激子源射频离子阱质谱计

维权声明：本文为gaoweimass原创作品，本作者与仪器信息网是该作品合法使用者，该作品暂不对外授权转载。其他任何网站、组织、单位或个人等将该作品在本站以外的任何媒体任何形式出现的，均属侵权违法行为，我们将追究法律责任。十年前参与过某型车载四极质谱仪的研发工作，本文是对其中一个难点-射频电源电路的分析提纲，分享给大家。虽然没有细节和计算过程，但是对分析人员理解四极工作原理还是非常有帮助的。几点说明：1.其中第四部分我有详细的计算过程，只是没有做任何说明，非研发人员用处不大，所以就不提供了。2.请大家重点关注其中的几个公式，非常有意义。欢迎大家批评指正！听从版主的意见，对提纲做了一些补充说明和修改，重新发附件。真心希望能给需要的人提供些许帮助。运用四极质谱物理原理对某型车载质谱仪射频电源工作机理的分析 1. 关于四极质谱设计的几个基本公式V =7.220Mf2r02 M-amu，f-MHz，r0-cm这个公式实际上是马绍方程的解的一种表达方式，有兴趣的可以自己推演，需要注意单位和V是零峰值。V是射频幅值，V与M是线性关系，确定f和r0后，V与M一一对应。V=Kv（V基准+V0）这个公式是峰位调节公式，明白这个公式就会很清楚峰位是怎么调节的，V基准是数字量质量基准0-10V，Kv就是峰位增益（就是斜率），V0就是峰位补偿U=KuV+U0这个公式是分辨调节公式，明白这个公式就会很清楚分辨是怎么调节的，Ku就是峰宽增益（就是斜率），U0就是峰位补偿（就是截距）现有常规四极质谱仪的驱动电路由变压器/LC振荡回路构成，工作频率固定。电容C由四极杆杆间电容，槽路电容和导线寄生电容决定，L由变压器电感决定。2. 射频电源框图3. 射频电源各个模块功能分析平衡放大器，射频调制器，功率振荡器，射频调谐输出和直流发生功能电路，电容衰减器，检波器，峰位调节电路，分辨调节电路4. 射频电路负反馈放大倍数和直交比的计算V= Kv（UMASS+VM0）负反馈电路放大倍数Kv范围：90.27-110.22VM0范围：-0.005-+0.005（伏）U=KuV+(UA0+UAUF)直交比Ku调节范围：0.15-0.16UA0范围：-2.5-+2.5（伏）UAUF范围：5. 导致射频电源不

[font=微软雅黑, sans-serif]采用一组四极杆[size=12px]（作为质量分析器）[/size]对带电离子进行分离的质谱仪称为单四极杆质谱仪。[/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font][font=微软雅黑, sans-serif]质谱仪的相关部件需要在高真空环境下进行工作[/font][font=微软雅黑, sans-serif]，机械泵和分子泵为仪器工作提供高真空环境，真空规对真空度进行监测。在保证质谱仪相关部件高真空工作环境前提下，经[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]分离后的待测样品组分从色谱柱流出，通过传输线流入离子源[size=12px]（电子轰击电离源（EI），Electron Ionization）[/size]；电子轰击电离源（EI）通过灯丝释放高能电子，在磁场与电场的作用下，化合物分子经过碰撞和诱导等相互作用发生裂解，在推斥极正电压作用下正离子进入静电透镜，并通过静电透镜聚焦引入质量分析器[size=12px]（四极杆质量分析器等）[/size]；四极杆质量分析器在射频电源的作用下，直流电压（DC）和射频电压（RF）进行叠加，满足条件的特定质/荷比（mass-to-charge ratio）的离子稳定振荡通过四极杆到达检测器[size=12px]（打拿极和电子倍增器等）[/size]；检测器中的打拿极与四极杆成90°且在-10000V下工作，通过四极杆的光子、中性粒子等干扰信号被降低，正离子束撞击打拿极后产生电子进入电子倍增器并产生与接收到的离子数目成正比的信号，电子流经多级放大后输入到放大电路。放大电路产生的信号经处理后在工作站中显示。使用电子轰击电离源（EI）的单四级杆质谱仪整体结构与框架如下[size=12px]（以北京普析通用仪器有限公司M7质谱仪为例）[/size]：[/font][align=center][img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/5c/ee/a5cee7570e3fc5969a944c5fabaef3a7.png[/img][/align]

[font=&][size=15px]离子阱质谱仪的MS-MS属于时间串联型。在A阶段,打开电子门此时基础电压置于低质量的截止值，使所有的离子被阱集,然后利用辅助射频电压抛射掉所有高于被分析母离子的离子。进入B阶段，增加基频电压，抛射掉所有低于被分析母离子的离子。以阱集即将碰撞活化的离子。在C阶段，利用加在端电极上的辅助射频电压激发母离子，使其与阱内本底气体碰撞。在D阶段，扫描基频电压,抛射并接收所有CID过程形成的子离子，获得子离子谱。以此类推,可以进行多级MS分析。由离子阱的工作原理可以知道，它的MS-MS功能主要是多级子离子谱，利用计算机处理软件，还可以提供母离子谱,中性丢失谱和多反应监测（MRM）。[/size][/font]

