質(zhi)(zhi)譜儀能(neng)用(yong)高能(neng)電子(zi)(zi)(zi)流等轟擊樣品分子(zi)(zi)(zi)，使該分子(zi)(zi)(zi)失去電子(zi)(zi)(zi)變為帶(dai)正電荷的分子(zi)(zi)(zi)離(li)子(zi)(zi)(zi)和碎片離(li)子(zi)(zi)(zi)。這(zhe)些不同離(li)子(zi)(zi)(zi)具有不同的質(zhi)(zhi)量(liang)，質(zhi)(zhi)量(liang)不同的離(li)子(zi)(zi)(zi)在(zai)磁場的作(zuo)用(yong)下到(dao)達檢測器的時(shi)間(jian)不同，其(qi)結(jie)果為質(zhi)(zhi)譜圖。
原(yuan)理(li)公式：q/m=E/B1B2r
質(zhi)譜(pu)分析(xi)(xi)是先將(jiang)物質(zhi)離(li)子化,按離(li)子的(de)(de)質(zhi)荷比(bi)分離(li),然后測量各種離(li)子譜(pu)峰(feng)的(de)(de)強度而(er)實(shi)現分析(xi)(xi)目的(de)(de)一種分析(xi)(xi)方法。
質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜儀(yi)(yi)以離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)源、質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)析器(qi)(qi)和(he)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)檢測(ce)器(qi)(qi)為(wei)(wei)核心(xin)。離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)源是使試樣分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)在(zai)高真空(kong)條(tiao)件下(xia)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)化的(de)(de)(de)裝(zhuang)(zhuang)置。電離(li)(li)后(hou)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)因接受了過多的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)會(hui)進一步碎裂成(cheng)(cheng)較(jiao)小質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)多種(zhong)碎片離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)中性粒子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)。它們(men)在(zai)加速電場作用(yong)下(xia)獲取具有(you)相同能(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)平均動(dong)能(neng)而(er)進入(ru)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)析器(qi)(qi)。質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)析器(qi)(qi)是將同時(shi)進入(ru)其中的(de)(de)(de)不同質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)，按(an)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)荷比m/e大(da)小分(fen)(fen)離(li)(li)的(de)(de)(de)裝(zhuang)(zhuang)置。分(fen)(fen)離(li)(li)后(hou)的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)依次進入(ru)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)檢測(ce)器(qi)(qi)，采集放大(da)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)信號(hao)，經計(ji)算機(ji)處理，繪制成(cheng)(cheng)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜圖(tu)。離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)源、質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)析器(qi)(qi)和(he)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)檢測(ce)器(qi)(qi)都各有(you)多種(zhong)類型(xing)。質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜儀(yi)(yi)按(an)應用(yong)范圍分(fen)(fen)為(wei)(wei)同位素質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜儀(yi)(yi)、無機(ji)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜儀(yi)(yi)和(he)有(you)機(ji)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜儀(yi)(yi)；按(an)分(fen)(fen)辨(bian)本領分(fen)(fen)為(wei)(wei)高分(fen)(fen)辨(bian)、中分(fen)(fen)辨(bian)和(he)低分(fen)(fen)辨(bian)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜儀(yi)(yi)；按(an)工作原理分(fen)(fen)為(wei)(wei)靜態儀(yi)(yi)器(qi)(qi)和(he)動(dong)態儀(yi)(yi)器(qi)(qi)。
