質譜檢測方法

1. 質譜分析法的基本原理

質譜分析方法是利用質譜儀測定各種元素的同位素質量和相對豐度的方法。質譜儀由離子源、分析器和收集器三部分組成。樣品先在氣體放電管內被加熱形成離子，之後樣品離子通過幾道狹縫進行速度篩選。通過最後一道狹縫的離子均具有恆定的速度。具有恆定速度的離子進入分析器後受到外加磁場的作用，它們將作圓周運動。

由於各種同位素離子的質量不同，它們將循著不同的路徑到達收集器。用照相底板拍攝下這些軌跡，分析底板上各種同位素離子的位置和強度，可求得它們的質量和相對豐度。質譜儀方法現已是一種得到廣泛應用的化學分析方法，它可用於痕量元素分析。它也可進行同位素分離以制備純的同位素樣品。

江蘇天瑞儀器股份有限公司GC-MS 6800是天瑞儀器精心打造的一款高性價比氣相色譜質譜聯用儀，具有完全的自主知識產權，擁有多項技術，可廣泛應用於高分子材料、環境保護、電子電器、醫葯、石油化工、食品安全、紡織皮革等多行業中有害物質的檢測。

2. 質譜的檢測技術

1 低溫檢測器
低溫檢測器也叫熱量檢測器。當粒子或離子撞擊超導薄膜表面，能量累積並產生熱量，表面濺射出中子、離子、電子和光子，這個過程在常溫下不容易被發現。然而，在低溫條件下（<3K），能夠檢測到由離子撞擊產生的瞬間「高溫」，從而提供離子速率和能量的信息。低溫檢測器具有100%的效率、無質量岐視、理論上無質量上限。使用電子倍增器和微通道板對大質量離子進行檢
測時，由於二次電子的產生會使檢測效率降低，而低溫檢測器在高質量區響應信號不會下降。 這種能夠對離子能量檢測的方法有助於對離子化機理的研究。2002年出現商品化的採用超導隧道結檢測器的陣列低溫檢測器，對 m/z400，000大分子進行檢測，靈敏度達 fmol 水平。但是，這種檢測器需要工作在極端低溫的環境下，在一定程度上限制了其推廣應用。
2 微球板檢測器
Tremsin 和 Naaman 等研製出基於微通道板檢測原理的微球板檢測器（MSP）。直徑約為 20～100微米的玻璃微球經特殊材料處理後，燒結形成薄的、多孔玻璃板，這樣在玻璃板兩個表面之間就可形成不規則通道，離子撞擊玻璃板表面產生二次電子被加在兩表面間的高壓加速，通過彎曲的通道時，再次撞擊其他微球表面產生更多的電子，經多次循環產生後，電子流在玻璃板的另一側得到檢測。與微通道板相比，微球板有更高的檢測效率。使用微通道板時，當離子撞擊在通道之間的表面，不產生電子；而使用微球板時，接收離子的表面為多個球表面，這極大地提高了檢測效率。另外，與微通道板相比，微球板的成本要低的多。
Guilhaus 等將微球板檢測器與正交飛行時間質量分析器聯用時，單個離子的脈沖寬度為800ps（半峰寬）。
3 其他
Birkinshaw和Langstaff等人研製出由微通道板和陽極陣列組成的聚焦板檢測體系。陽極陣列是基於晶元技術的互補型金屬氧化物半導體器件，由 18 微米寬的鋁檢測帶和相應電路組成，可用來檢測微通道板產生的脈沖電流。與普通微通道板相比，信噪比、靈敏度、解析度得到一定提高，而計數速率沒有得到改善。
Sinha 和 Wadsworth 等報道了基於電荷耦合器件（CCD）的陣列檢測器，作者將電荷耦合器件中對光子敏感的器件換成金屬氧化物半導體器件，可直接用於離子的檢測，靈敏度較高，可檢測 5 個離子。
Fuerstenau 等將主動象素感測技術用於離子的檢測，將可用於電荷收集的金屬帶代替互補型金屬氧化物半導體器件中的光電二極體。與電荷耦合器件不同，互補型金屬氧化物半導體器件中的每個象素在電路中都有獨立的放大功能。

3. 請教如何用質譜法或液相色譜法檢測

HPLC從不同的角度出發可以有不同的分類方法,一般液相色譜根據柱子填料和流動相選擇的不同分為正相色譜和反相色譜.所說的「高效」和「超高效」,則是涵蓋了小顆粒填料、非常低系統體積及快速檢測手段等技術.
一般的HPLC都會配有檢測器,液相色譜/質譜聯用,是在HPLC後再加一個MS（質譜）檢測器.
補充兩點：
1,由於HPLC檢測器（常見為UV類）和MS工作原理不同,有些化合物不會同時在UV和MS上有響應.
2,由於MS檢測器對於流動相有要求,比如易揮發,低鹽等,有時HPLC適合的流動相條件並不能直接用在液/質聯用儀上,需作改動.

