科研必備「武器」之普通質譜儀

儀器介紹

普通質譜儀是按照離子的質荷比（m/z）不同，來分離不同分子量的分子，並測定分子量進行成分和結構分析的儀器。其中，離子的生成方式有失去或捕獲電荷（如：電子發射、質子化或去質子化）。

儀器結構

主要組成部分: 進樣部分、離子源、質量分析器、離子檢測器、真空系統。

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進樣部分

目的是高效重複地將樣品引入到離子源中並且不能造成真空度的降低。

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離子源

使樣品分子的離子化，離子源的選擇對樣品測定的成敗至關重要。

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質量分析器

把不同質荷比的離子分開排列成譜，是質譜儀的核心。不同類型的質量分析器有不同的原理、特點、適用範圍、功能。用於有機質譜儀的質量分析器有磁式雙聚焦分析器，四極杆分析器，離子阱分析器，飛行時間分析器，迴旋共振分析器等。

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離子檢測器

檢測各種質荷比的離子。檢測器的種類有電子倍增器、光電倍增器、平板式微通道板檢測器等。

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真空系統

質譜儀的離子產生及經過系統必須處於高真空狀態（離子源的真空度應達1.3×10-4~1.3×10-5Pa，而質量分析器重應達1.3×10-6Pa）。

工作原理

利用電磁學原理，使帶電的樣品離子按質荷比進行分離的裝置。離子電離後經加速進入磁場中，其動能加速電壓及電荷z有關，而具有速度v的帶電粒子進入質譜分析器的電磁場中，根據所選擇的分離方式，最終實現各種離子按m/z進行分離。

質譜儀以離子源、質量分析器和離子檢測器為核心。離子源是使試樣分子在高真空條件下離子化的裝置，電離後的分子因接受了過多的能量會進一步碎裂成較小質量的多種碎片離子和中性粒子。它們在加速電場作用下獲取具有相同能量的平均動能而進入質量分析器。質量分析器是將同時進入其中的不同質量的離子，按質荷比m/z大小分離的裝置。分離後的離子依次進入離子檢測器，採集放大離子信號，經計算機處理，繪製成質譜圖。

儀器特點

痕量分析，同位素分析。

速度快，結果精確，用量少。

提供有機物分子量，組成，結構信息。

高靈敏度，高質量檢測範圍。

常見分類

有機質譜儀

不帶電荷的有機化合物分子電離後形成帶電離子，這些離子按質荷比(m/z或m/e)由小到大的順序排列而成的圖，稱有機質譜，而獲得有機質譜的儀器稱為有機質譜儀。它主要用於有機化合物的結構鑑定，提供化合物的分子量、元素組成以及官能團等結構信息。

無機質譜儀

無機質譜與有機質譜儀工作原理不同的是物質離子化的方式不一樣：無機質譜儀是以電感耦合高頻放電（ICP）或其他的方式使被測物質離子化。它主要用於無機元素微量分析和同位素分析等方面。

同位素質譜儀

同位素質譜儀的原理是把任何類型的無機或有機化合物轉換成為單純的氣體。它有獨特的分析平臺與固定結合離子光學組件，配置靈活，可適用於不同領域的使用要求。

應用領域

質譜技術發展很快。隨著技術的發展，質譜技術的應用領域也越來越廣。由於質譜分析具有靈敏度高，樣品用量少，分析速度快，分離和鑑定同時進行等優點，因此，質譜技術廣泛的應用於化學化工、環境、能源、醫藥、運動醫學、刑偵科學、生命科學、材料科學等各個領域。

相關品牌

普通質譜儀的品牌主要為沃特世（Waters）、安捷倫（Agilent Technologies）、賽默飛（Thermo Fisher）、吉爾森（Gilson），這些品牌擁有不同類型的普通質譜儀，可以滿足科研的需求。