分離(li)和(he)檢測不(bu)同同位(wei)素的(de)儀(yi)(yi)(yi)器。儀(yi)(yi)(yi)器的(de)主要(yao)裝置(zhi)放在(zai)真空中(zhong)。將(jiang)物質(zhi)(zhi)(zhi)氣化、電(dian)離(li)成離(li)子束，經(jing)電(dian)壓加速和(he)聚(ju)焦，然后(hou)通過磁(ci)場(chang)(chang)電(dian)場(chang)(chang)區，不(bu)同質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)的(de)離(li)子受到磁(ci)場(chang)(chang)電(dian)場(chang)(chang)的(de)偏轉不(bu)同，聚(ju)焦在(zai)不(bu)同的(de)位(wei)置(zhi)，從(cong)而獲(huo)得不(bu)同同位(wei)素的(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)譜(pu)(pu)。質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)方法(fa)最早(zao)于1913年(nian)由J.J.湯姆(mu)孫確定，以后(hou)經(jing)F.W.阿斯(si)頓等人改進(jin)完善。現(xian)代(dai)質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)經(jing)過不(bu)斷改進(jin)，仍然利(li)用電(dian)磁(ci)學原(yuan)理，使離(li)子束按(an)荷質(zhi)(zhi)(zhi)比(bi)分離(li)。質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)的(de)性能指標是它的(de)分辨(bian)率，如果質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)恰能分辨(bian)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)m和(he)m+Δm，分辨(bian)率定義為(wei)m/Δm。現(xian)代(dai)質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)的(de)分辨(bian)率達105～106量(liang)級，可測量(liang)原(yuan)子質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)精確到小(xiao)數點后(hou)7位(wei)數字。
質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)儀(yi)最(zui)重要的(de)(de)(de)應用是(shi)分(fen)(fen)離同位素并(bing)測(ce)定它們的(de)(de)(de)原子(zi)質(zhi)(zhi)(zhi)量及相對(dui)(dui)豐度。測(ce)定原子(zi)質(zhi)(zhi)(zhi)量的(de)(de)(de)精(jing)度超(chao)過化學測(ce)量方(fang)(fang)法(fa)，大(da)約2/3以(yi)上(shang)的(de)(de)(de)原子(zi)的(de)(de)(de)精(jing)確(que)質(zhi)(zhi)(zhi)量是(shi)用質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)方(fang)(fang)法(fa)測(ce)定的(de)(de)(de)。由(you)于質(zhi)(zhi)(zhi)量和能(neng)量的(de)(de)(de)當量關系，由(you)此可得(de)到(dao)有關核結構與核結合能(neng)的(de)(de)(de)知識(shi)。對(dui)(dui)于可通過礦石中(zhong)(zhong)提取的(de)(de)(de)放射性(xing)衰變(bian)產物(wu)(wu)元素的(de)(de)(de)分(fen)(fen)析測(ce)量，可確(que)定礦石的(de)(de)(de)地質(zhi)(zhi)(zhi)年代。質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)方(fang)(fang)法(fa)還(huan)可用于有機化學分(fen)(fen)析，特別(bie)是(shi)微量雜質(zhi)(zhi)(zhi)分(fen)(fen)析，測(ce)量分(fen)(fen)子(zi)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)子(zi)量，為確(que)定化合物(wu)(wu)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)子(zi)式和分(fen)(fen)子(zi)結構提供可靠的(de)(de)(de)依(yi)據。由(you)于化合物(wu)(wu)有著(zhu)像(xiang)指紋一樣的(de)(de)(de)獨(du)特質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)，質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)儀(yi)在工業生產中(zhong)(zhong)也得(de)到(dao)廣(guang)泛應用。