4. 請問核磁檢測分子結構的方法和質譜有什麼區別

這兩個東西都玩過，應該是兩種不同的儀器。雖然都可以用作結構鑒定。首先核磁共振無法測定分子量，這個是先要糾正的。核磁共振主要分為兩種，核磁共振氫譜和碳譜，都是通過氫原子和碳原子的化學環境不同進行分辨的。不同的氫在核磁譜裡面出不同的峰，比如甲基的峰一般出在化學位移在2ppm左右的地方，羥基出在低場。根據出峰的位置和峰強和耦合常數進行解析，可以得到完整分子結構，當然前提是知道分子量，核磁共振是目前結構解析中最權威的工具。
質譜通過其他分子碰撞得到碎片檢測母離子和子離子的碎片進行解析。
一般要得到確定的分子結構，要同時給出氫譜和質譜圖，同時附上解析過程。

5. 質譜儀的工作原理和質譜法可以提供哪些信息

質譜分析法主要是通過對樣品的離子的質荷比的分析而實現對樣品進行定性和定量的一種方法。因此，質譜儀都必須有電離裝置把樣品電離為離子，有質量分析裝置把不同質荷比的離子分開,經檢測器檢測之後可以得到樣品的質譜圖，由於有機樣品,無機樣品和同位素樣品等具有不同形態、性質和不同的分析要求,所以，所用的電離裝置、質量分析裝置和檢測裝置有所不同。但是，不管是哪種類型的質譜儀，其基本組成是相同的。都包括離子源、質量分析器、檢測器和真空系統。本節主要介紹有機質譜儀的基本結構和工作原理。
離子源（Ion source）
離子源的作用是將欲分析樣品電離，得到帶有樣品信息的離子。質譜儀的離子源種類很多，現將主要的離子源介紹如下。
電子電離源(Electron Ionization EI)

電子電離源又稱EI源，是應用最為廣泛的離子源，它主要用於揮發性樣品的電離。圖9.1是電子電離源的原理圖，由GC或直接進樣桿進入的樣品，以氣體形式進入離子源，由燈絲F發出的電子與樣品分子發生碰撞使樣品分子電離。一般情況下,燈絲F與接收極T之間的電壓為70伏,所有的標准質譜圖都是在70ev下做出的。在70ev電子碰撞作用下,有機物分子可能被打掉一個電子形成分子離子，也可能會發生化學鍵的斷裂形成碎片離子。由分子離子可以確定化合物分子量,由碎片離子可以得到化合物的結構。對於一些不穩定的化合物,在70ev的電子轟擊下很難得到分子離子。為了得到分子量，可以採用1020ev的電子能量，不過此時儀器靈敏度將大大降低，需要加大樣品的進樣量。而且，得到的質譜圖不再是標准質譜圖。
離子源中進行的電離過程是很復雜的過程，有專門的理論對這些過程進行解釋和描述。在電子轟擊下，樣品分子可能有四種不同途徑形成離子：
樣品分子被打掉一個電子形成分子離子。
分子離子進一步發生化學鍵斷裂形成碎片離子。
分子離子發生結構重排形成重排離子。
通過分子離子反應生成加合離子。

