質譜分析技術基礎理論

（一）質譜分析法原理

質譜分析法是通過應用質譜儀將被測物質離子化，按離子的質荷比分離，測量各種離子譜峰的強度而實現分析目的的一種分析方法。質量是物質的固有特征之一，不同的物質有不同的質量譜，即質譜，利用這一性質，可以進行定性分析（包括分子質量和相關結構信息）；而應用譜峰強度與它代表的化合物含量關系可進行定量分析。

（二）質譜儀的組成

質譜儀一般由真空系統、進樣系統、離子源、質量分析器、檢測器、數據處理系統六部分組成。

1 質譜儀的性能指標

衡量一臺質譜儀性能好壞的指標很多。這些指標包括分辨率、質量范圍、靈敏度、質量穩定性、質量精度等。質譜儀的種類很多，其性能指標的表示方法也不完全相同，現將主要的指標說明如下。

1.1 分辨率

質譜儀的分辨率表示質譜儀把相鄰兩個質量分開的能力。常用R表示。其定義是，如果某質譜儀在質量M處剛剛能分開M和M+?M兩個質量的離子，則該質譜儀的分辨率為R=M/?M。

1.2 質量范圍

質量范圍是質譜儀所能測定的離子質荷比的范圍。對于多數離子源，電離得到的離子為單電荷離子。這樣，質量范圍實際上就是可以測定的分子量范圍；對于電噴霧源，由于形成的離子帶有多電荷，盡管質量范圍只有幾千，但可以測定的分子量可達10萬以上。質量范圍的大小取決于質量分析器。四極桿分析器的質量范圍上限一般在1000左右，也有的可達3000，而飛行時間質量分析器可達幾十萬。由于質量分離的原理不同，不同的分析器有不同的質量范圍。彼此間比較沒有任何意義。同類型分析器則在一定程度上反映質譜儀的性能。

1.3 靈敏度

靈敏度表示一定的樣品，在一定的分辨率下，產生一定信噪比的分子離子峰所需的樣品量。

1.4 質量穩定性

質量穩定性主要是指儀器在工作時質量穩定的情況，通常用一定時間內質量漂移的質量單位來表示。例如某儀器的質量穩定性為：0.1amu/12hr，意思是該儀器在12小時之內，質量漂移不超過0.1 amu。

1.5 質量精度

質量精度是指質量測定的精確程度。常用相對百分比表示。質量精度是高分辨質譜儀的一項重要指標，對低分辨質譜儀沒有太大意義。

2 串聯質譜及聯用技術

2.1 串聯質譜

兩個或更match多的質譜連接在一起，稱為串聯質譜。最簡單的串聯質譜（MS/MS）由兩個質譜串聯而成，其中第一個質量分析器（MS1）將離子預分離或加能量修飾，由第二級質量分析器（MS2）分析結果。MS/MS最基本的功能包括能說明MS1中的母離子和MS2中的子離子間的聯系。

MS/MS在混合物分析中有很多優勢。在質譜與氣相色譜或液相色譜聯用時，即使色譜未能將物質完全分離，也可以進行鑒定。MS/MS可從樣品中選擇母離子進行分析，而不受其他物質干擾。

2.2 聯用技術

色譜可作為質譜的樣品導入裝置，并對樣品進行初步分離純化，因此色譜/質譜聯用技術可對復雜體系進行分離分析。因為色譜可得到化合物的保留時間，質譜可給出化合物的分子量和結構信息，故對復雜體系或混合物中化合物的鑒別和測定非常有效。