質(zhi)譜儀能用高能電(dian)(dian)子(zi)流等轟擊樣品分子(zi)，使該分子(zi)失去電(dian)(dian)子(zi)變為(wei)帶正電(dian)(dian)荷的分子(zi)離(li)(li)子(zi)和(he)碎片離(li)(li)子(zi)。這些不(bu)同離(li)(li)子(zi)具有(you)不(bu)同的質(zhi)量(liang)，質(zhi)量(liang)不(bu)同的離(li)(li)子(zi)在(zai)磁(ci)場的作用下到達(da)檢(jian)測器的時間(jian)不(bu)同，其結果為(wei)質(zhi)譜圖(tu)。
原理公(gong)式(shi)：q/m=E/B1B2r
質(zhi)譜分(fen)(fen)析(xi)是(shi)先將物質(zhi)離(li)子(zi)(zi)化,按離(li)子(zi)(zi)的質(zhi)荷比分(fen)(fen)離(li),然后測量各種離(li)子(zi)(zi)譜峰的強度而實現分(fen)(fen)析(xi)目的一種分(fen)(fen)析(xi)方法。
質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)儀(yi)(yi)(yi)以離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)源(yuan)、質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)分(fen)析器(qi)(qi)和(he)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)檢(jian)測(ce)(ce)器(qi)(qi)為(wei)核(he)心。離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)源(yuan)是使試樣(yang)分(fen)子(zi)(zi)在高真空條件下(xia)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)化的(de)(de)(de)裝置。電離(li)(li)(li)(li)后的(de)(de)(de)分(fen)子(zi)(zi)因(yin)接受了過多(duo)的(de)(de)(de)能量(liang)會進一(yi)步(bu)碎裂成(cheng)較小質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)多(duo)種(zhong)(zhong)碎片離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)和(he)中(zhong)(zhong)性粒子(zi)(zi)。它(ta)們在加速電場作用下(xia)獲(huo)取(qu)具有(you)相同(tong)(tong)能量(liang)的(de)(de)(de)平均動能而進入質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)分(fen)析器(qi)(qi)。質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)分(fen)析器(qi)(qi)是將(jiang)同(tong)(tong)時進入其(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)不同(tong)(tong)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)，按(an)(an)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)荷比m/e大(da)小分(fen)離(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)裝置。分(fen)離(li)(li)(li)(li)后的(de)(de)(de)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)依次進入離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)檢(jian)測(ce)(ce)器(qi)(qi)，采集放大(da)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)信號，經計算機處理，繪制(zhi)成(cheng)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)圖。離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)源(yuan)、質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)分(fen)析器(qi)(qi)和(he)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)檢(jian)測(ce)(ce)器(qi)(qi)都各有(you)多(duo)種(zhong)(zhong)類型。質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)儀(yi)(yi)(yi)按(an)(an)應用范圍分(fen)為(wei)同(tong)(tong)位素(su)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)儀(yi)(yi)(yi)、無機質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)儀(yi)(yi)(yi)和(he)有(you)機質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)儀(yi)(yi)(yi)；按(an)(an)分(fen)辨本(ben)領分(fen)為(wei)高分(fen)辨、中(zhong)(zhong)分(fen)辨和(he)低分(fen)辨質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)儀(yi)(yi)(yi)；按(an)(an)工作原理分(fen)為(wei)靜態(tai)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)和(he)動態(tai)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)。
