質譜儀(yi)能用高能電子(zi)(zi)流等轟擊(ji)樣品分子(zi)(zi)，使(shi)該分子(zi)(zi)失去電子(zi)(zi)變為帶正電荷的(de)(de)分子(zi)(zi)離(li)(li)子(zi)(zi)和(he)碎片離(li)(li)子(zi)(zi)。這些不(bu)同離(li)(li)子(zi)(zi)具有(you)不(bu)同的(de)(de)質量(liang)(liang)，質量(liang)(liang)不(bu)同的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)在(zai)磁場的(de)(de)作用下到達檢(jian)測器(qi)的(de)(de)時(shi)間不(bu)同，其(qi)結果為質譜圖。
原理公式：q/m=E/B1B2r
質譜分(fen)(fen)析是先(xian)將(jiang)物質離子化,按離子的(de)質荷比分(fen)(fen)離,然后(hou)測量各種離子譜峰的(de)強度而實現分(fen)(fen)析目的(de)一種分(fen)(fen)析方法。
質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)儀(yi)(yi)以離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)源(yuan)、質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)分(fen)析器(qi)和離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)檢(jian)(jian)測器(qi)為(wei)核心。離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)源(yuan)是使(shi)試樣分(fen)子(zi)在(zai)高(gao)真空條件下離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)化(hua)的(de)(de)(de)裝(zhuang)置(zhi)。電離(li)(li)(li)(li)(li)(li)后(hou)的(de)(de)(de)分(fen)子(zi)因接受了過多的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)會進(jin)一步碎(sui)裂成較(jiao)小質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)多種碎(sui)片離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)和中性(xing)粒子(zi)。它們在(zai)加速電場作(zuo)用(yong)下獲取具有(you)相同能(neng)量(liang)的(de)(de)(de)平均動(dong)能(neng)而進(jin)入質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)分(fen)析器(qi)。質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)分(fen)析器(qi)是將同時進(jin)入其中的(de)(de)(de)不同質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)，按(an)(an)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)荷比m/e大小分(fen)離(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)裝(zhuang)置(zhi)。分(fen)離(li)(li)(li)(li)(li)(li)后(hou)的(de)(de)(de)離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)依次進(jin)入離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)檢(jian)(jian)測器(qi)，采集放(fang)大離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)信(xin)號，經計算機處(chu)理，繪制成質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)圖。離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)源(yuan)、質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)分(fen)析器(qi)和離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)檢(jian)(jian)測器(qi)都各有(you)多種類(lei)型。