質(zhì)譜儀的簡介和使用方法

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1、質(zhì)譜儀的簡介和使用方法姓名：xxx專業(yè)：生物科學(xué)學(xué)號：xxxxxxx摘要：質(zhì)譜儀又稱質(zhì)譜計(jì)。[1]分離和檢測不同同位素的儀器。即根據(jù)帶電粒子在電磁場中能夠偏轉(zhuǎn)的原理，按物質(zhì)原子、分子或分子碎片的質(zhì)量差異進(jìn)行分離和檢測物質(zhì)組成的一類儀器。質(zhì)譜儀按應(yīng)用范圍分為同位素質(zhì)譜儀、無機(jī)質(zhì)譜儀和有機(jī)質(zhì)譜儀。按分辨本領(lǐng)分為高分辨、中分辨和低分辨質(zhì)譜儀；按工作原理分為靜態(tài)儀器和動(dòng)態(tài)儀器。關(guān)鍵詞：質(zhì)譜儀；檢測技術(shù)；簡介；方法一、前言：質(zhì)譜法(簡稱質(zhì)譜)是一種與光譜并列的譜學(xué)方法，通常意義上是指廣泛應(yīng)用于各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域中的通過制備、分離、檢測氣相離子來鑒

2、定化合物的一種專門技術(shù)。質(zhì)譜和光譜、核磁共振等方法是并列關(guān)系，目前很少有交叉領(lǐng)域;但實(shí)際上，質(zhì)譜與經(jīng)典譜學(xué)方法之間的交叉是應(yīng)該引起重視的研究領(lǐng)域。質(zhì)譜儀器通常由樣品導(dǎo)入系統(tǒng)、離子源、質(zhì)量分析器、檢測器等部分組成，[2]本文按照這些部分對質(zhì)譜儀器進(jìn)行簡要介紹，并對其性能進(jìn)行評述，指出了質(zhì)譜儀器的發(fā)展方向及其在基礎(chǔ)科學(xué)研究、國防、航天以及其他諸多領(lǐng)域的重要意義。二、當(dāng)前國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀：質(zhì)譜儀經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，技術(shù)與性能不斷增強(qiáng)，應(yīng)用也日趨廣泛，越來越多的檢測標(biāo)準(zhǔn)與檢測方法采用了質(zhì)譜法，[3]質(zhì)譜儀逐漸由高高在上的“少數(shù)派”、“貴族化”

3、儀器，發(fā)展成為一種主流的常規(guī)分析測試儀器。實(shí)際上，這幾十年來我國在質(zhì)譜方面的研究生產(chǎn)并非真的是一片空白，上個(gè)世紀(jì)六十年代，北京分析儀器廠曾經(jīng)研制成功中國最早的同位素質(zhì)譜計(jì);在上個(gè)世紀(jì)七十年代，北京分析儀器廠和北京科學(xué)儀器廠也分別自主研發(fā)了氣質(zhì)聯(lián)用儀，使我國成為美國之外第二個(gè)能研發(fā)生產(chǎn)質(zhì)譜儀的國家;改革開放以后，北京分析儀器廠和北京科學(xué)儀器廠也曾經(jīng)分別從惠普和島津引進(jìn)技術(shù)組裝質(zhì)譜儀。但由于種種原因，我國在質(zhì)譜儀方面的研發(fā)生產(chǎn)一再被割裂和中斷，這些前輩們的研究成果都變成了孤立的，無法延續(xù)下來，僅是曇花一現(xiàn)。而在此后，質(zhì)譜的相關(guān)技術(shù)如質(zhì)