分(fen)離(li)和(he)檢測(ce)不同(tong)(tong)同(tong)(tong)位素的(de)儀(yi)(yi)器(qi)(qi)。儀(yi)(yi)器(qi)(qi)的(de)主要(yao)裝(zhuang)置(zhi)放在(zai)真空(kong)中。將物(wu)質(zhi)氣化、電離(li)成離(li)子(zi)(zi)束(shu)，經電壓加(jia)速和(he)聚焦，然后通過磁場(chang)(chang)(chang)電場(chang)(chang)(chang)區，不同(tong)(tong)質(zhi)量的(de)離(li)子(zi)(zi)受到(dao)磁場(chang)(chang)(chang)電場(chang)(chang)(chang)的(de)偏轉不同(tong)(tong)，聚焦在(zai)不同(tong)(tong)的(de)位置(zhi)，從而獲得不同(tong)(tong)同(tong)(tong)位素的(de)質(zhi)量譜(pu)(pu)。質(zhi)譜(pu)(pu)方法最(zui)早于(yu)1913年由J.J.湯姆(mu)孫確定(ding)，以后經F.W.阿斯頓(dun)等人(ren)改(gai)進完善。現代質(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)經過不斷(duan)改(gai)進，仍然利用電磁學原理，使(shi)離(li)子(zi)(zi)束(shu)按荷(he)質(zhi)比分(fen)離(li)。質(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)的(de)性能指標是它(ta)的(de)分(fen)辨(bian)(bian)率(lv)，如(ru)果質(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)恰能分(fen)辨(bian)(bian)質(zhi)量m和(he)m+Δm，分(fen)辨(bian)(bian)率(lv)定(ding)義(yi)為m/Δm。現代質(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)的(de)分(fen)辨(bian)(bian)率(lv)達105～106量級，可測(ce)量原子(zi)(zi)質(zhi)量精確到(dao)小(xiao)數點后7位數字。
質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)最(zui)重要的(de)(de)應(ying)用(yong)是分(fen)離同位(wei)素并測定(ding)它(ta)們的(de)(de)原子(zi)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)及(ji)相對(dui)豐度(du)。測定(ding)原子(zi)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)精度(du)超過(guo)(guo)化(hua)(hua)學測量(liang)(liang)(liang)方法(fa)，大(da)約2/3以上的(de)(de)原子(zi)的(de)(de)精確質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)是用(yong)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)方法(fa)測定(ding)的(de)(de)。由(you)(you)于(yu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)和能量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)當量(liang)(liang)(liang)關系，由(you)(you)此可(ke)得到(dao)有(you)關核結構與核結合能的(de)(de)知識。對(dui)于(yu)可(ke)通(tong)過(guo)(guo)礦石中提(ti)取的(de)(de)放(fang)射性衰變(bian)產物(wu)元(yuan)素的(de)(de)分(fen)析測量(liang)(liang)(liang)，可(ke)確定(ding)礦石的(de)(de)地質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)年代。質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)方法(fa)還可(ke)用(yong)于(yu)有(you)機化(hua)(hua)學分(fen)析，特別(bie)是微量(liang)(liang)(liang)雜質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)分(fen)析，測量(liang)(liang)(liang)分(fen)子(zi)的(de)(de)分(fen)子(zi)量(liang)(liang)(liang)，為確定(ding)化(hua)(hua)合物(wu)的(de)(de)分(fen)子(zi)式和分(fen)子(zi)結構提(ti)供(gong)可(ke)靠的(de)(de)依據。由(you)(you)于(yu)化(hua)(hua)合物(wu)有(you)著像(xiang)指紋(wen)一樣的(de)(de)獨(du)特質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)，質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)在工(gong)業生產中也得到(dao)廣泛應(ying)用(yong)。
