質(zhi)譜(pu)儀(yi)能用(yong)高能電子流等轟擊(ji)樣品分(fen)子，使(shi)該分(fen)子失去電子變為帶正(zheng)電荷的(de)分(fen)子離(li)子和碎片離(li)子。這些(xie)不(bu)(bu)同(tong)離(li)子具有不(bu)(bu)同(tong)的(de)質(zhi)量，質(zhi)量不(bu)(bu)同(tong)的(de)離(li)子在磁場的(de)作用(yong)下到達檢測器的(de)時(shi)間不(bu)(bu)同(tong)，其結(jie)果為質(zhi)譜(pu)圖。
原理公式：q/m=E/B1B2r
質譜(pu)分析是先將物質離子化(hua),按離子的質荷比(bi)分離,然后測量各(ge)種離子譜(pu)峰的強度而實現(xian)分析目的一種分析方(fang)法。
質(zhi)譜儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)以離(li)(li)(li)子(zi)源、質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)析(xi)器(qi)和(he)離(li)(li)(li)子(zi)檢測器(qi)為(wei)核心(xin)。離(li)(li)(li)子(zi)源是使(shi)試樣分(fen)子(zi)在高真空(kong)條件下離(li)(li)(li)子(zi)化的(de)(de)裝置(zhi)(zhi)。電離(li)(li)(li)后(hou)的(de)(de)分(fen)子(zi)因(yin)接(jie)受了(le)過多的(de)(de)能量(liang)(liang)會進(jin)(jin)一步碎裂成較小質(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)多種(zhong)碎片離(li)(li)(li)子(zi)和(he)中(zhong)性粒子(zi)。它們在加速電場作用下獲取具有相同能量(liang)(liang)的(de)(de)平均動能而進(jin)(jin)入質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)析(xi)器(qi)。質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)析(xi)器(qi)是將同時進(jin)(jin)入其(qi)中(zhong)的(de)(de)不同質(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)，按(an)質(zhi)荷比(bi)m/e大(da)小分(fen)離(li)(li)(li)的(de)(de)裝置(zhi)(zhi)。分(fen)離(li)(li)(li)后(hou)的(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)依次(ci)進(jin)(jin)入離(li)(li)(li)子(zi)檢測器(qi)，采集放大(da)離(li)(li)(li)子(zi)信號，經計(ji)算機(ji)(ji)處理(li)，繪制(zhi)成質(zhi)譜圖。離(li)(li)(li)子(zi)源、質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)析(xi)器(qi)和(he)離(li)(li)(li)子(zi)檢測器(qi)都各(ge)有多種(zhong)類型(xing)。質(zhi)譜儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)按(an)應用范圍分(fen)為(wei)同位素質(zhi)譜儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)、無機(ji)(ji)質(zhi)譜儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)和(he)有機(ji)(ji)質(zhi)譜儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)；按(an)分(fen)辨(bian)本領分(fen)為(wei)高分(fen)辨(bian)、中(zhong)分(fen)辨(bian)和(he)低分(fen)辨(bian)質(zhi)譜儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)；按(an)工作原理(li)分(fen)為(wei)靜(jing)態儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)器(qi)和(he)動態儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)器(qi)。
分離和(he)(he)檢測(ce)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)同(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素的(de)(de)儀(yi)器(qi)。儀(yi)器(qi)的(de)(de)主(zhu)要(yao)裝(zhuang)置(zhi)放在真空(kong)中。將物質(zhi)氣(qi)化、電離成離子束，經(jing)電壓加速(su)和(he)(he)聚(ju)(ju)焦(jiao)，然后通過磁(ci)場(chang)電場(chang)區，不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)質(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)離子受(shou)到磁(ci)場(chang)電場(chang)的(de)(de)偏轉(zhuan)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)，聚(ju)(ju)焦(jiao)在不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)位(wei)(wei)(wei)置(zhi)，從而獲得(de)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)同(tong)(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素的(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)譜(pu)(pu)(pu)。質(zhi)譜(pu)(pu)(pu)方法最(zui)早于1913年(nian)由(you)J.J.湯(tang)姆孫確定，以后經(jing)F.W.阿斯(si)頓等人改進(jin)完善。現代質(zhi)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)經(jing)過不(bu)(bu)斷改進(jin)，仍然利用電磁(ci)學原(yuan)理，使(shi)離子束按荷質(zhi)比分離。質(zhi)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)的(de)(de)性能(neng)指標(biao)是它的(de)(de)分辨(bian)率，如果質(zhi)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)恰能(neng)分辨(bian)質(zhi)量(liang)(liang)m和(he)(he)m+Δm，分辨(bian)率定義為m/Δm。現代質(zhi)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)的(de)(de)分辨(bian)率達105～106量(liang)(liang)級，可測(ce)量(liang)(liang)原(yuan)子質(zhi)量(liang)(liang)精確到小數點后7位(wei)(wei)(wei)數字。
