質(zhi)譜儀能(neng)用高能(neng)電(dian)子(zi)(zi)(zi)流(liu)等轟擊樣(yang)品(pin)分(fen)子(zi)(zi)(zi)，使該分(fen)子(zi)(zi)(zi)失去電(dian)子(zi)(zi)(zi)變為帶正電(dian)荷的(de)分(fen)子(zi)(zi)(zi)離(li)子(zi)(zi)(zi)和碎(sui)片離(li)子(zi)(zi)(zi)。這些不同離(li)子(zi)(zi)(zi)具有不同的(de)質(zhi)量，質(zhi)量不同的(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)在磁場(chang)的(de)作(zuo)用下(xia)到(dao)達檢測(ce)器的(de)時間(jian)不同，其結果為質(zhi)譜圖。
原理公(gong)式：q/m=E/B1B2r
質譜分(fen)析(xi)是先將(jiang)物質離子化,按(an)離子的質荷比(bi)分(fen)離,然后測量各種(zhong)離子譜峰的強(qiang)度而實現(xian)分(fen)析(xi)目的一種(zhong)分(fen)析(xi)方(fang)法。
質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)以(yi)離(li)子(zi)(zi)源(yuan)(yuan)、質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)(fen)析器(qi)(qi)(qi)(qi)和離(li)子(zi)(zi)檢(jian)測器(qi)(qi)(qi)(qi)為(wei)核心。離(li)子(zi)(zi)源(yuan)(yuan)是使試樣(yang)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)在(zai)高真(zhen)空條件下離(li)子(zi)(zi)化的(de)(de)裝置。電(dian)離(li)后(hou)的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)因接受了過多(duo)(duo)的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)會進一步碎裂成較小質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)多(duo)(duo)種碎片(pian)離(li)子(zi)(zi)和中(zhong)性粒子(zi)(zi)。它們在(zai)加速電(dian)場作(zuo)用下獲取(qu)具有相(xiang)同能(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)平均(jun)動能(neng)而進入質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)(fen)析器(qi)(qi)(qi)(qi)。質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)(fen)析器(qi)(qi)(qi)(qi)是將同時(shi)進入其中(zhong)的(de)(de)不同質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)，按質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)荷比m/e大(da)小分(fen)(fen)(fen)離(li)的(de)(de)裝置。分(fen)(fen)(fen)離(li)后(hou)的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)依次進入離(li)子(zi)(zi)檢(jian)測器(qi)(qi)(qi)(qi)，采集(ji)放大(da)離(li)子(zi)(zi)信號，經(jing)計算機處理，繪制成質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)(pu)圖。離(li)子(zi)(zi)源(yuan)(yuan)、質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)(fen)析器(qi)(qi)(qi)(qi)和離(li)子(zi)(zi)檢(jian)測器(qi)(qi)(qi)(qi)都各有多(duo)(duo)種類(lei)型。質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)按應用范(fan)圍(wei)分(fen)(fen)(fen)為(wei)同位素質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)、無機質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)和有機質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)；按分(fen)(fen)(fen)辨本領分(fen)(fen)(fen)為(wei)高分(fen)(fen)(fen)辨、中(zhong)分(fen)(fen)(fen)辨和低分(fen)(fen)(fen)辨質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)；按工作(zuo)原理分(fen)(fen)(fen)為(wei)靜(jing)態(tai)儀(yi)器(qi)(qi)(qi)(qi)和動態(tai)儀(yi)器(qi)(qi)(qi)(qi)。
