在使用質(zhì)譜之前,先來了解一下
質(zhì)譜分析法主要是通過對(duì)樣品離子質(zhì)荷比的分析而實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品進(jìn)行定性和定量的一種方法。
把化合物分子用一定方式裂解后生成的各種離子,按其質(zhì)量大小排列而成的圖譜稱為質(zhì)譜
質(zhì)譜大體構(gòu)造是基本相同的。不過氣質(zhì)聯(lián)用和質(zhì)譜單獨(dú)使用的不同點(diǎn)在于,氣質(zhì)聯(lián)用的使用前提是氣相色譜能夠提供已分離并且被氣化的化合物分子,從而被質(zhì)譜識(shí)別和檢測。
隨著質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展,質(zhì)譜技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣。由于質(zhì)譜分析具有敏度高,樣品用量少,分析速度快,分離和鑒定同時(shí)進(jìn)行等優(yōu)點(diǎn),因此,質(zhì)譜技術(shù)廣泛的應(yīng)用于化學(xué),化工,環(huán)境,能源,刑事科學(xué)技術(shù),生命科學(xué),材料科學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域。
我們先來了解一下質(zhì)譜的構(gòu)造,質(zhì)譜主要分成以下幾個(gè)部分:真空系統(tǒng),離子源,質(zhì)量分析器和檢測器。
真空系統(tǒng)
我們先來談?wù)勝|(zhì)譜為什么需要真空系統(tǒng)。假設(shè)沒有真空,離子碎片的運(yùn)行軌道就可能會(huì)發(fā)生變化,所以,我們需要質(zhì)譜的保持真空狀態(tài),來為離子提供一個(gè)夠長的無碰撞運(yùn)行軌道。
既然質(zhì)譜需要真空系統(tǒng),就會(huì)有一套支持真空環(huán)境的裝置,也就是真空泵。
在日常用的氣質(zhì)中我們使用的真空泵由機(jī)械泵和高真空泵兩部分組成。當(dāng)質(zhì)譜開機(jī)時(shí),先由機(jī)械泵工作,將質(zhì)譜內(nèi)抽到一個(gè)相對(duì)低的真空度,接下來高真空泵才會(huì)運(yùn)行。我們常用的質(zhì)譜會(huì)在10-5torr托的真空度下工作。
離子源
接下來就是離子源,使中性原子或分子電離,并從中引出離子束流的裝置。離子源部分的主要作用是將氣化的化合物分子電離成帶電荷的離子,因?yàn)橹挥袔щ姾傻碾x子才可以在質(zhì)譜儀的場中運(yùn)動(dòng)。
目前市場上比較常用的離子源是電子電離源也就是我們簡稱的EI,和化學(xué)電離源也就是我們簡稱的CI。
質(zhì)量分析器
質(zhì)量分析器,它的主要作用是對(duì)帶電荷的離子進(jìn)行分析,那么它的結(jié)構(gòu)如何,又是如何工作的呢?以常用的四級(jí)桿質(zhì)量分析器來講,它是由四個(gè)導(dǎo)電桿組成,從四極桿的截面上看,四個(gè)桿分別位于正方形的四個(gè)角。質(zhì)譜儀會(huì)給四級(jí)桿加上電壓,通過電壓的變化,四級(jí)桿形成的電場可以讓不同質(zhì)荷比的離子通過。
檢測器
檢測器的部分。檢測器負(fù)責(zé)對(duì)從質(zhì)量分析器中通過的離子進(jìn)行響應(yīng),它主要由兩個(gè)部分組成:高能打拿極和電子倍增器。
其中,高能打拿極的作用是將帶電荷的離子置換成電子,而電子倍增器會(huì)對(duì)轟擊出的電子進(jìn)行放大,變成軟件能夠識(shí)別的電信號(hào)。
于是就出現(xiàn)了我們看見的總離子流圖和質(zhì)譜圖的縱坐標(biāo)也就是豐度。
進(jìn)入 21 世紀(jì),現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)分析測試技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。與經(jīng)典的化學(xué)分析方法和傳統(tǒng)的儀器分析方法不同,現(xiàn)代分析科學(xué)中,原位、實(shí)時(shí)、在線、非破壞、高通量、高靈敏度、高選擇性、低耗損一直是分析工作者追求的目標(biāo)。在眾多的分析測試方法中,質(zhì)譜學(xué)方法被認(rèn)為是一種同時(shí)具備高特異性和高靈敏度且得到了廣泛應(yīng)用的方法。電噴霧解吸電離技術(shù)、電暈放電實(shí)時(shí)直接分析電離技術(shù)和電噴霧萃取電離技術(shù)的提出,滿足了時(shí)代的需要,滿足了科學(xué)技術(shù)發(fā)展的要求,為復(fù)雜樣品的快速質(zhì)譜分析打開了一個(gè)窗口。
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