質譜(pu)儀(yi)最(zui)重要的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)是分(fen)離同位素并測(ce)定(ding)它們的(de)(de)(de)原(yuan)子(zi)質量(liang)(liang)及相(xiang)對豐度。測(ce)定(ding)原(yuan)子(zi)質量(liang)(liang)的(de)(de)(de)精度超過化學測(ce)量(liang)(liang)方法(fa)(fa)，大約(yue)2/3以上的(de)(de)(de)原(yuan)子(zi)的(de)(de)(de)精確質量(liang)(liang)是用(yong)(yong)質譜(pu)方法(fa)(fa)測(ce)定(ding)的(de)(de)(de)。由于質量(liang)(liang)和(he)能(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)當量(liang)(liang)關系，由此可(ke)(ke)(ke)得(de)(de)到有(you)關核(he)結構(gou)與核(he)結合(he)能(neng)的(de)(de)(de)知識。對于可(ke)(ke)(ke)通過礦石中提(ti)取的(de)(de)(de)放射性(xing)衰(shuai)變產(chan)物元素的(de)(de)(de)分(fen)析測(ce)量(liang)(liang)，可(ke)(ke)(ke)確定(ding)礦石的(de)(de)(de)地質年(nian)代。質譜(pu)方法(fa)(fa)還可(ke)(ke)(ke)用(yong)(yong)于有(you)機化學分(fen)析，特(te)別是微量(liang)(liang)雜質分(fen)析，測(ce)量(liang)(liang)分(fen)子(zi)的(de)(de)(de)分(fen)子(zi)量(liang)(liang)，為確定(ding)化合(he)物的(de)(de)(de)分(fen)子(zi)式和(he)分(fen)子(zi)結構(gou)提(ti)供(gong)可(ke)(ke)(ke)靠的(de)(de)(de)依據。由于化合(he)物有(you)著像指紋一樣的(de)(de)(de)獨特(te)質譜(pu)，質譜(pu)儀(yi)在工業生產(chan)中也得(de)(de)到廣泛應用(yong)(yong)。
固體(ti)(ti)火花源質(zhi)譜(pu)：對(dui)高純材料進行雜(za)質(zhi)分析。可(ke)應用于半導體(ti)(ti)材料有(you)色金屬、建材部門(men);氣(qi)體(ti)(ti)同(tong)位素質(zhi)譜(pu)：對(dui)穩定同(tong)位素C、H、N、O、S及放射性(xing)同(tong)位素Rb、Sr、U、Pb、K、Ar測(ce)定，可(ke)應用于地(di)質(zhi)石油(you)、醫學(xue)、環保、農業等部門(men)。
有機(ji)質(zhi)(zhi)譜儀基本工作原理：以電(dian)子(zi)轟擊(ji)或其(qi)他的方式(shi)使(shi)被(bei)測物質(zhi)(zhi)離(li)(li)(li)子(zi)化，形(xing)成各種質(zhi)(zhi)荷比（m/e）的離(li)(li)(li)子(zi)，然后利(li)用電(dian)磁學原理使(shi)離(li)(li)(li)子(zi)按不同(tong)的質(zhi)(zhi)荷比分(fen)(fen)離(li)(li)(li)并測量各種離(li)(li)(li)子(zi)的強(qiang)度，從(cong)而確(que)定(ding)被(bei)測物質(zhi)(zhi)的分(fen)(fen)子(zi)量和結(jie)構(gou)。
有(you)機(ji)質譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)主(zhu)要用于有(you)機(ji)化合(he)物的結(jie)構鑒定，它(ta)能提供化合(he)物的分子(zi)(zi)量、元素組成以及官能團等結(jie)構信息(xi)。分為(wei)四(si)極桿質譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)、離子(zi)(zi)阱質譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)、飛行時間質譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)和磁質譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)等。
有(you)機質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)發展很重(zhong)要的(de)(de)(de)方(fang)面是(shi)與各(ge)種聯用(yong)(yong)儀(yi)(yi)(yi)（氣相(xiang)色譜(pu)(pu)、液相(xiang)色譜(pu)(pu)、熱分(fen)(fen)析等(deng)）的(de)(de)(de)使用(yong)(yong)。它(ta)的(de)(de)(de)基本工作(zuo)原理是(shi)：利(li)用(yong)(yong)一種具(ju)有(you)分(fen)(fen)離技(ji)術的(de)(de)(de)儀(yi)(yi)(yi)器，作(zuo)為(wei)質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)"進樣(yang)器"，將有(you)機混合(he)物分(fen)(fen)離成純(chun)組(zu)分(fen)(fen)進入(ru)質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)，充分(fen)(fen)發揮(hui)質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)析特長，為(wei)每個組(zu)分(fen)(fen)提供分(fen)(fen)子量和分(fen)(fen)子結構信息。
可廣泛用于有機化(hua)學(xue)、生(sheng)物學(xue)、地球(qiu)化(hua)學(xue)、核工業、材料科(ke)學(xue)、環境(jing)科(ke)學(xue)、醫學(xue)衛生(sheng)、食品化(hua)學(xue)、石油化(hua)工等(deng)領(ling)域以及空間(jian)技術(shu)和公(gong)安工作等(deng)特種分析方(fang)面。
無機質譜(pu)(pu)儀(yi)與(yu)有機質譜(pu)(pu)儀(yi)工作原理不(bu)同的是物(wu)(wu)質離(li)子(zi)化(hua)的方式(shi)不(bu)一樣，無機質譜(pu)(pu)儀(yi)是以電感耦合高頻放(fang)電(ICP)或其他的方式(shi)使被測(ce)物(wu)(wu)質離(li)子(zi)化(hua)。
