1. 質譜儀都有哪些種類
質譜儀按應用范圍分為同位素質譜儀、無機質譜儀和有機質譜儀;
按分辨本領分為高分辨、中分辨和低分辨質譜儀;
按工作原理分為靜態儀器和動態儀器。
有機質譜儀
有機質譜儀基本工作原理:以電子轟擊或其他的方式使被測物質離子化,形成各種質荷比(m/e)的離子,然後利用電磁學原理使離子按不同的質荷比分離並測量各種離子的強度,從而確定被測物質的分子量和結構。有機質譜儀主要用於有機化合物的結構鑒定,它能提供化合物的分子量、元素組成以及官能團等結構信息。分為四極桿質譜儀、離子阱質譜儀、飛行時間質譜儀和磁質譜儀等。
有機質譜儀的發展很重要的方面是與各種聯用儀(氣相色譜、液相色譜、熱分析等)的使用。它的基本工作原理是:利用一種具有分離技術的儀器,作為質譜儀的"進樣器",將有機混合物分離成純組分進入質譜儀,充分發揮質譜儀的分析特長,為每個組分提供分子量和分子結構信息。
可廣泛用於有機化學、生物學、地球化學、核工業、材料科學、環境科學、醫學衛生、食品化學、石油化工等領域以及空間技術和公安工作等特種分析方面。
無機質譜儀
無機質譜儀與有機質譜儀工作原理不同的是物質離子化的方式不一樣,無機質譜儀是以電感耦合高頻放電 (ICP)或其他的方式使被測物質離子化。
無機質譜儀主要用於無機元素微量分析和同位素分析等方面。分為火花源質譜儀、離子探針質譜儀、激光探針質譜儀、輝光放電質譜儀、電感耦合等離子體質譜儀。火花源質譜儀不僅可以進行固體樣品的整體分析,而且可以進行表面和逐層分析甚至液體分析;激光探針質譜儀可進行表面和縱深分析;輝光放電質譜儀解析度高,可進行高靈敏度,高精度分析,適用范圍包括元素周期表中絕大多數元素,分析速度快,便於進行固體分析;電感耦合等離子體質譜,譜線簡單易認,靈敏度與測量精度很高。
質譜分析法的特點是測試速度快,結果精確。廣泛用於地質學、礦物學、地球化學、核工業、材料科學、環境科學、醫學衛生、食品化學、石油化工等領域以及空間技術和公安工作等特種分析方面。
同位素質譜儀
同位素質譜分析法的特點是測試速度快,結果精確,樣品用量少(微克量級)。能精確測定元素的同位素比值。廣泛用於核科學,地質年代測定,同位素稀釋質譜分析,同位素示蹤分析。
離子探針
離子探針是用聚焦的一次離子束作為微探針轟擊樣品表面,測射出原子及分子的二次離子,在磁場中按質荷比(m/e)分開,可獲得材料微區質譜圖譜及離子圖像,再通過分析計算求得元素的定性和定量信息。測試前對不同種類的樣品須作不同制備,離子探針兼有電子探針、火花型質譜儀的特點。可以探測電子探針顯微分析方法檢測極限以下的微量元素,研究其局部分布和偏析。可以作為同位素分析。可以分析極薄表面層和表面吸附物,表面分析時可以進行縱向的濃度分析。成像離子探針適用於許多不同類型的樣品分析,包括金屬樣品、半導體器件、非導體樣品,如高聚物和玻璃產品等。廣泛應用於金屬、半導體、催化劑、表面、薄膜等領域中以及環保科學、空間科學和生物化學等研究部門。
2. 質譜儀主要由哪些部件組成各部分的作用是什麼
質譜儀以離子源、質量分析器和離子檢測器為核心。
1、離子源是使試樣分子在高真空條件下離子化的裝置。電離後的分子因接受了過多的能量會進一步碎裂成較小質量的多種碎片離子和中性粒子。它們在加速電場作用下獲取具有相同能量的平均動能而進入質量分析器。
2、質量分析器是將同時進入其中的不同質量的離子,按質荷比m/e大小分離的裝置。
3、分離後的離子依次進入離子檢測器,採集放大離子信號,經計算機處理,繪製成質譜圖。離子源、質量分析器和離子檢測器都各有多種類型。
(2)質譜設備有哪些擴展閱讀
分類:
一、有機質譜儀:
由於應用特點不同又分為:
(1)氣相色譜-質譜聯用儀(GC-MS)。
在這類儀器中,由於質譜儀質譜儀工作原理不同,又有氣相色譜-四極質譜儀、氣相色譜-飛行時間質譜儀、氣相色譜-離子阱質譜儀等。
(2)液相色譜-質譜聯用儀(LC-MS)。
同樣,有液相色譜-四器極質譜儀、液相色譜-離子阱質譜儀、液相色譜-飛行時間質譜儀,以及各種各樣的液相色譜-質譜-質譜聯用儀。
(3)其他有機質譜儀。
主要有:基質輔助激光解吸飛行時間質譜儀(MALDI-TOFMS)、傅里葉變換質譜儀(FT-MS)。
二、無機質譜儀:
包括:火花源雙聚焦質譜儀(SSMS)、感應耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)、二次離子質譜儀(SIMS)等。
三、同位素質譜儀:
包括:進行輕元素(H、C、S)同位素分析的小型低解析度同位素質譜儀和進行重元素(U、Pu、Pb)同位素分析的具有較高解析度的大型同位素質譜儀。
四、氣體分析質譜儀:
主要有:呼氣質譜儀、氦質譜檢漏儀等。
3. 氣相色譜質譜聯用儀的儀器組成
(一)、真空系統:2級真空:
機械泵和渦輪分子泵
機械泵一般時前級真空,也就是在機械泵把真空降到一定水平後才啟動渦輪分子泵,以保護分子泵。所以儀器從大氣壓到真空合適的狀態一般要經過一段時間的。
(二)、進樣系統:
從分離裝置來的組分(氣體或者液體)或者從直接進樣桿進液體或者固體樣品。
(三)、離子源
離子源: 主要作用是使欲分析的 樣品實現離子化,尤其是中性物質帶上電荷。
樣品本身性質的差異,決定了離子化的方式不能有萬能的離子源,離子源的類型也是多種多樣。
(四)、質量分析器
質量分析器是質譜儀的核心部件,因此常以質量分析器的類型來命名一台質譜儀。
( 五)、檢測器:目前是光電倍增器應用較廣。
( 六)、採集數據和控制儀器的工作站