此外，還有同位素離子。這樣，一個樣品分子可以產生很多帶有結構信息的離子，對這些離子進行質量分析和檢測，可以得到具有樣品信息的質譜圖。
電子電離源主要適用於易揮發有機樣品的電離，GC-MS聯用儀中都有這種離子源。其優點是工作穩定可靠，結構信息豐富，有標准質譜圖可以檢索。缺點是只適用於易汽化的有機物樣品分析，並且，對有些化合物得不到分子離子。
化學電離源(Chemical Ionization , EI )。
有些化合物穩定性差，用EI方式不易得到分子離子,因而也就得不到分子量。為了得到分子量可以採用CI電離方式。CI和EI在結構上沒有多大差別。或者說主體部件是共用的。其主要差別是CI源工作過程中要引進一種反應氣體。反應氣體可以是甲烷、異丁烷、氨等。反應氣的量比樣品氣要大得多。燈絲發出的電子首先將反應氣電離，然後反應氣離子與樣品分子進行離子-分子反應，並使樣品氣電離。現以甲烷作為反應氣，說明化學電離的過程。在電子轟擊下，甲烷首先被電離:

甲烷離子與分子進行反應，生成加合離子：

加合離子與樣品分子反應：

生成的XH2+ 和 X+ 比樣品分子XH多一個H或少一個H，可表示為(M1)，稱為準分子離子。事實上，以甲烷作為反應氣，除(M+1)+之外，還可能出現(M+17)+，(M+29)+ 等離子，同時還出現大量的碎片離子。化學電離源是一種軟電離方式，有些用EI方式得不到分子離子的樣品，改用CI後可以得到準分子離子，因而可以求得分子量。對於含有很強的吸電子基團的化合物，檢測負離子的靈敏度遠高於正離子的靈敏度，因此，CI源一般都有正CI和負CI，可以根據樣品情況進行選擇。由於CI得到的質譜不是標准質譜，所以不能進行庫檢索。
EI和CI源主要用於氣相色譜-質譜聯用儀，適用於易汽化的有機物樣品分析。

快原子轟擊源（Fast Atomic bombardment, FAB）

是另一種常用的離子源，它主要用於極性強、分子量大的樣品分析。其工作原理如圖9.2所示：

氬氣在電離室依靠放電產生氬離子，高能氬離子經電荷交換得到高能氬原子流，氬原子打在樣品上產生樣品離子。樣品置於塗有底物（如甘油）的靶上。靶材為銅，原子氬打在樣品上使其電離後進入真空，並在電場作用下進入分析器。電離過程中不必加熱氣化，因此適合於分析大分子量、難氣化、熱穩定性差的樣品。例如肽類、低聚糖、天然抗生素、有機金屬絡合物等。FAB源得到的質譜不僅有較強的準分子離子峰，而且有較豐富的結構信息。但是，它與EI源得到的質譜圖很不相同。其一是它的分子量信息不是分子離子峰M，而往往是（M+H）+或（M+Na）+等準分子離子峰；其二是碎片峰比EI譜要少。

FAB源主要用於磁式雙聚焦質譜儀。
4．電噴霧源(Electron spray Ionization，ESI)
ESI是近年來出現的一種新的電離方式。它主要應用於液相色譜-質譜聯用儀。它既作為液相色譜和質譜儀之間的介面裝置，同時又是電離裝置。它的主要部件是一個多層套管組成的電噴霧噴咀。最內層是液相色譜流出物，外層是噴射氣，噴射氣常採用大流量的氮氣，其作用是使噴出的液體容易分散成微滴。另外，在噴嘴的斜前方還有一個補助氣噴咀，補助氣的作用是使微滴的溶劑快速蒸發。在微滴蒸發過程中表面電荷密度逐漸增大，當增大到某個臨界值時，離子就可以從表面蒸發出來。離子產生後，藉助於噴咀與錐孔之間的電壓，穿過取樣孔進入分析器（見圖9.3）。

加到噴嘴上的電壓可以是正，也可以是負。通過調節極性，可以得到正或負離子的質譜。其中值得一提的是電噴霧噴嘴的角度，如果噴嘴正對取樣孔，則取樣孔易堵塞。因此，有的電噴霧噴嘴設計成噴射方向與取樣孔不在一條線上，而錯開一定角度。這樣溶劑霧滴不會直接噴到取樣孔上，使取樣孔比較干凈，不易堵塞。產生的離子靠電場的作用引入取樣孔，進入分析器。
電噴霧電離源是一種軟電離方式，即便是分子量大，穩定性差的化合物，也不會在電離過程中發生分解，它適合於分析極性強的大分子有機化合物，如蛋白質、肽、糖等。電噴霧電離源的最大特點是容易形成多電荷離子。這樣，一個分子量為10000Da的分子若帶有10個電荷，則其質荷比只有1000Da，進入了一般質譜儀可以分析的范圍之內。根據這一特點，目前採用電噴霧電離，可以測量分子量在300000Da以上的蛋白質。圖9.4是由電噴霧電離源得到的肌紅蛋白的質譜圖：