無機(ji)(ji)質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)主要用于無機(ji)(ji)元(yuan)(yuan)素(su)(su)微量分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)和同位素(su)(su)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)等(deng)方面(mian)。分(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)火花(hua)源質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)、離(li)子(zi)探針質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)、激(ji)光探針質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)、輝(hui)光放電(dian)質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)、電(dian)感耦(ou)合等(deng)離(li)子(zi)體(ti)(ti)質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)。火花(hua)源質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)不僅可以(yi)進(jin)行(xing)固(gu)體(ti)(ti)樣(yang)品的(de)整(zheng)體(ti)(ti)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)，而且可以(yi)進(jin)行(xing)表(biao)(biao)面(mian)和逐層分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)甚(shen)至液體(ti)(ti)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)；激(ji)光探針質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)可進(jin)行(xing)表(biao)(biao)面(mian)和縱深分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)；輝(hui)光放電(dian)質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)分(fen)(fen)(fen)(fen)辨率高，可進(jin)行(xing)高靈敏度，高精度分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)，適用范圍包括元(yuan)(yuan)素(su)(su)周(zhou)期(qi)表(biao)(biao)中絕大(da)多數元(yuan)(yuan)素(su)(su)，分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)速度快(kuai)，便于進(jin)行(xing)固(gu)體(ti)(ti)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)；電(dian)感耦(ou)合等(deng)離(li)子(zi)體(ti)(ti)質(zhi)(zhi)譜(pu)(pu)，譜(pu)(pu)線簡(jian)單(dan)易認，靈敏度與測量精度很高。
質(zhi)譜分(fen)析法的特點(dian)是測試速度快，結果精(jing)確。廣泛用于地(di)質(zhi)學(xue)、礦(kuang)物(wu)學(xue)、地(di)球化(hua)(hua)學(xue)、核工業、材料科(ke)學(xue)、環境科(ke)學(xue)、醫(yi)學(xue)衛生、食品化(hua)(hua)學(xue)、石油化(hua)(hua)工等領域以及空間技(ji)術和公安工作等特種(zhong)分(fen)析方面。
同位(wei)素(su)(su)(su)質譜分(fen)析(xi)法的特點是測(ce)試(shi)速度(du)快(kuai)，結果精(jing)確，樣品用量(liang)少(shao)（微克(ke)量(liang)級）。能精(jing)確測(ce)定元素(su)(su)(su)的同位(wei)素(su)(su)(su)比(bi)值。廣泛用于核科學，地(di)質年代測(ce)定，同位(wei)素(su)(su)(su)稀(xi)釋質譜分(fen)析(xi)，同位(wei)素(su)(su)(su)示蹤分(fen)析(xi)。
離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)探針是用(yong)(yong)聚(ju)焦的(de)一次離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)束(shu)作為(wei)微探針轟(hong)擊樣(yang)品(pin)(pin)表(biao)面，測射(she)出(chu)原子(zi)(zi)(zi)(zi)及(ji)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)二次離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)，在磁場中按質荷(he)比（m/e）分(fen)(fen)(fen)開，可獲得材料微區質譜(pu)圖(tu)(tu)譜(pu)及(ji)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)圖(tu)(tu)像(xiang)，再通過分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)計(ji)算求得元素的(de)定性和(he)定量信息。測試前對不(bu)(bu)同種(zhong)類的(de)樣(yang)品(pin)(pin)須作不(bu)(bu)同制備，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)探針兼(jian)有電子(zi)(zi)(zi)(zi)探針、火花型質譜(pu)儀的(de)特點。可以(yi)探測電子(zi)(zi)(zi)(zi)探針顯微分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)方法檢測極限以(yi)下的(de)微量元素，研(yan)究其局部分(fen)(fen)(fen)布和(he)偏(pian)析(xi)(xi)(xi)。可以(yi)作為(wei)同位素分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)。可以(yi)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)極薄表(biao)面層和(he)表(biao)面吸附物，表(biao)面分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)時可以(yi)進行縱向的(de)濃度分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)。成(cheng)像(xiang)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)探針適用(yong)(yong)于許(xu)多不(bu)(bu)同類型的(de)樣(yang)品(pin)(pin)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)，包括金屬樣(yang)品(pin)(pin)、半導體器件、非導體樣(yang)品(pin)(pin)，如高聚(ju)物和(he)玻璃產品(pin)(pin)等(deng)(deng)。廣(guang)泛應(ying)用(yong)(yong)于金屬、半導體、催化劑、表(biao)面、薄膜等(deng)(deng)領域中以(yi)及(ji)環(huan)保科(ke)學、空間科(ke)學和(he)生物化學等(deng)(deng)研(yan)究部門。