固體火花(hua)源質(zhi)譜(pu)：對高純(chun)材料進行雜質(zhi)分析。可應(ying)用于半導體材料有(you)色(se)金屬、建材部門;氣體同(tong)位(wei)素(su)質(zhi)譜(pu)：對穩定同(tong)位(wei)素(su)C、H、N、O、S及放射性同(tong)位(wei)素(su)Rb、Sr、U、Pb、K、Ar測定，可應(ying)用于地質(zhi)石油、醫(yi)學、環保、農業等部門。
有(you)機(ji)質(zhi)譜(pu)儀基本工作原理：以電子(zi)(zi)轟(hong)擊或其他的(de)(de)方(fang)式(shi)使(shi)被測(ce)(ce)物質(zhi)離(li)子(zi)(zi)化，形成各種(zhong)質(zhi)荷比(bi)（m/e）的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)，然(ran)后利用(yong)電磁學原理使(shi)離(li)子(zi)(zi)按不同的(de)(de)質(zhi)荷比(bi)分(fen)離(li)并測(ce)(ce)量(liang)各種(zhong)離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)強度，從而確(que)定被測(ce)(ce)物質(zhi)的(de)(de)分(fen)子(zi)(zi)量(liang)和結構。
有機質譜(pu)儀(yi)(yi)主(zhu)要(yao)用于有機化(hua)合物的結構鑒(jian)定，它能提(ti)供(gong)化(hua)合物的分子(zi)量、元素組(zu)成以及官能團(tuan)等結構信息。分為(wei)四極(ji)桿(gan)質譜(pu)儀(yi)(yi)、離子(zi)阱(jing)質譜(pu)儀(yi)(yi)、飛行時間質譜(pu)儀(yi)(yi)和磁質譜(pu)儀(yi)(yi)等。
有(you)機質(zhi)(zhi)譜儀(yi)(yi)(yi)的發展(zhan)很重要(yao)的方(fang)面是與各(ge)種聯(lian)用(yong)(yong)儀(yi)(yi)(yi)（氣相色譜、液相色譜、熱分析(xi)等）的使用(yong)(yong)。它的基(ji)本工作(zuo)原理是：利用(yong)(yong)一種具有(you)分離(li)(li)技術的儀(yi)(yi)(yi)器(qi)，作(zuo)為質(zhi)(zhi)譜儀(yi)(yi)(yi)的"進樣(yang)器(qi)"，將有(you)機混合物分離(li)(li)成純組分進入質(zhi)(zhi)譜儀(yi)(yi)(yi)，充分發揮質(zhi)(zhi)譜儀(yi)(yi)(yi)的分析(xi)特長(chang)，為每個組分提供分子量(liang)和分子結構信息。
可廣泛用于有機(ji)化(hua)學(xue)、生物學(xue)、地球化(hua)學(xue)、核工(gong)業、材(cai)料科學(xue)、環境科學(xue)、醫學(xue)衛(wei)生、食品化(hua)學(xue)、石油化(hua)工(gong)等領(ling)域以及空(kong)間技術和公安工(gong)作等特(te)種(zhong)分析方面。
無機(ji)質譜儀與有(you)機(ji)質譜儀工作原理不同的是物質離子化的方式不一樣，無機(ji)質譜儀是以電(dian)感耦(ou)合高頻放電(dian)(ICP)或其他(ta)的方式使被測物質離子化。
無機質(zhi)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)主(zhu)要用(yong)于無機元(yuan)素微量分(fen)(fen)析(xi)和同位素分(fen)(fen)析(xi)等(deng)方面。分(fen)(fen)為火花源質(zhi)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)、離(li)子探針(zhen)質(zhi)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)、激光(guang)探針(zhen)質(zhi)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)、輝(hui)(hui)光(guang)放(fang)電(dian)(dian)質(zhi)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)、電(dian)(dian)感耦合等(deng)離(li)子體(ti)(ti)(ti)質(zhi)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)。火花源質(zhi)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)不(bu)僅可以(yi)進(jin)(jin)行(xing)(xing)固(gu)體(ti)(ti)(ti)樣品(pin)的整體(ti)(ti)(ti)分(fen)(fen)析(xi)，而且可以(yi)進(jin)(jin)行(xing)(xing)表面和逐層分(fen)(fen)析(xi)甚至(zhi)液(ye)體(ti)(ti)(ti)分(fen)(fen)析(xi)；激光(guang)探針(zhen)質(zhi)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)可進(jin)(jin)行(xing)(xing)表面和縱深(shen)分(fen)(fen)析(xi)；輝(hui)(hui)光(guang)放(fang)電(dian)(dian)質(