5．大氣壓化學電離源(Atmospheric pressure chemical Ionization, APCI)
它的結構與電噴霧源大致相同，不同之處在於APCI噴咀的下游放置一個針狀放電電極，通過放電電極的高壓放電，使空氣中某些中性分子電離，產生H3O+，N2+，O2+ 和O+ 等離子，溶劑分子也會被電離，這些離子與分析物分子進行離子-分子反應，使分析物分子離子化，這些反應過程包括由質子轉移和電荷交換產生正離子，質子脫離和電子捕獲產生負離子等。圖9.5是大氣壓化學電離源的示意圖:

大氣壓化學電離源主要用來分析中等極性的化合物。有些分析物由於結構和極性方面的原因，用ESI不能產生足夠強的離子，可以採用APCI方式增加離子產率，可以認為APCI是ESI的補充。APCI主要產生的是單電荷離子，所以分析的化合物分子量一般小於1000Da。用這種電離源得到的質譜很少有碎片離子，主要是準分子離子。
以上兩種電離源主要用於液相色譜-質譜聯用儀。

大氣壓化學電離源主要用來分析中等極性的化合物。有些分析物由於結構和極性方面的原因，用ESI不能產生足夠強的離子，可以採用APCI方式增加離子產率，可以認為APCI是ESI的補充。APCI主要產生的是單電荷離子，所以分析的化合物分子量一般小於1000Da。用這種電離源得到的質譜很少有碎片離子，主要是準分子離子。

以上兩種電離源主要用於液相色譜-質譜聯用儀。
由上式可知，在一定的B、V條件下，不同m/z的離子其運動半徑不同，這樣，由離子源產生的離子,經過分析器後可實現質量分離,如果檢測器位置不變（即R不變）、連續改變V或B可以使不同m/z的離子順序進入檢測器，實現質量掃描，得到樣品的質譜。圖9.6是單聚焦分析器原理圖,這種單聚焦分析器可以是180°的（如圖9.6）,也可以是90°或其它角度的,其形狀象一把扇子, 因此又稱為磁扇形分析器。單聚焦分析結構簡單，操作方便但其解析度很低。不能滿足有機物分析要求，目前只用於同位素質譜儀和氣體質譜儀。單聚集質譜儀解析度低的主要原因在於它不能克服離子初始能量分散對解析度造成的影響。在離子源產生的離子當中，質量相同的離子應該聚在一起，但由於離子初始能量不同，經過磁場後其偏轉半徑也不同，而是以能量大小順序分開，即磁場也具有能量色散作用。這樣就使得相鄰兩種質量的離子很難分離，從而降低了解析度。

為了消除離子能量分散對解析度的影響，通常在扇形磁場前加一扇形電場，扇形電場是一個能量分析器，不起質量分離作用。質量相同而能量不同的離子經過靜電電場後會彼此分開。即靜電場有能量色散作用。如果設法使靜電場的能量色散作用和
磁場的能量色散作用大小相等方向相反，就可以消除能量分散對解析度的影響。只要是質量相同的離子，經過電場和磁場後可以會聚在一起。另外質量的離子會聚在另一點。改變離子加速電壓可以實現質量掃描。這種由電場和磁場共同實現質量分離的分析器，同時具有方向聚焦和能量聚焦作用，叫雙聚焦質量分析器（見圖9.7）. 雙聚焦分析器的優點是解析度高，缺點是掃描速度慢，操作、調整比較困難,而且儀器造價也比較昂貴。

四極桿分析器(Quadrupole analyzer)

離子從離子源進入四極場後，在場的作用下產生振動，如果質量為m，電荷為e的離子從Z方向進入四極場，在電場作用下其運動方程是：

離子運動軌跡可由方程9.2的解描述，數學分析表明，在a, q取某些數值時，運動方程有穩定的解，穩定解的圖解形式通常用a, q參數的穩定三角形表示。（圖9.9)當離子的a, q值處於穩定三角形內部時，這些離子振幅是有限的，因而可以通過四極場達到檢測器。在保持Vdc/Vrf不變的情況下改變Vrf值，對應於一個Vrf值，四極場只允許一種質荷比的離子通過，其餘離子則振幅不斷增大，最後碰到四極桿而被吸收。通過四極桿的離子到達檢測器被檢測。改變Vrf值,可以使另外質荷比的離子順序通過四極場實