分(fen)離(li)和(he)檢測(ce)不(bu)同(tong)同(tong)位(wei)素的(de)(de)(de)儀器。儀器的(de)(de)(de)主要(yao)裝(zhuang)置放在真(zhen)空(kong)中。將物質(zhi)氣化、電(dian)(dian)離(li)成離(li)子(zi)束(shu)，經電(dian)(dian)壓加速和(he)聚焦(jiao)，然后通過(guo)磁(ci)場電(dian)(dian)場區，不(bu)同(tong)質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)離(li)子(zi)受到磁(ci)場電(dian)(dian)場的(de)(de)(de)偏轉不(bu)同(tong)，聚焦(jiao)在不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)位(wei)置，從而獲得不(bu)同(tong)同(tong)位(wei)素的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)譜(pu)。質(zhi)譜(pu)方法最早于1913年(nian)由J.J.湯姆孫確(que)定，以后經F.W.阿斯頓等(deng)人(ren)改(gai)(gai)進(jin)完善。現(xian)代(dai)質(zhi)譜(pu)儀經過(guo)不(bu)斷改(gai)(gai)進(jin)，仍然利用電(dian)(dian)磁(ci)學(xue)原理(li)，使(shi)離(li)子(zi)束(shu)按荷(he)質(zhi)比分(fen)離(li)。質(zhi)譜(pu)儀的(de)(de)(de)性能(neng)(neng)指標(biao)是(shi)它的(de)(de)(de)分(fen)辨(bian)率，如(ru)果質(zhi)譜(pu)儀恰能(neng)(neng)分(fen)辨(bian)質(zhi)量(liang)m和(he)m+Δm，分(fen)辨(bian)率定義為(wei)m/Δm。現(xian)代(dai)質(zhi)譜(pu)儀的(de)(de)(de)分(fen)辨(bian)率達(da)105～106量(liang)級，可測(ce)量(liang)原子(zi)質(zhi)量(liang)精確(que)到小(xiao)數點后7位(wei)數字。
質(zhi)(zhi)譜儀最(zui)重要(yao)的(de)(de)應用(yong)(yong)是分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離同位素(su)并測(ce)定它(ta)們的(de)(de)原子(zi)(zi)質(zhi)(zhi)量(liang)及相對(dui)豐(feng)度。測(ce)定原子(zi)(zi)質(zhi)(zhi)量(liang)的(de)(de)精度超過(guo)化學測(ce)量(liang)方法，大約2/3以(yi)上的(de)(de)原子(zi)(zi)的(de)(de)精確(que)質(zhi)(zhi)量(liang)是用(yong)(yong)質(zhi)(zhi)譜方法測(ce)定的(de)(de)。由于質(zhi)(zhi)量(liang)和能量(liang)的(de)(de)當(dang)量(liang)關系，由此可(ke)得(de)到有關核結(jie)構(gou)(gou)與核結(jie)合能的(de)(de)知(zhi)識。對(dui)于可(ke)通過(guo)礦石(shi)中提(ti)取(qu)的(de)(de)放射性(xing)衰變(bian)產(chan)物元素(su)的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)測(ce)量(liang)，可(ke)確(que)定礦石(shi)的(de)(de)地(di)質(zhi)(zhi)年代。質(zhi)(zhi)譜方法還可(ke)用(yong)(yong)于有機化學分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)，特(te)別是微量(liang)雜(za)質(zhi)(zhi)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)，測(ce)量(liang)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)量(liang)，為確(que)定化合物的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)式和分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)結(jie)構(gou)(gou)提(ti)供可(ke)靠的(de)(de)依據。由于化合物有著像(xiang)指紋一樣的(de)(de)獨特(te)質(zhi)(zhi)譜，質(zhi)(zhi)譜儀在工業生產(chan)中也得(de)到廣泛應用(yong)(yong)。