4、量分析器等有了長足的進(jìn)步，差距逐漸被拉大到難以想象的地步。形成了我國只有質(zhì)譜儀市場，卻缺乏質(zhì)譜儀產(chǎn)品的局面。三、質(zhì)譜儀的分類：3.1有機(jī)質(zhì)譜儀有機(jī)質(zhì)譜儀基本工作原理：以電子轟擊或其他的方式使被測物質(zhì)離子化，形成各種質(zhì)荷比（m/e）的離子，然后利用電磁學(xué)原理使離子按不同的質(zhì)荷比分離并測量各種離子的強(qiáng)度，從而確定被測物質(zhì)的分子量和結(jié)構(gòu)。[4-5]有機(jī)質(zhì)譜儀主要用于有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)鑒定，它能提供化合物的分子量、元素組成以及官能團(tuán)等結(jié)構(gòu)信息。分為四極桿質(zhì)譜儀、離子阱質(zhì)譜儀、飛行時(shí)間質(zhì)譜儀和磁質(zhì)譜儀等。有機(jī)質(zhì)譜儀的發(fā)展很重要的方面是與各種聯(lián)

5、用儀（氣相色譜、液相色譜、熱分析等）的使用。它的基本工作原理是：利用一種具有分離技術(shù)的儀器，作為質(zhì)譜儀的"進(jìn)樣器"，將有機(jī)混合物分離成純組分進(jìn)入質(zhì)譜儀，充分發(fā)揮質(zhì)譜儀的分析特長，為每個(gè)組分提供分子量和分子結(jié)構(gòu)信息。[6]可廣泛用于有機(jī)化學(xué)、生物學(xué)、地球化學(xué)、核工業(yè)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、醫(yī)學(xué)衛(wèi)生、食品化學(xué)、石油化工等領(lǐng)域以及空間技術(shù)和公安工作等特種分析方面。3.2無機(jī)質(zhì)譜儀無機(jī)質(zhì)譜儀與有機(jī)質(zhì)譜儀工作原理不同的是物質(zhì)離子化的方式不一樣，無機(jī)質(zhì)譜儀是以電感耦合高頻放電(ICP)或其他的方式使被測物質(zhì)離子化。[7-8]無機(jī)質(zhì)譜儀主要用于無

6、機(jī)元素微量分析和同位素分析等方面。分為火花源質(zhì)譜儀、離子探針質(zhì)譜儀、激光探針質(zhì)譜儀、輝光放電質(zhì)譜儀、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀?；鸹ㄔ促|(zhì)譜儀不僅可以進(jìn)行固體樣品的整體分析，而且可以進(jìn)行表面和逐層分析甚至液體分析；激光探針質(zhì)譜儀可進(jìn)行表面和縱深分析；輝光放電質(zhì)譜儀分辨率高，可進(jìn)行高靈敏度，高精度分析，適用范圍包括元素周期表中絕大多數(shù)元素，分析速度快，便于進(jìn)行固體分析；電感耦合等離子體質(zhì)譜，[9]譜線簡單易認(rèn)，靈敏度與測量精度很高。質(zhì)譜分析法的特點(diǎn)是測試速度快，結(jié)果精確。廣泛用于地質(zhì)學(xué)、礦物學(xué)、地球化學(xué)、核工業(yè)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、醫(yī)學(xué)衛(wèi)

7、生、食品化學(xué)、石油化工等領(lǐng)域以及空間技術(shù)和公安工作等特種分析方面。3.3同位素質(zhì)譜儀同位素質(zhì)譜分析法的特點(diǎn)是測試速度快，結(jié)果精確，樣品用量少（微克量級）。能精確測定元素的同位素比值。廣泛用于核科學(xué)，地質(zhì)年代測定，同位素稀釋質(zhì)譜分析，同位素示蹤分析。[9]3.4離子探針離子探針[10]是用聚焦的一次離子束作為微探針轟擊樣品表面，測射出原子及分子的二次離子，在磁場中按質(zhì)荷比（m/e）分開，可獲得材料微區(qū)質(zhì)譜圖譜及離子圖像，再通過分析計(jì)算求得元素的定性和定量信息。測試前對不同種類的樣品須作不同制備，離子探針兼有電子探針、火花型質(zhì)譜儀的特

8、點(diǎn)。[11]可以探測電子探針顯微分析方法檢測極限以下的微量元素，研究其局部分布和偏析?？梢宰鳛橥凰胤治?。可以分析極薄表面層和表面吸附物，表面分析時(shí)可以進(jìn)行縱向的濃度分析。成像離子探針適用于許多不同類型的樣品分析，包括金屬樣品、半導(dǎo)體器件、非導(dǎo)體樣