有机质谱仪简介

质谱仪的原理及应用
质谱仪是一种高科技仪器，用于分析化合物的结构、组成和含量等信息。

其基本原理是将待分析的化合物分子通过不同的方式转化为离子，并根据这些离子的质量/电荷比（m/z）进行分析和检测。

质谱仪的应用非常广泛，包括但不限于以下几个方面：
1.结构鉴定：质谱仪可通过测定待分析样品中的离子质量来确定其分子式、结构和碎片情况，帮助科学家快速准确地鉴定化合物的结构。

2.定量分析：质谱仪可根据待测样品中的目标化合物的特征离子峰的强度进行定量分析，可以对药物、环境污染物、食品添加剂等进行精确的定量测定。

3.代谢组学：质谱仪在代谢组学研究中具有重要作用，可以通过分析生物体内的代谢产物，揭示生物体内的代谢途径、代谢产物的变化规律等，为疾病诊断、药物研发等提供重要信息。

4.蛋白质组学：质谱仪在蛋白质组学研究中也有广泛的应用，可用于分析蛋白质的氨基酸序列、翻译后修饰等，帮助研究人员了解蛋白质的结构和功能。

5.环境监测：质谱仪可用于分析环境中的有机污染物、重金属、农药残留等，帮助监测环境质量和保护生态环境。

6.食品安全：质谱仪可用于检测食品中的添加剂、农药残留、重金属等有害物质，保障食品安全。

综上所述，质谱仪在化学、生物学、环境科学等领域都有着重要的应用价值，为科学研究、工业生产和环境保护提供了强大的技术支持。

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质谱仪的工作原理质谱仪是一种用于分析化合物的仪器，它通过将化合物转化为离子，并根据离子的质量-电荷比进行分离和检测，从而得到化合物的质谱图谱。

质谱仪的工作原理主要包括样品的离子化、离子的分离和检测三个步骤。

首先，样品需要被离子化。

这一步通常通过不同的方法实现，比如电子轰击离子化、化学离子化或者光解离子化。

其中，电子轰击离子化是最常用的方法之一。

在电子轰击离子化中，样品被暴露在高能电子束下，电子的能量足以将样品中的分子转化为离子。

这样就得到了带电的离子化样品。

接下来，离子需要被分离。

这一步通常是通过质谱仪中的质量分析器来实现的。

质量分析器的作用是根据离子的质量-电荷比进行分离。

其中，最常用的质量分析器包括飞行时间质谱仪、离子阱质谱仪和四极杆质谱仪。

不同的质量分析器有不同的分离原理，但它们的共同目标都是将不同质量-电荷比的离子进行分离，以便后续的检测和分析。

最后，分离后的离子需要被检测。

这一步通常是通过检测器来实现的。

检测器的作用是将分离后的离子转化为电信号，并将这些信号转化为质谱图谱。

常见的检测器包括离子多重检测器、光电子倍增管和电子捕获检测器等。

这些检测器能够将离子的信号放大并转化为可读的质谱图谱，从而为后续的分析提供数据支持。

总的来说，质谱仪的工作原理是将样品离子化、分离和检测，通过这三个步骤得到化合物的质谱图谱。

质谱仪在分析化合物中起着至关重要的作用，广泛应用于化学、生物、药物等领域。

通过了解质谱仪的工作原理，我们可以更好地理解它的应用和意义，为化学分析提供更准确的数据支持。

质谱仪常见几种分类质谱仪工作原理质谱仪是如何构成的？典型的质谱仪，一般由样品导入系统、离子源、质量分析器和检测器构成，此外，还含有真空系统和掌控及数据处理系统等辅佑襄助设备。

1.有机质谱仪：由于应用特点不同又分为：（1）气相色谱—质谱联用仪在这类仪器中，由于质谱仪质谱仪工作原理不同，又有气相色谱—四极质谱仪、气相色谱—飞行时间质谱仪、气相色谱—离子阱质谱仪等。