zhi)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)分(fen)(fen)辨率高(gao)(gao)(gao)，可進(jin)(jin)行(xing)(xing)高(gao)(gao)(gao)靈敏(min)度，高(gao)(gao)(gao)精(jing)度分(fen)(fen)析(xi)，適用(yong)范圍包括(kuo)元(yuan)素周期(qi)表中絕大多數元(yuan)素，分(fen)(fen)析(xi)速度快，便于進(jin)(jin)行(xing)(xing)固(gu)體(ti)(ti)(ti)分(fen)(fen)析(xi)；電(dian)(dian)感耦合等(deng)離(li)子體(ti)(ti)(ti)質(zhi)譜(pu)(pu)(pu)，譜(pu)(pu)(pu)線(xian)簡單易(yi)認，靈敏(min)度與測量精(jing)度很高(gao)(gao)(gao)。
質譜分析法的特(te)點是測試速(su)度快，結果精確。廣泛用于地質學(xue)(xue)(xue)、礦物學(xue)(xue)(xue)、地球化學(xue)(xue)(xue)、核工(gong)業、材料(liao)科學(xue)(xue)(xue)、環境(jing)科學(xue)(xue)(xue)、醫學(xue)(xue)(xue)衛(wei)生、食(shi)品化學(xue)(xue)(xue)、石(shi)油化工(gong)等領(ling)域以及(ji)空間技術(shu)和(he)公安工(gong)作等特(te)種分析方面。
同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)(su)質(zhi)譜分析法的特點是(shi)測(ce)試(shi)速度快(kuai)，結(jie)果精確(que)(que)，樣品用量少（微克量級(ji)）。能精確(que)(que)測(ce)定元(yuan)素(su)(su)的同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)(su)比值。廣泛(fan)用于(yu)核科學，地質(zhi)年代測(ce)定，同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)(su)稀釋質(zhi)譜分析，同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)(su)示蹤分析。
離子(zi)(zi)(zi)探(tan)針(zhen)是用聚焦(jiao)的一(yi)次離子(zi)(zi)(zi)束作為(wei)微(wei)(wei)探(tan)針(zhen)轟擊樣(yang)品(pin)表(biao)面(mian)(mian)，測(ce)射(she)出(chu)原子(zi)(zi)(zi)及分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)的二次離子(zi)(zi)(zi)，在磁場中按質(zhi)荷比(bi)（m/e）分(fen)(fen)開(kai)，可(ke)(ke)獲(huo)得材(cai)料微(wei)(wei)區質(zhi)譜(pu)圖(tu)譜(pu)及離子(zi)(zi)(zi)圖(tu)像，再通過分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)計算求得元素(su)的定性(xing)和(he)定量(liang)信息。測(ce)試前對不同(tong)種類的樣(yang)品(pin)須作不同(tong)制(zhi)備，離子(zi)(zi)(zi)探(tan)針(zhen)兼有電子(zi)(zi)(zi)探(tan)針(zhen)、火花型(xing)質(zhi)譜(pu)儀的特(te)點。可(ke)(ke)以(yi)(yi)探(tan)測(ce)電子(zi)(zi)(zi)探(tan)針(zhen)顯(xian)微(wei)(wei)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)方法檢測(ce)極限以(yi)(yi)下的微(wei)(wei)量(liang)元素(su)，研究其局部(bu)分(fen)(fen)布和(he)偏析(xi)(xi)(xi)。可(ke)(ke)以(yi)(yi)作為(wei)同(tong)位(wei)素(su)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)。可(ke)(ke)以(yi)(yi)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)極薄(bo)表(biao)面(mian)(mian)層(ceng)和(he)表(biao)面(mian)(mian)吸(xi)附物，表(biao)面(mian)(mian)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)時可(ke)(ke)以(yi)(yi)進行縱向的濃(nong)度分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)。成像離子(zi)(zi)(zi)探(tan)針(zhen)適用于(yu)許多不同(tong)類型(xing)的樣(yang)品(pin)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)，包(bao)括金屬(shu)樣(yang)品(pin)、半(ban)導體器件、非導體樣(yang)品(pin)，如(ru)高(gao)聚物和(he)玻(bo)璃(li)產品(pin)等。廣泛應(ying)用于(yu)金屬(shu)、半(ban)導體、催化劑、表(biao)面(mian)(mian)、薄(bo)膜等領域中以(yi)(yi)及環保科(ke)(ke)學、空(kong)間(jian)科(ke)(ke)學和(he)生物化學等研究部(bu)門(men)。