現質量掃描。設置掃描范圍實際上是設置Vrf值的變化范圍。當Vrf值由一個值變化到另一個值時,檢測器檢測到的離子就會從m1變化到m2，也即得到m1到m2的質譜。
Vrf的變化可以是連續的，也可以是跳躍式的。所謂跳躍式掃描是只檢測某些質量的離子，故稱為選擇離子監測（select ion monitoring SIM）。當樣品量很少，而且樣品中特徵離子已知時，可以採用選擇離子監測。這種掃描方式靈敏度高，而且，通過選擇適當的離子使干擾組份不被採集，可以消除組分間的干擾。SIM適合於定量分析,但因為這種掃描方式得到的質譜不是全譜，因此不能進行質譜庫檢索和定性分析。

飛行時間質量分析器(Time of flight analyzer)

飛行時間質量分析器的主要部分是一個離子漂移管。圖9.10是這種分析器的原理圖。離子在加速電壓V作用下得到動能，則有：

式中： m：離子的質量
e：離子的電荷量
V：離子加速電壓
離子以速度v進入自由空間（漂移區），假定離子在漂移區飛行的時間為T，漂移區長度為L，則：

由式(9.4)可以看出，離子在漂移管中飛行的時間與離子質量的平方根成正比。也即，對於能量相同的離子，離子的質量越大，達到接收器所用的時間越長，質量越小，所用時間越短，根據這一原理，可以把不同質量的離子分開。適當增加漂移管的長度可以增加解析度。

飛行時間質量分析器的特點是質量范圍寬，掃描速度快，既不需電場也不需磁場。但是，長時間以來一直存在解析度低這一缺點，造成解析度低的主要原因在於離子進入漂移管前的時間分散、空間分散和能量分散。這樣，即使是質量相同的離子，由於產生時間的先後，產生空間的前後和初始動能的大小不同，達到檢測器的時間就不相同，因而降低了解析度。目前，通過採取激光脈沖電離方式，離子延遲引出技術和離子反射技術，可以在很大程度上克服上述三個原因造成的解析度下降。現在，飛行時間質譜儀的解析度可達20000以上。最高可檢質量超過300000Da，並且具有很高的靈敏度。目前，這種分析器已廣泛應用於氣相色譜-質譜聯用儀，液相色譜-質譜聯用儀和基質輔助激光解吸飛行時間質譜儀中。下圖是基質輔助激光解吸飛行時間質譜儀原理圖:

離子阱質量分析器

離子阱的結構如圖9.11所示。離子阱的主體是一個環電極和上下兩端蓋電極，環電極和上下兩端蓋電極都是繞Z軸旋轉的雙曲面，並滿足r20=2Z20（ r0 為環形電極的最小半徑，Z0為兩個端蓋電極間的最短距離）。直流電壓U和射頻電壓Vrf加在環電極和端蓋電極之間，兩端蓋電極都處於地電位。

離子阱的特點是結構小巧，質量輕，靈敏度高，而且還有多級質譜功能（見9.2.2.3節）。它可以用於GC-MS，也可以用於LC-MS。
傅立葉變換離子迴旋共振分析器（Fourier transform ion cyclotron resonance analyzer, FTICR）
這種分析器是在原來迴旋共振分析器的基礎上發展起來的。因此，首先敘述一下離子迴旋共振的基本原理。假定質荷比m/e的離子進入磁感應強度為B的磁場中，由於受磁場力的作用，離子作圓周運動，如果沒有能量的損失和增加，圓周運動的離心力和磁場力相平衡，即：

式中 為離子運動的迴旋頻率（單位為弧度/秒）。由式(9.6)可以看出，離子的迴旋頻率與離子的質荷比成線性關系，當磁場強度固定後，只需精確測得離子的共振頻率，就能准確的得到離子的質量。測定離子共振頻率的辦法是外加一個射頻輻射，如果外加射頻頻率等於離子共振頻率，離子就會吸收外加輻射能量而改變圓周運動的軌道，沿著阿基米德螺線加速，離子收集器放在適當的位置就能收到共振離子。改變輻射頻率，就可以接收到不同的離子。但普通的迴旋共振分析器掃描速度很慢，靈敏度低，解析度也很差。傅立葉變換離子迴旋共振分析器採用的是線性調頻脈沖來激發離子，即在很短的時間內進行快速頻率掃描，使很寬范圍的質荷比的離子幾乎同時受到激發。因而掃描速度和靈敏度比普通迴旋共振分析器高得多。圖9.12是這種分析器的結構示意圖：