（2）液相色谱—质谱联用仪同样，有液相色谱—四器极质谱仪、液相色谱—离子阱质谱仪、液相色谱—飞行时间质谱仪，以及各种各样的液相色谱—质谱—质谱联用仪。

（3）其他有机质谱仪紧要有：基质辅佑襄助激光解吸飞行时间质谱仪、傅里叶变换质谱仪。

2．无机质谱仪：包括：火花源双聚焦质谱仪、感应耦合等离子体质谱仪、二次离子质谱仪等。

3．同位素养谱仪：包括：进行轻元素（H、C、S）同位素分析的小型低辨别率同位素养谱仪和进行重元素（U、Pu、Pb）同位素分析的具有较高辨别率的大型同位素养谱仪。

4．气体分析质谱仪：紧要有：呼气质谱仪、氦质谱检漏仪等。

除以上分类外，还可以从质谱仪所用的质量分析器的不同，将质谱仪分为双聚焦质谱仪、四极杆质谱仪、飞行时间质谱仪、离子阱质谱仪、傅里叶变换质谱仪等。

离子阱质谱仪安装的一些要求离子阱质谱仪目前广泛应用于食品安全、药物开发、环境监测、生命科学讨论和分析等领域。

环境要求：1、推举试验室温度为20－27C，温度变化3C/hr，相对湿度80％2、推举液质联用仪工作台，长3米，宽0.8米，承重点于200公斤。

建议离墙距离0.3米以上。

电源要求：1、单相交流220V，（+5%～—10%），50—60Hz，有单独的良好接地。

2、若电压不稳，需配置稳压电源，功率大于5千瓦。

3、准备3个合格的万用接线板，总数不小于12个扁平三角接线插座。

4、试验室可以配备停电保护开关（空气开关）。

气体要求：1、氦气一瓶，纯度99.999%，配好减压阀，并试漏2、氮气，纯度99.9%，用气量5～15L/min。

/s随着仪器的发展，串联的⽅式越来越多。

尤其是20世纪80年代以后出现了很多软电离技术，如ESI、APCI、FAB、MALDI等，基本上都只有准分⼦离⼦，没有结构信息，更需要串联质谱法得到结构信息。

因此，近年来，串联质谱法发展⼗分迅速。

串联质谱法可以分类空间串联和时间串联。

空间串联是两个以上的质量分析器联合使⽤，两个分析器间有⼀个碰撞活化室，⽬的是将前级质谱仪选定的离⼦打碎，由后⼀级质谱仪分析。

⽽时间串联质谱仪只有⼀个分析器，前⼀时刻选定-离⼦，在分析器内打碎后，后⼀时刻再进⾏分析。

本节将叙述各种串联⽅式和操作⽅式。

串联质谱的主要串联⽅式质谱-质谱的串联⽅式很多，既有空间串联型，⼜有时间串联型。

空间串联型⼜分磁扇型串联，四极杆串联，混合串联等。

如果⽤B表⽰扇形磁场，E表⽰扇形电场，Q表⽰四极杆，TOF表⽰⻜⾏时间分析器，那么串联质谱主要⽅式有：① 空间串联 磁扇型串联⽅式：BEB EBE BEBE等 四极杆串联：Q-Q-Q 混合型串联：BE-Q Q-TOF EBE-TOF② 时间串联 离⼦阱质谱仪 回旋共振质谱仪⽆论是哪种⽅式的串联，都必须有碰撞活化室，从第⼀级MS分离出来的特定离⼦，经过碰撞活化后，再经过第⼆级MS进⾏质量分析，以便取得更多的信息。

碰撞活化分解利⽤软电离技术（如电喷雾和快原⼦轰击）作为离⼦源时，所得到的质谱主要是准分⼦离⼦峰，碎⽚离⼦很少，因⽽也就没有结构信息。

为了得到更多的信息，最好的办法是把准分⼦离⼦“打碎”之后测定其碎⽚离⼦。

在串联质谱中采⽤碰撞活化分解(Collision activated dissociation, CAD)技术把离⼦“打碎”。

碰撞活化分解也称为碰撞诱导分解(Collision Induced dissociation, CID)，碰撞活化分解在碰撞室内进⾏，带有⼀定能量的离⼦进⼊碰撞室后，与室内情性⽓体的分⼦或原⼦发⽣碰撞，离⼦发⽣碎裂。

为了使离⼦碰撞碎裂，必须使离⼦具有⼀定动能，对于磁式质谱仪，离⼦加速电压可以超过1000V，⽽对于四极杆，离⼦阱等，加速电压不超过100V，前者称为⾼能CAD，后者称为低能CID。

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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。

目录质谱仪原理质谱仪简介用法有机质谱仪无机质谱仪同位素质谱仪离子探针编辑本段质谱仪原理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。

原理公式：q/m=2v/B2r2编辑本段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。

编辑本段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。

质谱方法最早于1913年由J.J.汤姆孙确定，以后经 F.W.阿斯顿等人改进完善。

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。

质谱仪的分类
质谱仪的分类
1、有机质谱仪
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。

2、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。

生物质谱/MALDI-TOF百科生物质谱/MALDI-TOF生物质谱仪，其离子化方式主要是电喷雾电离与基质辅助激光解吸电离，前者常采用四极杆质量分析器，所构成的仪器称为电喷雾（四极杆）质谱仪（ESI-MS），后者常用飞行时间作为质量分析器，所构成的仪器称为基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪（MALDI-TOF-MS）。

ESI-MS的特点之一是可以和液相色谱、毛细管电泳等现代化的分离手段联用，从而大大扩展了其在生命科学领域的应用范围，包括药物代谢、临床和法医学的应用等；MALDI-TOF-MS的特点是对盐和添加物的耐受能力高，且测样速度快，操作简单。

此外，可用于生物大分子测定的质谱仪还有离子阱（ion trap,IT）质谱和傅里叶变换离子回旋共振（Fourier transform ion cyclotron resonance,FTICR）质谱等。

较新型的生物质谱仪是液相色谱-电喷雾-四极杆飞行时间串联质谱仪（LC-ESI-MS-MS）与带有串联质谱功能的MALDI-TOF质谱仪，前者是在传统的电喷雾质谱仪的基础上采用飞行时间质量分析器代替四极杆质量分析器，大大提高了仪器的分辨率、灵敏度和质量范围；后者是在质谱中加入了源后降解（post-source decay,PSD）模式或碰撞诱导解离（collisionally induced dissociation,CID）模式，从而使生物大分子的测序成为可能。

MALDI-TOF仪器组成及原理MALDI-TOF-MS（基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱, 英文名Matrix-Assisted Laser Desorption/ Ionization Time of Flig ht Mass Spectrometry）是近年来发展起来的一种新型的软电离生物质谱，其无论是在理论上还是在设计上都是十分简单和高效的。

仪器主要由两部分组成：基质辅助激光解吸电离离子源（MALDI）和飞行时间质量分析器（TOF）。