質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)儀(yi)(yi)按(an)(an)應用(yong)范圍分(fen)為(wei)同位(wei)素(su)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)儀(yi)(yi)、無機質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)儀(yi)(yi)和有(you)機質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)儀(yi)(yi)；按(an)(an)分(fen)辨(bian)本領(ling)分(fen)為(wei)高(gao)分(fen)辨(bian)、中分(fen)辨(bian)和低分(fen)辨(bian)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)儀(yi)(yi)；按(an)(an)工作(zuo)原理分(fen)為(wei)靜(jing)態(tai)儀(yi)(yi)器(qi)和動(dong)態(tai)儀(yi)(yi)器(qi)。
分(fen)(fen)(fen)(fen)離和(he)檢測不(bu)(bu)同同位素(su)的(de)儀(yi)器。儀(yi)器的(de)主要裝置放在真空中。將物(wu)質(zhi)氣(qi)化(hua)、電(dian)(dian)離成離子束(shu)，經電(dian)(dian)壓加(jia)速(su)和(he)聚焦(jiao)，然(ran)后通過(guo)磁(ci)場電(dian)(dian)場區(qu)，不(bu)(bu)同質(zhi)量(liang)的(de)離子受到(dao)磁(ci)場電(dian)(dian)場的(de)偏轉不(bu)(bu)同，聚焦(jiao)在不(bu)(bu)同的(de)位置，從而獲得不(bu)(bu)同同位素(su)的(de)質(zhi)量(liang)譜。質(zhi)譜方(fang)法最早于(yu)1913年由J.J.湯(tang)姆孫確(que)定，以后經F.W.阿斯頓(dun)等(deng)人(ren)改進完善(shan)。現代質(zhi)譜儀(yi)經過(guo)不(bu)(bu)斷改進，仍然(ran)利用(yong)電(dian)(dian)磁(ci)學原理，使(shi)離子束(shu)按荷質(zhi)比(bi)分(fen)(fen)(fen)(fen)離。質(zhi)譜儀(yi)的(de)性能(neng)(neng)指標(biao)是它的(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)辨(bian)(bian)率(lv)，如果質(zhi)譜儀(yi)恰能(neng)(neng)分(fen)(fen)(fen)(fen)辨(bian)(bian)質(zhi)量(liang)m和(he)m+Δm，分(fen)(fen)(fen)(fen)辨(bian)(bian)率(lv)定義為m/Δm。現代質(zhi)譜儀(yi)的(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)辨(bian)(bian)率(lv)達(da)105～106量(liang)級，可測量(liang)原子質(zhi)量(liang)精確(que)到(dao)小數點后7位數字。
質(zhi)(zhi)譜儀最重要的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)是(shi)分離同位素(su)并測(ce)定它(ta)們的(de)(de)(de)原(yuan)子(zi)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)及相對(dui)豐度(du)。測(ce)定原(yuan)子(zi)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)精度(du)超過(guo)(guo)化學測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)方法(fa)(fa)，大(da)約2/3以上的(de)(de)(de)原(yuan)子(zi)的(de)(de)(de)精確(que)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)是(shi)用(yong)(yong)質(zhi)(zhi)譜方法(fa)(fa)測(ce)定的(de)(de)(de)。由(you)于(yu)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)和能(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)當量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)關系(xi)，由(you)此可(ke)得到有(you)關核結構與核結合能(neng)的(de)(de)(de)知識(shi)。對(dui)于(yu)可(ke)通過(guo)(guo)礦石中提(ti)取的(de)(de)(de)放射性衰變(bian)產物元素(su)的(de)(de)(de)分析測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)，可(ke)確(que)定礦石的(de)(de)(de)地(di)質(zhi)(zhi)年代。質(zhi)(zhi)譜方法(fa)(fa)還(huan)可(ke)用(yong)(yong)于(yu)有(you)機(ji)化學分析，特(te)別(bie)是(shi)微量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)雜質(zhi)(zhi)分析，測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)分子(zi)的(de)(de)(de)分子(zi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)，為(wei)確(que)定化合物的(de)(de)(de)分子(zi)式和分子(zi)結構提(ti)供可(ke)靠的(de)(de)(de)依據。由(you)于(yu)化合物有(you)著像指紋一樣的(de)(de)(de)獨特(te)質(zhi)(zhi)譜，質(zhi)(zhi)譜儀在工(gong)業(ye)生(sheng)產中也得到廣泛(fan)應用(yong)(yong)。