分析室是一個立方體結構，它是由三對相互垂直的平行板電極組成，置於高真空和由超導磁體產生的強磁場中。第一對電極為捕集極，它與磁場方向垂直，電極上加有適當正電壓，其目的是延長離子在室內滯留時間；第二對電極為發射極，用於發射射頻脈沖；第三對電極為接收極，用來接收離子產生的信號。樣品離子引入分析室後，在強磁場作用下被迫以很小的軌道半徑作迴旋運動，由於離子都是以隨機的非相干方式運動，因此不產生可檢出的信號。如果在發射極上施加一個很快的掃頻電壓，當射頻頻率和某離子的迴旋頻率一致時共振條件得到滿足。離子吸收射頻能量，軌道半徑逐漸增大，變成螺旋運動，經過一段時間的相互作用以後，所有離子都做相干運動，產生可被檢出的信號。做相干運動的正離子運動至靠近接收極的一個極板時，吸收此極板表面的電子，當其繼續運動到另一極板時，又會吸引另一極板表面的電子。這樣便會感生出「象電流」（見圖9.13）,象電流是一種正弦形式的時間域信號，正弦波的頻率和離子的固有迴旋頻率相同,其振幅則與分析室中該質量的離子數目成正比。如果分析室中各種質量的離子都滿足共振條件，那麼,實際測得的信號是同一時間內作相干軌道運動的各種離子所對應的正弦波信號的疊加。將測得的時間域信號重復累加,放大並經模數轉換後輸入計算機進行快速傅立葉變換,便可檢出各種頻率成分,然後利用頻率和質量的已知關系,便可得到常見的質譜圖。

利用傅立葉變換離子迴旋共振原理製成的質譜儀稱為傅立葉變換離子迴旋共振質譜儀（Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer），簡稱FT-MS。FT-MS有很多明顯的優點：

① 解析度極高，商品儀器的分辨可超過1×106，而且在高解析度下不影響靈敏度,而雙聚焦分析器為提高解析度必須降低靈敏度。同時，FT-MS的測量精度非常好，能達到百萬分之幾，這對於得到離子的元素組成是非常重要的。

② 分析靈敏度高，由於離子是同時激發同時檢測，因此比普通迴旋共振質譜儀高4個量級，而且在高靈敏度下可以得到高解析度。

③ 具有多級質譜功能，詳細請見第9.2.2.3節

④ 可以和任何離子源相聯，擴寬了儀器功能。

此外還有諸如掃描速度快，性能穩定可靠，質量范圍寬等優點。當然，另一方面，FT-MS由於需要很高的超導磁場，因而需要液氦，儀器售價和運行費用都比較貴。
檢測器(Detecter)

