1、質譜檢測器概述和基本原理 a概述 商品色譜-質譜儀(也叫色質儀，gc-ms儀)有無數品種，質譜檢測器msd只是用于色譜峰的質量數的“檢測”，但是敏捷度并不高。常規的電離質譜技術，分子離子化要求在高真空下實現，四級桿質譜儀的工作氣壓不能超過50pa，就是說：痕量氣體組分的分壓應低于50pa。在這樣低的分壓下很難實現痕量組分的分析敏捷度，大氣壓離子質譜儀等幾種離子化質譜儀則能克服上述困難。apims(atmosphere pressure ionization mass spectrometer)與一般質譜儀的區分在于設計了特別的取樣方式，由電暈放電針產生的電子轟擊空氣中的主要組分n2,o2,h2

2、o等，得到初級離子n2+,o2+,h2+o,ch3oh2+等，再由這些初級離子與被分析物分子舉行電子或質子交換產生被分析物的分子離子。使得分子的離子化在大氣壓的條件下舉行，從而使分析敏捷度大大地提高，apims敏捷度可達到5×10-8(摩爾分數)，因而被廣泛應用于電子氣、環保和醫療衛生等行業中痕量氣體中雜質分析。 msd和紅外光譜、原子放射光譜、火焰原子汲取光譜、原子熒光光譜一樣，能對色譜柱的流出氣液態物質舉行定性和定量分析。 b.基本原理 msd作為色譜儀的檢測器，是開發最早的色譜聯用儀器，因為從氣相色譜柱分別后的氣體樣品呈氣態，流淌相也是氣體(載氣)，與質譜的進樣要求相匹配，最簡

3、單將這兩種儀器聯用。因此最早實現商品化的色譜聯用儀器就是氣相色譜-質譜聯用儀。這里只重點講接口和質譜檢測器兩部分，同時對計算機和真空系統兩部分不詳細講無數。 msd檢測器系統主要有四部分組成：接口、質譜檢測器、計算機系統和msd須要的真空系統，見圖3.14。毛細管柱通過接口挺直插入微孔，保證離子源的壓強處于工作范圍(10-110-1) pa，又能維持離子源內的真空要求。載氣被真空抽走，被測組分電離成分子離子和各種碎片離子，經加速、聚焦后進入四極桿質量分析器，壓強10-510-4 pa，然后將各離子按荷質比分別后，在離子檢測器上變成電流信號輸出，該信號經計算機收集，處理和檢索后，打印成各種質譜圖

4、和測試結果。 圖3.14msd系統暗示圖 1-毛細管柱;2-接口;3-加熱器;4-穩定傳感器;5-離子源;6-加速聚焦;7-四極桿質量分析器;8-離子檢測器9-msd c進樣系統和接口 作為色譜的檢測器gc-ms聯用儀的接口和色譜儀組成了質譜的進樣系統。樣品從色譜進樣器進入色譜儀的色譜柱后，分別的各個組分依次通過接口進入質譜儀的離子源，按照質譜儀的工作特點，gc-ms聯用儀進樣系統中的接口應滿足：接口的存在不破壞離子源的高真空，也不影響色譜柱分別的柱效;接口應能使色譜分別后組分盡可能多地進入質譜儀的離子儀，同時又使色譜流淌相盡可能不進入質譜的離子源。 接口裝置是實現氣相色譜儀與質譜聯用的關鍵技

5、術所在。通常的色譜出口為105 pa(latm=1.013×105 pa)左右，而質譜儀卻需要在高真空度(10-610-5) pa下工作，氣體樣品組分到達質譜儀離子化室舉行電離時的真空度為10-3pa，這樣兩者在正常工作壓力上相差8個數量級。因此接口裝置要解決的問題是氣相色譜的大氣壓工作條件如何與質譜儀的高真空度工作條件相匹配銜接。為適應質譜儀對真空度的要求，希翼從色譜柱出口的載氣流速要低。通常毛細管柱的載氣流速約為1ml/min，這與質譜儀聯用帶來一點便利。此外還應把毛細管柱后流出物中的載氣盡可能地除去，保留并濃縮待測氣體物質，將臨近大氣壓的氣流改變成適合離子化室所需的真空度，以使

6、質譜儀在所需真空度下正常工作。常用的接口裝置有以下三種： 其一，挺直偶合接口 色譜儀出口約幾十厘米的色譜柱挺直通過切換閥與質譜離子室銜接，離子室的真空泵延續運轉以保持10-3pa的真空度。打開閥門毛細管后流出物進入離子室，再繼續降壓，載氣不斷被真空泵抽走，而被色譜柱分別的樣品會在離子室受到電子轟擊源撞擊生成帶正電荷的分子離子，這些帶電離子在磁(電)場作用下，加速向質量分析器(四極桿)運動。 其二，開口分流型接口 與氣相毛細管色譜分析類似，在滿足氣體分析敏捷度要求的前提下，將部分的分析氣進入質譜儀。大部分的色譜柱流出物和載氣隨質譜儀真空泵進入離子室，當色譜柱流出物的流量大于真空泵的工作流量時，過

7、多的色譜柱流出物和載氣會隨大衣管的一起流出接口；當色譜柱流出物的流量小于真空泵的工作流量時，大衣管的氦氣會提供補充氣量，與色譜出口的載氣和流出物一起進入離子室。 其三，噴射型分子分別器接口 此類接口依據在膨脹的高速噴射氣流中，不同分子量的氣體都以超音速的同樣速率向前噴射，但不同質量分子具有不同的動量，動量大的氣體分子簡單保持沿噴射方向直線運動，動量小的載氣分子會偏離噴射方向而被真空泵抽走，這樣使得分子量較大的樣品分子得到濃縮進入分子分別器接口，并進入質譜儀的離子室舉行分析。在分子分別器接口基礎上進展了解吸電噴霧離子化(desorption electro spray ionization, desd、電噴霧離子化(electro spray io