质谱

质谱（又叫质谱法）是一种与光谱并列的谱学方法，通常意义上是指广泛应用于各个学科领域中通过制备、分离、检测气相离子来鉴定化合物的一种专门技术。质谱法在一次分析中可提供
丰富的结构信息，将分离技术与质谱法相结合是分离科学方法中的一项突破性进展。在众多的
分析测试方法中，质谱学方法被认为是一种同时具备高特异性和高灵敏度且得到了广泛应用的
普适性方法。质谱仪器一般由样品导入系统、离子源、质量分析器、检测器、数据处理系统等
部分组成。

质谱分析是一种测量离子质荷比（质量-电荷比）的分析方法，其基本原理 是使试样中各组分在离子源中发生电离，生成不同荷质比的带电荷的离子，经加速电场的作用，形成离子束，进
入质量分析器。在质量分析器中，再利用电场和磁场使发生相反的速度色散，将它们分别聚焦
而得到质谱图，从而确定其质量。

种类

质谱仪种类非常多，工作原理和应用范围也有很大的不同。从应用角度，质谱仪可以分为有机质谱仪和无机质谱仪。

应用

质谱技术 是一种鉴定技术，在有机分子的鉴定方面发挥非常重要的作用。它能快速而极为准确地测定生物大分子的分子量，使蛋白质组研究从蛋白质鉴定深入到高级结构研究以及各种蛋
白质之间的相互作用研究。
随着质谱技术的发展,质谱技术的应用领域也越来越广。由于质谱分析具有灵敏度高，样品用
量少，分析速度快，分离和鉴定同时进行等优点，因此，质谱技术广泛的应用于化学，化工，
环境，能源，医药，运动医学，刑事科学技术，生命科学，材料科学等各个领域。

质谱仪

质谱仪又称质谱计。分离和检测不同同位素的仪器。即根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理，按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器。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。

定义

质谱仪能用高能电子流等轰击样品分子，使该分子失去电子变为带正电荷的分子离子和碎片离子。这些不同离子具有不同的质量，质量不同的离子在磁场的作用下到达检测器的时间不同，其结果为质谱图。

质谱仪简介

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/e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。

用法

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。质现代质谱仪经过不断改进，仍然利用电磁学原理
，使离子束按荷质比分离。质谱仪的性能指标是它的分辨率，如果质谱仪恰能分辨质量m和m+
Δm，分辨率定义为m/Δm。现代质谱仪的分辨率达 105 ～106 量级，可测量原子质量精确到
小数点后7位数字。
质谱仪最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。

有机质谱仪基本工作原理：以电子轰击或其他的方式使被测物质离子化，形成各种质荷比m/e的离子，然后利用电磁学原理使离子按不同的质荷比分离并测量各种离子的强度，从而确定被测物质的分子量和结构有机质谱仪主要用于有机化合物的结构鉴定，它能提供化合物的分子量、元素组成以及官能团等结构信息。分为四极杆质谱仪、离子阱质谱仪、飞行时间质谱仪和磁质谱仪等。

有机质谱仪的发展很重要的方面是与各种联用仪（气相色谱、液相色谱、热分析等）的使用。
它的基本工作原理是：利用一种具有分离技术的仪器，作为质谱仪的"进样器"，将有机混合物
分离成纯组分进入质谱仪，充分发挥质谱仪的分析特长，为每个组分提供分子量和分子结构信
息。

无机质谱仪
无机质谱仪与有机质谱仪工作原理不同的是物质离子化的方式不一样，无机质谱仪是以电感耦
合高频放电 (ICP)或其他的方式使被测物质离子化。
无机质谱仪主要用于无机元素微量分析和同位素分析等方面。分为火花源质谱仪、离子探针质
谱仪、激光探针质谱仪、辉光放电质谱仪、电感耦合等离子体质谱仪。火花源质谱仪不仅可以
进行固体样品的整体分析，而且可以进行表面和逐层分析甚至液体分析；激光探针[1]  质谱
仪可进行表面和纵深分析；辉光放电质谱仪分辨率高，可进行高灵敏度，高精度分析，适用范
围包括元素周期表中绝大多数元素，分析速度快，便于进行固体分析；电感耦合等离子体质谱
，谱线简单易认，灵敏度与测量精度很高。

离子探针
离子探针是用聚焦的一次离子束作为微探针轰击样品表面，测射出原子及分子的二次离子，在
磁场中按质荷比（m/e）分开，可获得材料微区质谱图谱及离子图像，再通过分析计算求得元
素的定性和定量信息。测试前对不同种类的样品须作不同制备，离子探针兼有电子探针、火花
型质谱仪的特点。可以探测电子探针显微分析方法检测极限以下的微量元素，研究其局部分布
和偏析。可以作为同位素分析。可以分析极薄表面层和表面吸附物，表面分析时可以进行纵向
的浓度分析。成像离子探针适用于许多不同类型的样品分析，包括金属样品、半导体器件、非
导体样品，如高聚物和玻璃产品等。广泛应用于金属、半导体、催化剂、表面、薄膜等领域中
以及环保科学、空间科学和生物化学等研究部门。