科普小知識——在線質譜分析基本知識

　　質譜分析的特點及質譜儀分類

　　(1)質譜學、質譜分析及質譜儀 質譜學(mass spectroscopy，MS)是研究如何使中性樣品形成離子，并使這些具有不同質荷比的離子在特定的電磁場中運動，從而將它們分離的科學。

　　質譜分析是應用質譜學的原理，通過對被測樣品含有的離子質荷比的測定分析其組成的種分析方法。質譜分析法首先要將被分析的樣品離子化，然后利用不同離子在電場或磁場中運動行為的不同把樣品離子按質荷比分開而得到樣品的質譜，通過樣品的質譜和相關信息可以得到樣品組成的定性、定量分析結果。

　　質譜儀（也稱質譜計) 是應用質譜學原理及質譜分析的方法制成的分析儀器。質譜儀具有分析速度快、靈敏度高以及質譜圖的解析相對簡單的特點。質譜儀已經廣泛應用于化學、化工、石油、材料、生命、環境、地質、能源、醫藥等相關領域。

　　(2)質譜分析的特點

　　1.應用范圍廣。質譜儀種類很多，按分析對象不同可分為同位素質譜儀、無機質譜儀和有機質譜儀等。樣品既可以是無機物，也可以是有機化合物；被分析的樣品既可以是氣體和液體，也可以是固體。可以做化合物的結構分析，測定相對原子質量與相對分子質量；可以做同位素分析、定性與定量分析，用于生產過程監測、環境及生理監測與臨床研究、原子與分子過程研究、表面與固體研究、熱力學與反應動力學研究和空間監測與研究等。

　　2.質譜分析是迄今為止唯一可以確定相對分子質量的方法。高分辨率質譜儀不僅能夠準確測定相對分子質量，而且可以確定化合物的化學式，并進行結構分析。

　　3.質譜儀的分析靈敏度高，樣品用量少。通常只需幾微克甚至更少的樣品 (0.1ng)便可以得到滿意的質譜圖，檢出限可達 1X10^-14g。

　　4.質譜儀的分析速度極快，可實現多組分同時檢測。質譜要求被測化合物轉化為氣相。因此氣相色譜和質譜聯用(GC-MS) 已經成為一種用途很廣的用于混合物中各化合物定性和定量分析的方法。

　　(3)質譜儀的分類 質譜儀的種類很多，其工作原理和應用范圍也有很大的不同。

　　質譜儀按照分析應用的現場環境條件不同主要分為實驗室質譜儀和在線質譜儀 (也稱在線質譜計、工業質譜儀）。實驗室質譜儀是用于實驗室研究和分析的質譜儀，從所分析樣品的不同可以分為有機質譜儀，無機質譜儀、同位素質譜儀及氣體分析質譜儀等幾類。其中量最多、用途最廣的是有機質譜儀，包括各種色譜-質譜聯用儀。

　　質譜儀根據所用的質量分析儀的不同可分為扇形磁場質譜儀、四極桿質譜儀、飛行時間質譜儀、離子阱質譜儀、傅里葉變換質譜儀等。扇形磁場質譜儀又有單聚焦式、雙聚焦式兩種，實驗室質譜儀大多采用雙聚焦式。

　　在線質譜儀是用于工業生產流程中的一種質譜儀，主要用于工藝過程的在線氣體分析一級其他相關的檢測。在線質譜儀使用的質量分析儀主要有扇形磁場、四極桿、飛行時間等質量分析儀，因此在線質譜分析常用的是扇形磁場質譜儀、四極桿質譜儀及飛行時間質譜儀。扇形磁場質譜儀的特點是定量分析精度高，穩定性好；四極桿質譜儀因其體積小、綜合性能好，是在線分析常用的質譜儀；飛行時間質譜儀的特點是相應速度快（僅幾微秒），在測量快速反應氣體變化時需要采用這種質譜儀。