质谱法

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简介

质谱仪主要用于检测多种未知成分的分子量，并有助于确定现象。此过程还有助于量化已检测到的成分，并确定给定样品中存在的分子的结构和化学性质。质谱仪通常通过三个主要步骤进行，包括离子源、离子检测系统和质量分析器。在各个技术领域中用于研究质谱法的两种仪器也被称为质谱法，分别是质谱仪和质谱图仪。

什么是质谱法？

质谱法，也称为质谱学。这种机制主要利用一种分析技术，通过该技术，借助于根据其质荷比对气态离子进行分类来确定化学物质。在质谱法研究中经常使用的设备包括质谱仪和质谱图仪。这些仪器的工作原理是帮助离子运动。离子可能会被电场和磁场偏转。

质谱法的工作原理

质谱法使用气相法、解吸附法和喷雾法等多种方法。每台质谱仪都包含三个主要部件：离子源、离子检测系统和质量分析器。

图1：质谱法的工作原理

离子源：移动到气相离子的粒子可以通过外部电场和磁场进行移动和操纵。实验室中使用的技术被称为纳喷雾电离。这项技术与工业中汽车的喷漆过程相同。这种电离方法基本上用于产生带正电或带负电的离子。这种现象高度依赖于实验要求。纳喷雾电离有助于耦合小型色谱法的出口柱，该色谱法直接插入质谱仪的入口。然后，来自该色谱柱的流体通过一根针头，该针头的尖端为10-15微米。

质量分析器：在离子源阶段之后，离子根据质荷比（m/z）进行分类和分离。目前，此过程中需要许多质量分析器，每个分析器在运行速度、分离分辨率以及许多其他运行要求方面都存在权衡。特定类型的质量分析器经常用于多个技术领域。质量分析器通常与离子检测系统相关联。

离子检测系统：对分割和测量的离子进行测量并发送到数据系统。在这个数据系统中，存储着与相对丰度相关的m/z比率。质谱通常表示为样品中存在的离子的m/z比率与其强度作图。然后，质谱中的每个峰将显示样品中独特的m/z组分。然后，峰高将表示给定样品中存在的几个组分的相对丰度。

质谱法的类型

术语“质谱仪”用于包含两种设备。在这种情况下，电检测器目前用于多个工程或技术领域。这些检测器经常用于通常被称为质谱法的领域（robynsrevison，2022）。广泛使用的几种类型的质量分析器包括飞行时间（ToF）、磁扇区、离子阱、四极杆和串联质谱法（串联质谱）以及Orbitrap。质谱法中经常使用的有效方法是气相法、解吸附法和喷雾法。

质谱法的阶段

质谱法的机制通常需要测量给定样品中多个分子的质量。质谱法的四个主要阶段包括电离、加速、偏转和检测。

电离阶段使用在通过电离室之前汽化的样品，然后在电离室中被通过电加热金属线圈发射的电子流轰击。带正电的电离室通常排斥带正电的离子，并将其加速到三个带负电的狭缝，电压逐渐降低。偏转是带正电离子流被磁场偏转的阶段。最后阶段称为检测，其中离子束穿过质量分析器并通过基于质荷比（m/z）的检测器进行检测。

结论

用于测量样品中原子和分子的质荷比（m/z）的化学分析被称为质谱法。该机制中经常使用的两种主要仪器仅在对分类的带电粒子进行轮廓描绘的方式上有所不同。这两种仪器是质谱仪和质谱图仪。在质谱仪中，它们通常通过电子方式检测，而在质谱图仪中，则通过照相或其他非电子方式检测。

 (常见问题)

Q1. 偏转阶段发生了什么？

A1. 偏转阶段是最后阶段。在此阶段，离子撞击检测器，电荷通过从金属跳到离子的电子被中和。

Q2. 质谱法的主要阶段是什么？

A2. 质谱仪的机制广泛应用于各个技术领域，因为它们在这个技术进步的世界中发挥着重要作用。质谱法的四个主要阶段包括电离、加速、偏转和检测。

Q3. 在质谱法研究中使用哪些仪器？

A3. 质谱法的研究也被称为质谱学。在质谱法研究中使用的两种仪器是质谱仪和质谱图仪。