四级杆质谱仪(Quadrupole Mass Spectrometer)来源于其四级杆质量选择器。在四级杆中，四根电极杆分为两两一组，分别在其上施加射频(Radio Frequency, RF)反相交变电压。位于此电势场中的离子，被选择的部分稳定后可到达检测器(Detector)，或者进入之后的空间进行后续分析。　　原理：　　虽然现实中使用的四级杆质量选择器大多使用圆柱形，然而理想的质量选择器外形为双曲线形。质量选择器的大小通常在几厘米到几十厘米之间。　　四级杆质量选择器的四根极杆被对应的分为两组，分别施加反相射频高压。其中两组电压的表达式分别为：　　两组电压只有符号相反。其中U为直流(DC)分量，V为射频(达到发射频率的交流电，RF)分量的振幅(在此处用到的是V_rms而不是Vp-p)。 在通常情况下，U的值为500-2000 V，V为0-3000 V 。　　在这样的电场环境下，离子会根据电场进行震荡。然而，只有特定荷质比的离子可以稳定的通过电场。当极杆上的电压被指定时，质量过小的离子会受到很大的电压影响，从而进行非常激烈的震荡，导致碰触极杆失去电荷而被真空系统抽走；质量过大的离子因为不能受到足够的电场牵引，最终导致碰触极杆或者飞出电场而无法通过质量选择器。　　在四级杆质量选择器的硬件中，通常的做法是调整射频工作频率w来选择离子的质量，调整U与V的比值来调整离子的通过率。本节对应的图片可见，三角形区域为该质量的离子稳定的区域。U与V的比值在此体现为斜率。可见，U/V越大，离子的选择精度越高，仪器的解析能力越强，但是能稳定通过的离子数量减小；而U/V比值越小，离子通过的数量多，但是解析度下降。经过权衡之后，大多数四级杆质谱仪的解析能力大约都是1Th，体现在质谱图上就是半峰宽度大约为1Th或者1Da。　　值得指出的是，当U值为零，即四级杆上仅施加射频电压时，所有离子均可通过。这样操作的意义是，可以使离子束更加聚拢。通常当作离子镜(Ion Lens)使用。最典型的扩展就是八极杆和六极杆的出现，实际是源自四级杆的基本工作特性。

[font=Optima-Regular, PingFangTC-light]质谱[/font][font=Optima-Regular, PingFangTC-light]仪之间分类一般是按质量分析器来分，如通常我们所说的飞行时间质谱或者四级杆质谱等，但同一台质谱仪可以配几种离子源，每种离子源有哪些特点，该如何选择？[/font][font=Optima-Regular, PingFangTC-light]今天咱们就详细说下质谱主要的几种电离方式及离子源[/font][font=Optima-Regular, PingFangTC-light]。[/font][font=Optima-Regular, PingFangTC-light][size=14px]样品在离子源中电离成离子，比较常用的离子源有与[/size][/font][b][font=Optima-Regular, PingFangTC-light][size=14px][color=#ff4c00]GC串联的电子轰击电离源（EI）和化学电离源（CI），与LC串联质谱常用电喷雾离子化(ESI)、大气压化学电离(APCI)、大气压光电离(APPI)，以及基质辅助光解吸离子化（MALDI）[/color][/size][/font][/b][font=Optima-Regular, PingFangTC-light][size=14px]等等。[/size][/font][font=Optima-Regular, PingFangTC-light][size=16px][color=#0052ff][b]电离方式和离子源[/b][/color][/size][/font][font=Optima-Regular, PingFangTC-light][size=14px][b]1、电轰击电离（EI）[/b]一定能量的电子直接作用于样品分子，使其电离，且效率高，有助于质谱仪获得高灵敏度和高分辨率。有机化合物电离能为10eV左右，50-100eV时，大多数分子电离界面最大。70eV能量时，得到丰富的指纹图谱，灵敏度接近最大。适当降低电离能，可得到较强的分子离子信号，某些情况有助于定性。[b]2、化学电离（CI）[/b]电子轰击的缺陷是分子离子信号变得很弱，甚至检测不到。化学电离引入大量试剂气，使样品分子与电离离子不直接作用，利用活性反应离子实现电离，其反应热效应可能较低，使分子离子的碎裂少于电子轰击电离。商用质谱仪一般采用组合EI/CI离子源。试剂气一般采用甲烷气，也有N2,CO,Ar或混合气等。试剂气的分压不同会使反应离子的强度发生变化，所以一般源压为0.5-1.0Torr。[/size][/font][font=Optima-Regular, PingFangTC-light][size=14px][b]3、大气压化学电离（APCI）[/b]在大气压下，化学电离反应速率更大，效率更高，能够产生丰富的离子。通过一定手段将大气压力下产生的离子转移至高真空处（质量分析器中）。早期为Ni63辐射电离离子源，另一种设计是电晕放电电离，允许载气流速达9L/S。需要采取减少源壁吸附和溶剂分子干扰。[b]4、二次离子质谱（FAB/LSIMS）[/b][/size][/font][b][font=Optima-Regular, PingFangTC-light][size=14px][color=#ff4c00]在材料分析上，人们利用高能量初级粒子轰击表面（涂有样品的金属钯），再对由此产生的二次离子进行质谱分析。[/color][/size][/font][/b][font=Optima-Regular, PingFangTC-light][size=14px]主要有快原子轰击（FAB）和液体二次离子质谱（LSIMS）两种电离技术,分别采用原子束和离子束作为高能量初级粒子。一般采用液体基质负载样品（如甘油、硫甘油、间硝基苄醇、二乙醇胺、三乙醇胺或一定比例混合基质等）。主要原理是分子质子化形成MH+离子，其中有些反应会形成干扰。[b]5、等离子解析质谱（PDMS）[/b]采用放射性同位素（如Cf252）的核裂变碎片作为初级粒子轰击样品，将金属箔（铝或镍）涂上样品从背面轰击，传递能量使样品解析电离。电离能大大高于FAB/LSIMS，可分析多肽和蛋白质。[/size][/font][font=Optima-Regular, PingFangTC-light][size=14px][b]6、激光解吸/电离（MALDI）[/b][/size][/font][font=Optima-Regular, PingFangTC-light][size=14px]波长为1250-775的真空紫外光辐射产生光致电离和解吸作用，获得分子离子和有结构信息的碎片，适于结构复杂、不易气化的大分子，并引入辅助基质减少过分碎裂。一般采用固体基质，基质样品比为10000/1。根据分析目的不同使用不同的基质和波长。[b]7、电喷雾电离（ESI）[/b]电喷雾电离采用强静电场（3-5KV），形成高度荷电雾状小液滴，经过反复的溶剂挥发-液滴裂分后，产生单个多电荷离子，电离过程中，产生多重质子化离子。[/size][/font]

