什么是气体质谱仪(Gas Mass Spectrometer)？

气体质谱仪是一种分析仪器，用于测定已知样品中元素的浓度，并作为推断未知样品组成的工具。它通过检测原子或分子中的带电离子在磁场中的偏转来工作。在无机分析中，每一个元素原子都产生一个特征光谱。质量越小的原子越容...

气体质谱仪是一种分析仪器，用于测定已知样品中元素的浓度，并作为推断未知样品组成的工具。它通过检测原子或分子中的带电离子在磁场中的偏转来工作。在无机分析中，每一个元素原子都产生一个特征光谱。质量越小的原子越容易偏转，与带更大电荷的原子一样，这种基本结构的一些改进使气体质谱仪在有机分析和元素测定中非常有用。在用于元素分析的基本气体质谱仪中，手放在臀部，液体样品首先是从原始样品中提取或以其他方式分离出感兴趣的元素，然后通过电子流轰击使液体蒸发和电离，电子流从原子中击落一个或多个电子。现在带正电的离子以直角通过磁场，它对离子施加一个侧向力。偏转程度与离子的电荷质量比成正比。虽然气体质谱仪的原理很容易理解，但仪器是一个仔细组合的部件。蒸发的样品被引入真空电离室。真空在电离室中，一个电加热的金属线圈向侧面辐射电子，把形成离子的原子中的电子击落，然后收集到电子阱中。电离室的电压为正10000伏离子被保持在稍高的正电压下的离子排斥板加速离开电离室高能量的粒子流被集中在一个紧密的束流中，然后通过一个电磁铁产生的磁场。取决于质量电荷比，离子的偏转程度会变小或变大。电磁铁上的电荷可以改变，使感兴趣的离子流聚焦在探测板上。探测器比较每个离子流产生的电流来确定相对丰度。每个元素都有一个特征光谱。光谱是每种电荷/质量比的相对丰度图。图上的每一行都与第一个电子被击落后产生的离子的相对浓度有关，然后是第二个电子，第三个电子，依此类推。通过将光谱与参考文献中的元素质谱相比较，产生光谱的元素是可以测定的。气体质谱仪在有机分析中的使用要复杂一些。有机化合物会在电离室中产生各种各样的电离碎片。即使是简单的有机化合物，其质谱也要复杂得多，而且往往受到更多的影响解释。如果光谱非常干净，气相质谱仪可用于确认有机化合物的特性，但通常需要其他技术的相关结果。在气相色谱质谱仪（GC/MS）中，化合物混合物首先用气相色谱法分离，然后送入气相质谱仪。在这种组合仪器的气相色谱部分，蒸发的分子通过其在载气中扩散的能力而分离。通过改变载气的类型、温度和流速，可以得到不同的混合物分离得到每种化合物的干净、独立的样品。需要优化以确定正确的气相色谱仪和随后的质谱仪设置一旦样品来源被鉴定，例如在制造厂或自然来源，如油井，这些仪器会产生经济、可靠的结果。

发表于 2020-09-18 09:33
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分类：科学教育

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