固(gu)體火花源(yuan)質(zhi)(zhi)譜：對高(gao)純(chun)材(cai)料(liao)進行雜質(zhi)(zhi)分析。可應用于半導體材(cai)料(liao)有色金屬(shu)、建(jian)材(cai)部門;氣體同位素質(zhi)(zhi)譜：對穩定同位素C、H、N、O、S及放射(she)性同位素Rb、Sr、U、Pb、K、Ar測定，可應用于地質(zhi)(zhi)石油(you)、醫學、環保、農業等部門。
有機質(zhi)譜儀基本(ben)工作原理：以電子(zi)轟擊或其(qi)他的(de)(de)方式使被(bei)測物質(zhi)離(li)子(zi)化，形成各(ge)種(zhong)質(zhi)荷(he)比（m/e）的(de)(de)離(li)子(zi)，然后利用電磁學(xue)原理使離(li)子(zi)按不同的(de)(de)質(zhi)荷(he)比分(fen)離(li)并測量(liang)各(ge)種(zhong)離(li)子(zi)的(de)(de)強度，從而確(que)定被(bei)測物質(zhi)的(de)(de)分(fen)子(zi)量(liang)和結構。
有機(ji)(ji)質(zhi)譜(pu)(pu)儀主要用于有機(ji)(ji)化(hua)合物的結構鑒定(ding)，它能提供化(hua)合物的分(fen)子量、元(yuan)素(su)組成以及官能團等(deng)結構信息。分(fen)為四(si)極桿質(zhi)譜(pu)(pu)儀、離子阱質(zhi)譜(pu)(pu)儀、飛行時間質(zhi)譜(pu)(pu)儀和磁質(zhi)譜(pu)(pu)儀等(deng)。
有機(ji)質(zhi)譜(pu)儀(yi)的發展很重要的方面是與各(ge)種聯用儀(yi)（氣(qi)相(xiang)色(se)(se)譜(pu)、液相(xiang)色(se)(se)譜(pu)、熱(re)分(fen)(fen)析等）的使(shi)用。它(ta)的基本工作原理是：利用一種具有分(fen)(fen)離(li)技(ji)術的儀(yi)器，作為質(zhi)譜(pu)儀(yi)的"進(jin)樣器"，將有機(ji)混合物分(fen)(fen)離(li)成純組分(fen)(fen)進(jin)入質(zhi)譜(pu)儀(yi)，充分(fen)(fen)發揮質(zhi)譜(pu)儀(yi)的分(fen)(fen)析特長(chang)，為每個組分(fen)(fen)提供(gong)分(fen)(fen)子(zi)量和分(fen)(fen)子(zi)結構信息(xi)。
可(ke)廣泛用于有機(ji)化(hua)(hua)(hua)學(xue)、生(sheng)物學(xue)、地球化(hua)(hua)(hua)學(xue)、核工業(ye)、材料(liao)科學(xue)、環(huan)境科學(xue)、醫學(xue)衛生(sheng)、食品化(hua)(hua)(hua)學(xue)、石油化(hua)(hua)(hua)工等領域以(yi)及(ji)空間技術和公(gong)安工作(zuo)等特種分析方面。
無(wu)機(ji)質(zhi)譜(pu)(pu)儀與有機(ji)質(zhi)譜(pu)(pu)儀工(gong)作原理不同的是(shi)物質(zhi)離子化的方式(shi)不一(yi)樣，無(wu)機(ji)質(zhi)譜(pu)(pu)儀是(shi)以電(dian)感耦合高(gao)頻放(fang)電(dian)(ICP)或其他的方式(shi)使(shi)被測物質(zhi)離子化。
無機質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)主要用(yong)(yong)于無機元素微量(liang)(liang)分(fen)(fen)析(xi)(xi)和同位素分(fen)(fen)析(xi)(xi)等(deng)(deng)方面(mian)。分(fen)(fen)為火花源質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)、離子探(tan)針質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)、激光(guang)(guang)探(tan)針質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)、輝(hui)光(guang)(guang)放(fang)電(dian)質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)、電(dian)感耦合等(deng)(deng)離子體(ti)質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)。