固體火花(hua)源質譜(pu)：對(dui)高純(chun)材料(liao)進行雜質分析。可應用于(yu)半導(dao)體材料(liao)有色金(jin)屬(shu)、建(jian)材部門(men);氣體同位(wei)(wei)素質譜(pu)：對(dui)穩(wen)定同位(wei)(wei)素C、H、N、O、S及(ji)放射性同位(wei)(wei)素Rb、Sr、U、Pb、K、Ar測定，可應用于(yu)地質石油(you)、醫學、環(huan)保、農(nong)業等部門(men)。
有機質譜儀基本工作原理(li)：以(yi)電子(zi)轟(hong)擊或其他的方式使(shi)被(bei)(bei)測物質離(li)子(zi)化(hua)，形(xing)成各種質荷(he)比（m/e）的離(li)子(zi)，然(ran)后利用電磁學原理(li)使(shi)離(li)子(zi)按不同的質荷(he)比分離(li)并測量(liang)各種離(li)子(zi)的強(qiang)度，從而確定被(bei)(bei)測物質的分子(zi)量(liang)和結構。
有機(ji)質譜儀(yi)(yi)主要用于有機(ji)化(hua)合(he)物的結構鑒定，它能(neng)提(ti)供化(hua)合(he)物的分(fen)(fen)子量、元素組成以及官能(neng)團等結構信息。分(fen)(fen)為四極桿質譜儀(yi)(yi)、離子阱質譜儀(yi)(yi)、飛(fei)行(xing)時(shi)間質譜儀(yi)(yi)和(he)磁質譜儀(yi)(yi)等。
有(you)(you)機質(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)的(de)(de)(de)發展(zhan)很重要的(de)(de)(de)方(fang)面是與各種聯用儀(yi)(yi)（氣相色譜(pu)(pu)、液相色譜(pu)(pu)、熱分(fen)(fen)(fen)(fen)析等）的(de)(de)(de)使用。它的(de)(de)(de)基本工作原理是：利用一(yi)種具有(you)(you)分(fen)(fen)(fen)(fen)離技(ji)術的(de)(de)(de)儀(yi)(yi)器，作為質(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)的(de)(de)(de)"進樣器"，將有(you)(you)機混合物分(fen)(fen)(fen)(fen)離成純組(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)進入質(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)，充分(fen)(fen)(fen)(fen)發揮質(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)析特長(chang)，為每個組(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)提(ti)供分(fen)(fen)(fen)(fen)子量和分(fen)(fen)(fen)(fen)子結構信息(xi)。
可(ke)廣泛用于(yu)有機(ji)化(hua)學(xue)(xue)(xue)、生物(wu)學(xue)(xue)(xue)、地球化(hua)學(xue)(xue)(xue)、核工(gong)業、材料科(ke)學(xue)(xue)(xue)、環境(jing)科(ke)學(xue)(xue)(xue)、醫學(xue)(xue)(xue)衛(wei)生、食品化(hua)學(xue)(xue)(xue)、石油(you)化(hua)工(gong)等領域(yu)以(yi)及(ji)空間技(ji)術(shu)和公安工(gong)作等特種分析方面(mian)。
無(wu)機質(zhi)(zhi)譜(pu)儀與有機質(zhi)(zhi)譜(pu)儀工(gong)作原(yuan)理(li)不(bu)同的是(shi)物質(zhi)(zhi)離子化(hua)的方式(shi)不(bu)一樣，無(wu)機質(zhi)(zhi)譜(pu)儀是(shi)以電感耦(ou)合(he)高頻放電(ICP)或其他的方式(shi)使被測物質(zhi)(zhi)離子化(hua)。
無機(ji)質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)儀(yi)(yi)主要用于無機(ji)元素(su)微量(liang)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)和(he)同位(wei)素(su)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)等方面(mian)(mian)。分(fen)(fen)為火花(hua)(hua)源(yuan)質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)儀(yi)(yi)、離子(zi)探(tan)針(zhen)質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)儀(yi)(yi)、激光探(tan)針(zhen)質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)儀(yi)(yi)、輝光放電(dian)質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)儀(yi)(yi)、電(dian)感耦合(he)等離子(zi)體(ti)質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)儀(yi)(yi)。