zhi)譜(pu)儀和磁質(zhi)譜(pu)儀等。
有機(ji)質譜儀(yi)的(de)發展很重要的(de)方(fang)面是(shi)與各種聯用(yong)儀(yi)（氣相色(se)譜、液相色(se)譜、熱分(fen)(fen)析(xi)(xi)等）的(de)使用(yong)。它的(de)基本工作原理是(shi)：利用(yong)一種具有分(fen)(fen)離技術的(de)儀(yi)器，作為質譜儀(yi)的(de)"進樣器"，將有機(ji)混合物分(fen)(fen)離成純組分(fen)(fen)進入質譜儀(yi)，充分(fen)(fen)發揮(hui)質譜儀(yi)的(de)分(fen)(fen)析(xi)(xi)特長，為每個組分(fen)(fen)提供分(fen)(fen)子量和分(fen)(fen)子結構信息。
可廣泛用(yong)于有機化學(xue)(xue)、生物學(xue)(xue)、地球化學(xue)(xue)、核(he)工(gong)業、材料科學(xue)(xue)、環境科學(xue)(xue)、醫(yi)學(xue)(xue)衛生、食品化學(xue)(xue)、石油化工(gong)等領(ling)域以(yi)及空(kong)間技(ji)術(shu)和(he)公安工(gong)作等特(te)種分析方面。
無(wu)(wu)機質(zhi)譜儀與有機質(zhi)譜儀工作(zuo)原理不(bu)同的(de)(de)是物質(zhi)離子(zi)化(hua)的(de)(de)方(fang)式(shi)不(bu)一樣(yang)，無(wu)(wu)機質(zhi)譜儀是以(yi)電感耦合高頻(pin)放電(ICP)或(huo)其他的(de)(de)方(fang)式(shi)使被測(ce)物質(zhi)離子(zi)化(hua)。
無機(ji)(ji)質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)主要(yao)用于(yu)無機(ji)(ji)元素微(wei)量分(fen)(fen)析(xi)(xi)和同位素分(fen)(fen)析(xi)(xi)等(deng)方面。分(fen)(fen)為火(huo)花源質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)、離(li)子探(tan)針質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)、激光(guang)(guang)探(tan)針質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)、輝(hui)(hui)光(guang)(guang)放電(dian)(dian)質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)、電(dian)(dian)感耦(ou)合等(deng)離(li)子體質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)。火(huo)花源質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)不僅(jin)可以(yi)進(jin)行固(gu)體樣品的(de)整體分(fen)(fen)析(xi)(xi)，而且可以(yi)進(jin)行表(biao)(biao)面和逐層分(fen)(fen)析(xi)(xi)甚(shen)至液體分(fen)(fen)析(xi)(xi)；激光(guang)(guang)探(tan)針質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)可進(jin)行表(biao)(biao)面和縱深(shen)分(fen)(fen)析(xi)(xi)；輝(hui)(hui)光(guang)(guang)放電(dian)(dian)質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)分(fen)(fen)辨率高(gao)(gao)，可進(jin)行高(gao)(gao)靈敏度(du)，高(gao)(gao)精度(du)分(fen)(fen)析(xi)(xi)，適用范圍包(bao)括元素周期表(biao)(biao)中絕大(da)多(duo)數元素，分(fen)(fen)析(xi)(xi)速度(du)快(kuai)，便(bian)于(yu)進(jin)行固(gu)體分(fen)(fen)析(xi)(xi)；電(dian)(dian)感耦(ou)合等(deng)離(li)子體質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)，譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)線簡單(dan)易(yi)認，靈敏度(du)與測量精度(du)很高(gao)(gao)。
質譜分(fen)析(xi)法的特點是測試速度快，結果精確。廣泛用于(yu)地質學(xue)(xue)(xue)、礦物(wu)學(xue)(xue)(xue)、地球化學(xue)(xue)(xue)、核(he)工業(ye)、材料科學(xue)(xue)(xue)、環境科學(xue)(xue)(xue)、醫學(xue)(xue)(xue)衛(wei)生、食品(pin)化學(xue)(xue)(xue)、石(shi)油化工等領域以及(ji)空間(jian)技(ji)術和(he)公安工作(zuo)等特種分(fen)析(xi)方面(mian)。
同位素質譜(pu)分析法的特(te)點是測(ce)試速度快(kuai)，結果精確，樣品用(yong)量少（微克量級）。能精確測(ce)定元素的同位素比值(zhi)。廣(guang)泛用(yong)于核科學(xue)，地質年代測(ce)定，同位素稀釋質譜(pu)分析，同位素示蹤分析。
離子(zi)(zi)(zi)探針是用聚焦的一次(ci)離子(zi)(zi)(zi)束作(zuo)(zuo)為微探針轟擊(ji)樣(yang)品表(biao)面，測(ce)射出原(yuan)子(zi)(zi)(zi)及(ji)分(fen)子(zi)(zi)(zi)的二次(ci)離子(zi)(zi)(zi)，在(zai)磁場中按質(zhi)荷比（m/e）分(fen)開(kai)，可(ke)獲(huo)得(de)材料微區質(zhi)譜(pu)圖譜(pu)及(ji)離子(zi)(zi)(zi)圖像，再通過分(fen)析(xi)計算求得(de)元(yuan)素的定(ding)(ding)性和(he)定(ding)(ding)量信息。測(ce)試(shi)前對不同種類(lei)的樣(yang)品須作(zuo)(zuo)不同制備，離子(zi)(zi)(zi)探針兼有(you)電(dian)子(zi)(zi)(zi)探針、火花(hua)型質(zhi)譜(pu)儀的特點。可(ke)以(yi)探測(ce)電(dian)子(zi)(zi)(zi)探針顯微分(fen)析(xi)方法(fa)檢(jian)測(ce)極(ji)限以(yi)下(xia)的微量元(yuan)素，研(yan)究其局部分(fen)布和(he)偏析(xi)。可(ke)以(yi)作(zuo)(zuo)為同位素分(fen)析(xi)。可(ke)以(yi)分(fen)析(xi)極(ji)薄表(biao)面層和(he)表(biao)面吸附物，表(biao)面分(fen)析(xi)時可(ke)以(yi)進行縱向的濃(nong)度分(fen)析(xi)。成像離子(zi)(zi)(zi)探針適用于許多不同類(lei)型的樣(yang)品分(fen)析(xi)，包括金屬樣(yang)品、半導(dao)體器(qi)件、非導(dao)體樣(yang)品，如高聚物和(he)玻璃產品等(deng)。廣泛應用于金屬、半導(dao)體、催化劑、表(biao)面、薄膜等(deng)領域中以(yi)及(ji)環保科學(xue)、空(kong)間科學(xue)和(he)生(sheng)物化學(xue)等(deng)研(yan)究部門。
