质谱仪的使用方法与常用进样技术 质谱仪操作规程

第第页质谱仪的使用方法与常用进样技术质谱仪操作规程质谱仪又称质谱计。分别和检测不同同位素的仪器。即依据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理，按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分别和检测物质构成的一类仪器。质谱仪按应用范围分为同位素养谱仪、无机质谱仪和有机质谱仪。按辨别本领分为高辨别、中辨别和低辨别质谱仪；按工作原理分为静态仪器和动态仪器。质谱仪的使用方法与常用进样技术

一、质谱仪的用法

分别和检测不同同位素的仪器。仪器的紧要装置放在真空中。将物质气化、电离成离子束，经电压加速和聚焦，然后通过磁场电场区，不同质量的离子受到磁场电场的偏转不同，聚焦在不同的位置，从而获得不同同位素的质量谱。质谱方法zui早于1913年由J.J.汤姆孙确定，以后经F.W.阿斯顿等人改进完善。现代质谱仪经过不断改进，仍旧利用电磁学原理，使离子束按荷质比分别。质谱仪的性能指标是它的辨别率，假如质谱仪恰能辨别质量m和m+m，辨别率定义为m/m。现代质谱仪的辨别率达105～106量级，可测量原子质量到小数点后7位数字。

质谱仪zui紧要的应用是分别同位素并测定它们的原子质量及相对丰度。测定原子质量的精度超过化学测量方法，大约2/3以上的原子的质量是用质谱方法测定的。由于质量和能量的当量关系，由此可得到有关核结构与核结合能的学问。对于可通过矿石中提取的放射性衰变产物元素的分析测量，可确定矿石的地质时代。质谱方法还可用于有机化学分析，特别是微量杂质分析，测量分子的分子量，为确定化合物的分子式和分子结构供应牢靠的依据。由于化合物有着像指纹一样的独特质谱，质谱仪在工业生产中也得到广泛应用。

二、质谱仪常用进样技术

将样品导入质谱仪可分为直接进样和通过接口两种方式实现。

1、直接进样：

在室不冷不热常压下，气态或液态样品可通过一个可调喷口装置以中性流的形式导入离子源。吸附在固体上或溶解在液体中的挥发性物质可通过顶空分析器进行富集，利用吸附柱捕集，再接受程序升温的方式使之解吸，经毛细管导入质谱仪。

对于固体样品，常用进样杆直接导入。将样品置于进样杆顶部的小坩埚中，通过在离子源相近的真空环境中加热的方式导入样品，或者可通过在离子化室中将样品从一可快速加热的金属丝上解吸或者使用激光辅佑襄助解吸的方式进行。这种方法可与电子轰击电离、化学电离以及场电离结合，适用于热稳定性差或者难挥发物的分析。

目前质谱进样系统进展较快的是多种液相色谱/质谱联用的接口技术，用以将色谱流出物导入质谱，经离子化后供质谱分析。紧要技术包括各种喷雾技术（电喷雾，热喷雾和离子喷雾）；传送装置（粒子束）和粒子诱导解吸（快原子轰击）等。

2、电喷雾接口

带有样品的色谱流动相通过一个带有数千伏高压的针尖喷口喷出，生成带电液滴，经干燥气除去溶剂后，带电离子通过毛细管或者小孔直接进入质量分析器。传统的电喷雾接口只适用于流动相流速为1～5l/min的体系，因此电喷雾接口紧要适用于微柱液相色谱。同时由于离子可以带多电荷，使得高分子物质的质荷比落入大多数四极杆或磁质量分析器的分析范围（质荷比小于4000），从而可分析分子量高达几十万道尔顿（Da）的物质。

3、热喷雾接口

存在于挥发性缓冲液流动相（如乙酸铵溶液）中的待测物，由细径管导入离子源，同时加热，溶剂在细径管中除去，待测物进入气相。其中性分子可以通过与气相中的缓冲液离子（如NH4+）反应，以化学电离的方式离子化，再被导入质量分析器。热喷雾接口适用的液体流量可达2ml/min，并适合于含有大量水的流动相，可用于测定各种极性化合物。由于在溶剂挥发时需要利用较高温度加热，因此待测物有可能受热分解。

4、离子喷雾接口

在电喷雾接口基础上，利用气体辅佑襄助进行喷雾，可提高流动相流速达到1ml/min.电喷雾和离子喷雾技术中使用的流动相体系含有的缓冲液必需是挥发性的。

5、粒子束接口

将色谱流出物转化为气溶胶，于脱溶剂室脱去溶剂，得到的中性待测物分子导入离子源，使用电子轰击或者化学电离的方式将其离子化，获得的质谱为经典的电子轰击电离或者化学电离质谱图，其中前者含有丰富的样品分子结构信息。但粒子束接口对样品的极性，热稳定性和分子质量有确定限制，zui适用于分子量在1000Da以下的有机小分子测定。

6、解吸附技术

将微柱液相色谱与粒子诱导解吸技术（快原子轰击，液相二次粒子质谱）结合，一般使用的流速在1～10l/min之间，流动相须加入微量难挥发液体（如甘油）。混合液体通过一根毛细管流到置于离子源中的金属靶上，经溶剂挥发后形成的液膜被高能原子或者离子轰击而离子化。得到的质谱图与快原子轰击或者液相二次离子质谱的质谱图仿佛，但是本底却大大降低。

有机质谱可广泛用于有机化学、生物学、地球化学、核工业、材料科学、环境科学、医学卫生、食品化学、石油化工等领域以及空间技术和*工作等特种分析方面。无机质谱广泛用于地质学、矿物学、地球化学、核工业、材料科学、环境科学、医学卫生、食品化学、石油化工等领域以及空间技术和*工作等特种分析方面。

质谱仪离子源的清洗

1、降低接口温度、离子源温度、四极杆温度（以四极杆质谱仪为例），关闭质谱仪电源。

2、打开卸压阀，缓慢卸压到常压。

3、打开离子源舱门（此步骤开始可以佩带口罩以及不掉毛手套）。

4、使用专用工具依照拆卸步骤将离子源整体取出放置在的清洗台面。

5、使用专用工具将离子源各部件一一拆开，分类整齐放置在清洗台面，不需要抛光打磨的部件（如加热快、绝缘体等）分开放置。（此后可脱掉手套）

6、将确定量的专用氧化铝粉放入100ml烧杯中，加入甲醇，刚好覆盖为好。

7、使用专用棉签蘸上湿润的氧化铝粉轻轻打磨推斥极、离子源体、透镜等金属部件，直至光亮为止，注意不要过于用力造成部件表面显现明显划痕。

8、可先使用自来水冲洗打磨部件，再使用甲醇将氧化铝粉充分冲洗干净。

9、将离子源全部部件（除了灯丝、加热电缆等外）放置于适当烧杯中，加入甲醇盖过，超声5～10分钟。

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