无机质谱仪

• 无机质谱仪是主要用以进行无机物分析的质谱仪，与有机质谱仪工作原理不同的是物质离子化的方式不一样，无机质谱仪是以电感耦合高频放电 (ICP)或其他的方式使被测物质离子化。

无机质谱仪的分类及特点

• 无机质谱仪主要用于无机元素微量分析和同位素分析等方面。分为火花源质谱仪、离子探针质谱仪、激光探针质谱仪、辉光放电质谱仪、电感耦合等离子体质谱仪。火花源质谱仪不仅可以进行固体样品的整体分析，而且可以进行表面和逐层分析甚至液体分析；激光探针质谱仪可进行表面和纵深分析；辉光放电质谱仪分辨率高，可进行高灵敏度，高精度分析，适用范围包括元素周期表中绝大多数元素，分析速度快，便于进行固体分析；电感耦合等离子体质谱，谱线简单易认，灵敏度与测量精度很高。

无机质谱仪的常见参数

• (1)分辨率（resolution）

  两个相邻的质谱峰之一的质量数与两者质量数之差的比值，规定为仪器的分辨率，用R表示。设两个相邻峰的质量数分别为M1和M2，两峰质量数之差为ΔM，则分辨率

  R=M2（或1）/M2-M1=M/ΔM                          （1）

  如M1=500，M2=501，两峰刚好完全分开，则R=500/501-500=500

  如M1=500.0，M2=500.1，则R=500.0/500.1-500.0=5,000

  如M1=500.00，M2=500.01，则R=500.01-500.00=50,000

  这就是说,仪器的分辨率为500时,只能分开在整数位有差别的相邻两峰;分辨率为5,000时,则能分开相差0.1个原子质量单位的相邻两峰;分辨率为50,000时,质量精度可达到0.01。显然，当用分辨率为50，000的仪器测定质量数为200附近的两个峰时，质量数的精确度就更高些。这可代入式（1）计算出来：50，000=200/ΔM，ΔM=200/50，000=0.004,即可把200.00和200.004的两个峰刚好完全分开,但是,当用同样分辨率的仪器测定质量数为1,000附近的两个峰,质量精确度则降为ΔM=1,000/50,000=0.02,虽然也是准确到小数第二位,但是最高只能精确到0.02原子质量单位(amu)。

  双聚焦磁质谱仪的分辨率为10，000-100，000。

  傅立叶变换离子回旋共振质谱仪的分辨率可达1000，000。

  （2）灵敏度（sensitivity）

  绝对灵敏度指仪器可检测的最小样品量（必要时注明相应的信噪比）；相对灵敏度指仪器可同时测定的大组分与小组分的含量，常用1×10-6表示。

  最新型的基质辅助激光解吸附飞行时间质谱仪的灵敏度可达10-15-10-18。

  （3）准确度（accuracy）

  指质谱分析的测定值（质量、同位素比值或化学组分）与理论值的偏差。

  最新型的四极杆飞行时间质谱仪的质量准确度可达5ppm.

  傅立叶变换离子回旋共振质谱仪的质量准确度可达1ppm.

  （4）质量范围

  质谱仪所能测定的原子量（分子量）范围，单位为Da.

  最新型的基质辅助激光解吸附飞行时间质谱仪的质量范围可达400，000Da.

  （5）分子离子

  有机化合物分子受到外来电子撞击后，绝大多数是失去一个电子，这就使分子带有一个正电荷，这种带正电荷的粒子就叫作分子离子。

  分子离子用来测定化合物的分子量。

  （6）碎片离子

  当撞击电子能量较高、超过分子本身电离所需能量时，分子离子的一部分、大部分或全部就要发生裂解，生成的分子碎片也可以带正电荷，这就是碎片离子。

  碎片离子用来测定化合物的结构。

无机质谱仪的应用

• 无机质谱仪广泛用于地质学、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公安工作等特种分析方面。