固體(ti)(ti)(ti)火花源(yuan)質(zhi)譜：對(dui)高純材料進行雜(za)質(zhi)分(fen)析。可(ke)應用于(yu)半導體(ti)(ti)(ti)材料有(you)色金屬、建材部門(men);氣體(ti)(ti)(ti)同位(wei)素質(zhi)譜：對(dui)穩定(ding)同位(wei)素C、H、N、O、S及放(fang)射性同位(wei)素Rb、Sr、U、Pb、K、Ar測定(ding)，可(ke)應用于(yu)地質(zhi)石油、醫學(xue)、環保、農(nong)業等部門(men)。
有機質(zhi)譜儀基本工作原理：以電(dian)子(zi)轟(hong)擊或其(qi)他的(de)方式使被測(ce)物質(zhi)離子(zi)化，形成各(ge)種質(zhi)荷比(bi)（m/e）的(de)離子(zi)，然后(hou)利用電(dian)磁學(xue)原理使離子(zi)按不同的(de)質(zhi)荷比(bi)分離并測(ce)量(liang)各(ge)種離子(zi)的(de)強度，從而確定被測(ce)物質(zhi)的(de)分子(zi)量(liang)和結構。
有(you)機(ji)質(zhi)(zhi)譜儀主要用于有(you)機(ji)化(hua)合物(wu)的結構(gou)鑒定，它能提供化(hua)合物(wu)的分子量、元素(su)組成以及官能團等(deng)結構(gou)信息。分為四極(ji)桿質(zhi)(zhi)譜儀、離(li)子阱質(zhi)(zhi)譜儀、飛行(xing)時(shi)間(jian)質(zhi)(zhi)譜儀和磁質(zhi)(zhi)譜儀等(deng)。
有機(ji)質譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)的(de)(de)發(fa)展(zhan)很重要的(de)(de)方面(mian)是與(yu)各(ge)種聯用儀(yi)（氣相色(se)譜(pu)(pu)(pu)、液相色(se)譜(pu)(pu)(pu)、熱分(fen)(fen)(fen)(fen)析等）的(de)(de)使用。它(ta)的(de)(de)基(ji)本工作原理是：利用一種具有分(fen)(fen)(fen)(fen)離技(ji)術(shu)的(de)(de)儀(yi)器，作為(wei)(wei)質譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)的(de)(de)"進樣器"，將有機(ji)混合(he)物分(fen)(fen)(fen)(fen)離成純組分(fen)(fen)(fen)(fen)進入質譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)，充分(fen)(fen)(fen)(fen)發(fa)揮質譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)析特長，為(wei)(wei)每個組分(fen)(fen)(fen)(fen)提供分(fen)(fen)(fen)(fen)子量和分(fen)(fen)(fen)(fen)子結構(gou)信息。
可(ke)廣泛用于(yu)有機化(hua)學(xue)、生(sheng)物學(xue)、地球(qiu)化(hua)學(xue)、核(he)工業、材料科學(xue)、環境科學(xue)、醫學(xue)衛(wei)生(sheng)、食品化(hua)學(xue)、石油化(hua)工等領域以及空間技術和公安工作等特種分(fen)析(xi)方(fang)面。
無機(ji)質譜(pu)儀(yi)(yi)與有機(ji)質譜(pu)儀(yi)(yi)工(gong)作原理不同的是物質離子化(hua)的方式不一樣，無機(ji)質譜(pu)儀(yi)(yi)是以電(dian)感耦合高頻放電(dian)(ICP)或其他的方式使被(bei)測物質離子化(hua)。
無(wu)(wu)機質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)主要(yao)用(yong)于無(wu)(wu)機元素微量(liang)(liang)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)和(he)同位素分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)等方面。分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)火花(hua)源質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)、離(li)子探(tan)針質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)、激(ji)光(guang)探(tan)針質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)、輝光(guang)放電質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)、電感耦(ou)合等離(li)子體(ti)(ti)質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)。