質譜儀的檢測主要使用電子倍增器，也有的使用光電倍增管。圖9.14是電子倍增器示意圖。由四極桿出來的離子打到高能打拿極產生電子，電子經電子倍增器產生電信號，記錄不同離子的信號即得質譜。信號增益與倍增器電壓有關，提高倍增器電壓可以提高靈敏度，但同時會降低倍增器的壽命，因此，應該在保證儀器靈敏度的情況下採用盡量低的倍增器電壓。由倍增器出來的電信號被送入計算機儲存，這些信號經計算機處理後可以得到色譜圖，質譜圖及其它各種信息。
真空系統(Vacuum system)
為了保證離子源中燈絲的正常工作，保證離子在離子源和分析器正常運行，消減不必要的離子碰撞，散射效應，復合反應和離子-分子反應，減小本底與記憶效應,因此，質譜儀的離子源和分析器都必須處在優於10-5 mbar的真空中才能工作。也就是說，質譜儀都必須有真空系統。一般真空系統由機械真空泵和擴散泵或渦輸分子泵組成。機械真空泵能達到的極限真空度為10-3 mbar,不能滿足要求,必須依靠高真空泵。擴散泵是常用的高真空泵，其性能穩定可靠，缺點是啟動慢，從停機狀態到儀器能正常工作所需時間長；渦輪分子泵則相反，儀器啟動快，但使用壽命不如擴散泵。但由於渦輪分子泵使用方便，沒有油的擴散污染問題，因此，近年來生產的質譜儀大多使用渦輪分子泵。渦輪分子泵直接與離子源或分析器相連，抽出的氣體再由機械真空泵排到體系之外。
以上是一般質譜儀的主要組成部分。當然，若要儀器能正常工作，還必須要供電系統，數據處理系統等，因為沒有特殊之處，不再敘述。
這樣，一個有機化合物樣品，由於其形態和分析要求不同，可以選用不同的電離方式使其離子化,再由質量分析器按離子的m/z將離子分開並按一定順序排列成譜,經檢測器檢測即得到樣品的質譜。圖9.15是α-紫羅酮的質譜圖。質譜圖的橫坐標是質荷比m/z ，縱坐標是各離子的相對強度。通常把最強的離子的強度定為100，稱為基峰（圖9.15 中為m/z=121），其他離子的強度以基峰為標准來決定。對於一定的化合物，各離子間的相對強度是一定的，因此，質譜具有化合物的結構特徵。

6. 求助ESI-MS質譜圖分析方法

原因：
1.平均自由程是分子（離子）兩次碰撞所走過的路程，發生碰撞的時候那麼離子的運動方向和速率都將會發生變化，在質譜中離子的平均自由程越大，那麼在有限長的真空腔體內發生分子間或者是離子間的碰撞就越少，有利於提高解析度，如果真空低，平均自由程就短，那麼分子之間的碰撞就頻繁，解析度下降。
2. 如果真空腔體真空低，比如說是在幾Pa到幾十Pa，那麼根據放電的最佳條件可知，這個時候高壓特別容易放電；另外如果系統使用的是EI，那麼為了防止EI燈絲燒斷，真空度要高於10-3Pa。
3.高氣壓下，離子分子反應這個就不必講了，CID就是最為典型的人為離子-分子反應得到目標離子碎片。
4.真空中必須高真空還有一點就是，目前所使用的微通道板和電子倍增器等信號放大系統都需要在高真空下才能夠達到應有的效果。
質譜系統：
常用的微生物鑒定方法都是基於微生物的形態學、細胞生理生化、以及核酸基礎建立的。自20世紀90年代，微生物鑒定系統不斷發展，自動化程度不斷提高，但仍然是建立在傳統的生理生化和核酸基礎上。近年來，基於蛋白質組學的質譜技術憑借其高靈敏度、高通量、快速等特點在微生物檢測和鑒定方面得到快速發展。質譜技術主要是利用特定離子源將待檢樣品轉變為高速運動的離子，這些離子根據質量/電荷比的不同在電場或磁場作用下得到分離，並且檢測器記錄各種離子的相對強度，形成質譜圖用於分析，進行資料庫檢索，提供可靠的鑒定結果。目前用於微生物檢測鑒定的質譜技術主要是氣—質聯技術（GC—MS）、基質輔助激光解吸飛行時間質譜（MALDI—TOF MS）、電噴霧質譜（ESI—MS）及熱裂解亞穩態原子轟擊質譜（Py—MAB—MS）等。
氣象色譜質譜聯用儀實驗：
一、實驗目的
1. 了解質譜檢測器的基本組成及功能原理，學習質譜檢測器的調諧方法；
2. 了解色譜工作站的基本功能，掌握利用氣相色譜-質譜聯用儀進行定性分析的基本操作。
二、實驗原理
氣相色譜法（gas chromatography, GC）是一種應用非常廣泛的分離手段，它是以惰性氣體作為流動相的柱色譜法，其分離原理是基於樣品中的組分在兩相間分配上的差異。氣相色譜法雖然可以將復雜混合物中的各個組分分離開，但其定性能力較差，通常只是利用組分的保留特性來定性，這在欲定性的組分完全未知或無法獲得組分的標准樣品時，對組分定性分析就十分困難了。隨著質譜（mass spectrometry, MS）、紅外光譜及核磁共振等定性分析手段的發展，目前主要採用在線的聯用技術，即將色譜法與其它定性或結構分析手段直接聯機，來解決色譜定性困難的問題。氣相色譜－質譜聯用（GC-MS）是最早實現商品化的色譜聯用儀器。目前，小型台式GC-MS已成為很多實驗室的常規配置。