火花(hua)(hua)源(yuan)質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)儀(yi)(yi)不僅可(ke)(ke)以進行固(gu)(gu)體(ti)樣品的整體(ti)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)，而且(qie)可(ke)(ke)以進行表面(mian)(mian)和(he)逐層分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)甚至液體(ti)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)；激光探(tan)針(zhen)質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)儀(yi)(yi)可(ke)(ke)進行表面(mian)(mian)和(he)縱深分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)；輝光放電(dian)質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)儀(yi)(yi)分(fen)(fen)辨率高(gao)，可(ke)(ke)進行高(gao)靈(ling)敏度(du)(du)(du)(du)(du)，高(gao)精度(du)(du)(du)(du)(du)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)，適用范圍包括元素(su)周期(qi)表中(zhong)絕大多數元素(su)，分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)速度(du)(du)(du)(du)(du)快，便于進行固(gu)(gu)體(ti)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)；電(dian)感耦合(he)等離子(zi)體(ti)質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)，譜(pu)線簡單(dan)易認(ren)，靈(ling)敏度(du)(du)(du)(du)(du)與測量(liang)精度(du)(du)(du)(du)(du)很高(gao)。
質譜分析(xi)法的(de)特點是測試(shi)速度(du)快，結果精(jing)確(que)。廣(guang)泛用(yong)于地(di)(di)質學(xue)(xue)(xue)、礦(kuang)物學(xue)(xue)(xue)、地(di)(di)球化學(xue)(xue)(xue)、核工(gong)業、材料科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)、環境(jing)科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)、醫學(xue)(xue)(xue)衛生、食品(pin)化學(xue)(xue)(xue)、石油(you)化工(gong)等領域以及(ji)空間技術(shu)和(he)公(gong)安工(gong)作等特種(zhong)分析(xi)方面(mian)。
同(tong)位(wei)素(su)質(zhi)譜(pu)分析(xi)法的(de)特點是測(ce)試速度快(kuai)，結果精(jing)確，樣品用(yong)量少（微克量級）。能精(jing)確測(ce)定元素(su)的(de)同(tong)位(wei)素(su)比值。廣泛(fan)用(yong)于核科學，地質(zhi)年代測(ce)定，同(tong)位(wei)素(su)稀釋質(zhi)譜(pu)分析(xi)，同(tong)位(wei)素(su)示蹤分析(xi)。
離(li)子(zi)(zi)探(tan)(tan)(tan)針(zhen)(zhen)(zhen)是用(yong)(yong)聚(ju)焦的一次離(li)子(zi)(zi)束作(zuo)為微(wei)探(tan)(tan)(tan)針(zhen)(zhen)(zhen)轟擊樣(yang)(yang)品(pin)(pin)(pin)表面，測(ce)(ce)射出(chu)原(yuan)子(zi)(zi)及(ji)分(fen)子(zi)(zi)的二次離(li)子(zi)(zi)，在磁(ci)場中按質荷比（m/e）分(fen)開(kai)，可獲得材(cai)料微(wei)區質譜(pu)圖譜(pu)及(ji)離(li)子(zi)(zi)圖像，再通(tong)過分(fen)析(xi)(xi)(xi)計算求得元素的定性和定量信息。測(ce)(ce)試前(qian)對(dui)不同(tong)種類的樣(yang)(yang)品(pin)(pin)(pin)須作(zuo)不同(tong)制(zhi)備，離(li)子(zi)(zi)探(tan)(tan)(tan)針(zhen)(zhen)(zhen)兼有(you)電(dian)子(zi)(zi)探(tan)(tan)(tan)針(zhen)(zhen)(zhen)、火花型質譜(pu)儀的特(te)點。可以(yi)探(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)電(dian)子(zi)(zi)探(tan)(tan)(tan)針(zhen)(zhen)(zhen)顯微(wei)分(fen)析(xi)(xi)(xi)方法(fa)檢測(ce)(ce)極(ji)限(xian)以(yi)下的微(wei)量元素，研(yan)究其局部分(fen)布(bu)和偏(pian)析(xi)(xi)(xi)。可以(yi)作(zuo)為同(tong)位素分(fen)析(xi)(xi)(xi)。可以(yi)分(fen)析(xi)(xi)(xi)極(ji)薄(bo)表面層和表面吸附物，表面分(fen)析(xi)(xi)(xi)時可以(yi)進行縱向的濃度分(fen)析(xi)(xi)(xi)。成像離(li)子(zi)(zi)探(tan)(tan)(tan)針(zhen)(zhen)(zhen)適用(yong)(yong)于許多不同(tong)類型的樣(yang)(yang)品(pin)(pin)(pin)分(fen)析(xi)(xi)(xi)，包括金屬樣(yang)(yang)品(pin)(pin)(pin)、半導(dao)體器件、非導(dao)體樣(yang)(yang)品(pin)(pin)(pin)，如高聚(ju)物和玻璃產品(pin)(pin)(pin)等。廣(guang)泛(fan)應用(yong)(yong)于金屬、半導(dao)體、催化(hua)(hua)劑、表面、薄(bo)膜(mo)等領域中以(yi)及(ji)環保科(ke)學、空間科(ke)學和生物化(hua)(hua)學等研(yan)究部門(men)。