火花(hua)源質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)不僅可以進(jin)行固(gu)體(ti)(ti)樣品的(de)整(zheng)體(ti)(ti)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)，而且可以進(jin)行表面和(he)逐層分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)甚(shen)至液體(ti)(ti)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)；激(ji)光(guang)探(tan)針質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)可進(jin)行表面和(he)縱深分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)；輝光(guang)放電質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)辨率高，可進(jin)行高靈敏(min)度(du)，高精度(du)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)，適(shi)用(yong)范圍包(bao)括元素周期表中絕(jue)大多數元素，分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)速度(du)快(kuai)，便于進(jin)行固(gu)體(ti)(ti)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)；電感耦(ou)合等離(li)子體(ti)(ti)質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)，譜(pu)(pu)線簡(jian)單易認，靈敏(min)度(du)與測量(liang)(liang)精度(du)很高。
質譜(pu)分析(xi)法(fa)的特(te)點(dian)是測試速度快，結果精確。廣泛用(yong)于地(di)質學(xue)(xue)(xue)、礦(kuang)物學(xue)(xue)(xue)、地(di)球化學(xue)(xue)(xue)、核工(gong)業、材料科(ke)學(xue)(xue)(xue)、環境科(ke)學(xue)(xue)(xue)、醫學(xue)(xue)(xue)衛(wei)生、食品化學(xue)(xue)(xue)、石油化工(gong)等(deng)領域以及(ji)空間技術(shu)和公(gong)安(an)工(gong)作等(deng)特(te)種分析(xi)方面(mian)。
同(tong)位素質譜分析(xi)(xi)法的特點(dian)是測試速(su)度(du)快(kuai)，結(jie)果精確(que)(que)，樣品用(yong)量少（微克量級）。能(neng)精確(que)(que)測定元素的同(tong)位素比(bi)值。廣(guang)泛(fan)用(yong)于核科學，地質年代測定，同(tong)位素稀釋質譜分析(xi)(xi)，同(tong)位素示蹤分析(xi)(xi)。
離子(zi)探(tan)針(zhen)(zhen)是用(yong)(yong)聚焦的(de)一次離子(zi)束作為微(wei)探(tan)針(zhen)(zhen)轟擊樣品(pin)表面(mian)(mian)，測射出(chu)原(yuan)子(zi)及(ji)分(fen)子(zi)的(de)二次離子(zi)，在磁場(chang)中按質荷比（m/e）分(fen)開，可(ke)獲得(de)材料微(wei)區質譜(pu)圖(tu)譜(pu)及(ji)離子(zi)圖(tu)像，再通過分(fen)析(xi)(xi)(xi)計算求得(de)元素的(de)定性和定量信息。測試前對不同(tong)(tong)種(zhong)類(lei)的(de)樣品(pin)須(xu)作不同(tong)(tong)制備，離子(zi)探(tan)針(zhen)(zhen)兼有電(dian)子(zi)探(tan)針(zhen)(zhen)、火(huo)花型(xing)質譜(pu)儀的(de)特點(dian)。可(ke)以(yi)(yi)探(tan)測電(dian)子(zi)探(tan)針(zhen)(zhen)顯微(wei)分(fen)析(xi)(xi)(xi)方法檢測極限以(yi)(yi)下的(de)微(wei)量元素，研究其局部(bu)分(fen)布和偏(pian)析(xi)(xi)(xi)。可(ke)以(yi)(yi)作為同(tong)(tong)位素分(fen)析(xi)(xi)(xi)。可(ke)以(yi)(yi)分(fen)析(xi)(xi)(xi)極薄(bo)表面(mian)(mian)層和表面(mian)(mian)吸附(fu)物(wu)，表面(mian)(mian)分(fen)析(xi)(xi)(xi)時可(ke)以(yi)(yi)進(jin)行縱向(xiang)的(de)濃度分(fen)析(xi)(xi)(xi)。成像離子(zi)探(tan)針(zhen)(zhen)適用(yong)(yong)于許多不同(tong)(tong)類(lei)型(xing)的(de)樣品(pin)分(fen)析(xi)(xi)(xi)，包括(kuo)金屬樣品(pin)、半導(dao)體(ti)器件(jian)、非導(dao)體(ti)樣品(pin)，如(ru)高聚物(wu)和玻璃產(chan)品(pin)等。廣泛應用(yong)(yong)于金屬、半導(dao)體(ti)、催化劑(ji)、表面(mian)(mian)、薄(bo)膜等領域(yu)中以(yi)(yi)及(ji)環(huan)保科學、空間科學和生物(wu)化學等研究部(bu)門。