7. 什麼是質譜及質譜圖質譜是怎樣工作的

質譜（又叫質譜法）是一種與光譜並列的譜學方法，通常意義上是指廣泛應用於各個學科領域中通過制備、分離、檢測氣相離子來鑒定化合物的一種專門技術。質譜法在一次分析中可提供豐富的結構信息，將分離技術與質譜法相結合是分離科學方法中的一項突破性進展。在眾多的分析測試方法中，質譜學方法被認為是一種同時具備高特異性和高靈敏度且得到了廣泛應用的普適性方法。質譜儀器一般由樣品導入系統、離子源、質量分析器、檢測器、數據處理系統等部分組成。

8. 質譜法的原理&如何看質譜圖

1、質譜就是真空中,利用電子束轟擊待測化學物質的分子,將該分子打散,打成一個一個的帶電荷的分子離子片段,再根據質譜儀上各個分子離子片段的出峰位置和強度,最終顯示出各個離子的分子量以及相應濃度。

2、看質譜圖,只要看特徵峰就好了,不要每個峰都知道是什麼,只有自己想要的峰。

化學物質的分子中,單純依靠質譜來判斷是否有某種化學分子存在的情況幾乎不存在,更重要的是做為一種輔助監測手段。不過懂得看質譜圖,利用質譜分析,還是有必要。

3、最右面的峰是全分子的離子峰,是化學物質的分子失去1個質子產生的峰,最右面的分子量最大了,顯然分子片段不可能比全分子的分子量大,所以最右側峰應該是大約相對分子量的數值。

氧上面加上正號,不一定是失去電子,多數情況下是氧又和一個質子（H+）結合了,從而多了一個正電荷。

(8)質譜檢測方法擴展閱讀:

質譜中主要離子峰:

從有機化合物的質譜圖中可以看到許多離子峰，這些峰的m/z和相對強度取決於分子結構，並與儀器類型，實驗條件有關。質譜中主要的離子峰有分子離子峰、碎片離子峰、同位素離子峰、重排離子峰及亞穩離子峰等。正是這些離子峰給出了豐富的質譜信息，為質譜分析法提供依據。

9. 質譜檢測是什麼

質譜檢測是一種與光譜並列的譜學方法。

質譜（又叫質譜法）是一種與光譜並列的譜學方法，通常意義上是指廣泛應用於各個學科領域中通過制備、分離、檢測氣相離子來鑒定化合物的一種專門技術。

質譜分析是一種測量離子荷質比（電荷-質量比）的分析方法，其基本原理JosephJohnThomson是使試樣中各組分在離子源中發生電離，生成不同荷質比的帶正電荷的離子，經加速電場的作用，形成離子束，進入質量分析器。

在質量分析器中，再利用電場和磁場使發生相反的速度色散，將它們分別聚焦而得到質譜圖，從而確定其質量。第一台質譜儀是英國科學家弗朗西斯·阿斯頓於1919年製成的。

阿斯頓用這台裝置發現了多種元素同位素，研究了53個非放射性元素，發現了天然存在的287種核素中的212種，第一次證明原子質量虧損。他為此榮獲1922年諾貝爾化學獎。

質譜的應用：

質譜技術發展很快。隨著質譜技術的發展，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，分離和鑒定同時進行等優點，因此，質譜技術廣泛的應用於化學，化工，環境，能源，醫葯，運動醫學，刑偵科學，生命科學，材料科學等各個領域。

質譜儀種類繁多，不同儀器應用特點也不同，一般來說，在300C左右能汽化的樣品，可以優先考慮用GC-MS進行分析，因為GC-MS使用EI源，得到的質譜信息多，可以進行庫檢質譜儀索。

毛細管柱的分離效果也好。如果在300C左右不能汽化，則需要用LC-MS分析，此時主要得分子量信息，如果是串聯質譜，還可以得一些結構信息。

10. 質譜檢測器檢測原理

質譜法是採用高速電子來撞擊氣態分子或原子，將電離後的正離子加速導入質量分析器中，然後按質荷比（m/z）的大小順序進行收集和記錄，即得到質譜圖。質譜不是波譜，而是物質帶電粒子的質量譜。