质谱-它是什么及其工作原理
质谱（MS）是一种分析实验室技术，通过样品的质量和电荷来分离样品的成分。质谱仪中使用的仪器称为质谱仪。它产生一个质谱图，绘制混合物中化合物的质量-电荷（m/z）比。
质谱仪的工作原理
质谱仪的三个主要部分是离子源、质量分析仪和检测器。
步骤1：电离
初始样品可以是固体、液体或气体。样品蒸发成气体，然后由离子源电离，通常是失去一个电子而变成阳离子。即使是通常形成阴离子或通常不形成离子的物种也会转化为阳离子（例如，卤素（如氯）和惰性气体（如氩）。电离室保持在真空中，因此产生的离子可以通过仪器而不会从空气中进入分子。电离是通过加热金属线圈直到释放电子而产生的电子。这些电子与样品分子碰撞，击落一个或多个电子。由于去除不止一个电子需要更多的能量，电离室中产生的大多数阳离子携带+1电荷。带正电荷的金属板将样品离子推送到机器的下一部分。（注意：许多光谱仪在负离子模式或正离子模式下工作，因此了解设置以分析数据非常重要。）
步骤2：加速
在质量分析仪中，离子通过电位差被加速，并聚焦成束。加速的目的是给所有物种提供相同的动能，就像所有赛跑者在同一条线上开始比赛一样。
步骤3：偏转
离子束通过一个磁场，该磁场使带电流弯曲。较轻的组件或带有更多离子电荷的组件将比较重或较少电荷的组件在磁场中偏转更多。
有几种不同类型的质量分析仪。飞行时间（TOF）分析仪将离子加速到相同的电位，然后确定它们撞击探测器需要多长时间。如果粒子都以相同的电荷开始，速度取决于质量，较轻的成分首先到达探测器。其他类型的探测器不仅测量粒子到达探测器所需的时间，还测量粒子被电场和/或磁场偏转的程度，从而产生质量以外的信息。
步骤4：检测
探测器计算不同偏转的离子数量。将数据绘制为不同质量的图形或光谱。探测器的工作原理是记录离子撞击表面或经过时产生的感应电荷或电流。由于信号非常小，可以使用电子倍增器、法拉第杯或离子光子探测器。信号被大大放大以产生光谱。
质谱技术的应用
MS用于定性和定量化学分析。它可以用来确定样品的元素和同位素，确定分子的质量，并作为帮助确定化学结构的工具。它可以测量样品纯度和摩尔质量。
利弊
与许多其他技术相比，mass-spec的一大优势是它具有难以置信的灵敏度（百万分之一）。这是一个很好的工具，用于识别样品中的未知成分或确认其存在。质谱仪的缺点是，它不能很好地识别产生类似离子的碳氢化合物，也不能区分光学异构体和几何异构体。通过将质谱与其他技术相结合，如气相色谱（GC-MS），可以弥补这些缺点。
- 发表于 2021-09-23 12:41
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- 分类：科学
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