火花源質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)不僅(jin)可(ke)(ke)以進行(xing)固(gu)體(ti)樣品的整體(ti)分(fen)(fen)析(xi)(xi)，而且可(ke)(ke)以進行(xing)表面(mian)和逐(zhu)層(ceng)分(fen)(fen)析(xi)(xi)甚至液體(ti)分(fen)(fen)析(xi)(xi)；激光(guang)(guang)探(tan)針質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)可(ke)(ke)進行(xing)表面(mian)和縱深(shen)分(fen)(fen)析(xi)(xi)；輝(hui)光(guang)(guang)放(fang)電(dian)質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)分(fen)(fen)辨率高(gao)，可(ke)(ke)進行(xing)高(gao)靈(ling)敏度(du)，高(gao)精(jing)度(du)分(fen)(fen)析(xi)(xi)，適用(yong)(yong)范圍包括元素周期(qi)表中絕大多(duo)數元素，分(fen)(fen)析(xi)(xi)速度(du)快(kuai)，便(bian)于進行(xing)固(gu)體(ti)分(fen)(fen)析(xi)(xi)；電(dian)感耦合等(deng)(deng)離子體(ti)質(zhi)(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)(pu)，譜(pu)(pu)(pu)線簡單易認，靈(ling)敏度(du)與(yu)測量(liang)(liang)精(jing)度(du)很高(gao)。
質(zhi)譜分析法的特(te)點是測試速度(du)快(kuai)，結果精確。廣泛用(yong)于地(di)質(zhi)學(xue)、礦物學(xue)、地(di)球化學(xue)、核工業、材料科(ke)學(xue)、環(huan)境科(ke)學(xue)、醫(yi)學(xue)衛生(sheng)、食(shi)品化學(xue)、石油化工等領域(yu)以及空(kong)間(jian)技(ji)術和(he)公安(an)工作等特(te)種分析方面(mian)。
同(tong)位(wei)素(su)質(zhi)譜(pu)分析法(fa)的特點是(shi)測(ce)試速度快(kuai)，結(jie)果精確，樣品用(yong)量(liang)少（微克(ke)量(liang)級）。能精確測(ce)定(ding)元素(su)的同(tong)位(wei)素(su)比值(zhi)。廣泛用(yong)于核科學，地質(zhi)年代測(ce)定(ding)，同(tong)位(wei)素(su)稀釋質(zhi)譜(pu)分析，同(tong)位(wei)素(su)示蹤分析。
離(li)(li)子(zi)(zi)探(tan)針(zhen)(zhen)是用聚焦(jiao)的(de)(de)(de)一(yi)次離(li)(li)子(zi)(zi)束(shu)作為微探(tan)針(zhen)(zhen)轟擊樣(yang)品(pin)表(biao)面(mian)，測(ce)射出原子(zi)(zi)及分子(zi)(zi)的(de)(de)(de)二次離(li)(li)子(zi)(zi)，在磁場中按質荷(he)比（m/e）分開，可獲得材料(liao)微區質譜圖(tu)譜及離(li)(li)子(zi)(zi)圖(tu)像，再通過分析(xi)(xi)計(ji)算求得元(yuan)素的(de)(de)(de)定性(xing)和(he)(he)定量信息。測(ce)試前對不同種(zhong)類的(de)(de)(de)樣(yang)品(pin)須作不同制備，離(li)(li)子(zi)(zi)探(tan)針(zhen)(zhen)兼有電(dian)(dian)子(zi)(zi)探(tan)針(zhen)(zhen)、火(huo)花型質譜儀的(de)(de)(de)特(te)點。可以探(tan)測(ce)電(dian)(dian)子(zi)(zi)探(tan)針(zhen)(zhen)顯微分析(xi)(xi)方法檢(jian)測(ce)極限(xian)以下的(de)(de)(de)微量元(yuan)素，研(yan)究(jiu)其局(ju)部分布和(he)(he)偏析(xi)(xi)。可以作為同位素分析(xi)(xi)。可以分析(xi)(xi)極薄(bo)表(biao)面(mian)層和(he)(he)表(biao)面(mian)吸附物，表(biao)面(mian)分析(xi)(xi)時可以進行縱(zong)向的(de)(de)(de)濃度分析(xi)(xi)。成像離(li)(li)子(zi)(zi)探(tan)針(zhen)(zhen)適用于(yu)許多不同類型的(de)(de)(de)樣(yang)品(pin)分析(xi)(xi)，包(bao)括金屬樣(yang)品(pin)、半導體(ti)器(qi)件、非導體(ti)樣(yang)品(pin)，如(ru)高聚物和(he)(he)玻璃產(chan)品(pin)等(deng)(deng)。廣泛應用于(yu)金屬、半導體(ti)、催化劑(ji)、表(biao)面(mian)、薄(bo)膜等(deng)(deng)領域中以及環保(bao)科(ke)學、空間科(ke)學和(he)(he)生物化學等(deng)(deng)研(yan)究(jiu)部門。