它的核心部件是带傅立叶变换程序的计算机和捕获离子的分析室。分析室是一个置于强磁场中的立方体结构。离子被引入分析室后，在强磁场作用下被迫以很小的轨道半径作圆周运动，离子的回旋频率与离子质量成反比，此时不产生可检出信号。如果在立方体的一对面上（发射极）加一快速扫频电压，一对极板施加一个射频电压，当其频率与离子回旋频率相等时则发生满足共振条件时，离子吸收射频能量，运动轨道半径增大，撞到检测器产生可检出信号。这种信号是一种正弦波，振幅与共振离子数目成正比。实际使用中测得的信号是在同一时间内所对应的正弦波信号的叠加。这种信号输入计算机进行快速傅立叶变换，利用频率和质量的已知关系可得到质谱图。傅立叶变换质谱仪具有很高的分辨率（可达100万以上）和很高的灵敏度，但仪器价格和维持费用也很高。

傅立叶变换离子回旋共振质谱仪Fourier-transform ion cyclotron resonance mass spectrometer(FT-ICR-MS) 是一种高性能的高分辨质谱仪。亦可直接用FT-MS表示（Fourier-transform mass spectrometry）。它的核心部件是带傅立叶变换程序的计算机和捕获离子的分析室。分析室是一个置于强磁场中的立方体结构。 离子被引入分析室后，在强磁场作用下被迫以很小的轨道半径作圆周运动，离子的回旋频率与离子质量成反比，此时不产生可检出信号。如果在立方体的一对面上（发射极）加一快速扫频电压，一对极板施加一个射频电压，当其频率与离子回旋频率相等时则发生满足共振条件时，离子吸收射频能量，运动轨道半径增大，检测器产生可检出信号。这种信号是一种正弦波，振幅与共振离子数目成正比。实际使用中测得的信号是在同一时间内所对应的正弦波信号的叠加。这种信号输入计算机进行快速傅立叶变换，利用频率和质量的已知关系可得到质谱图。傅立叶变换质谱仪具有很高的分辨率（可达100万以上）和很高的灵敏度，但仪器价格和维持费用也很高。 问题:　　检测到的镜像电流的信号强度，除了和离子数目有关外， 和离子的电荷数有没有关系？

各位前辈：小弟希望购买到下列产品（新旧、能用不能用的都行，电路图也行，价格好商量）：自激式RF射频电源，用在热电ICP-OES iCAP系列仪器上。生产厂家：Thermo electron corporation站内联系！千恩万谢！

各位前辈：小弟希望购买到下列产品（新旧、能用不能用的都行，电路图也行，价格好商量）：自激式RF射频电源，用在热电ICP-OES iCAP系列仪器上。生产厂家：Thermo electron corporation有消息站内联系！千恩万谢！

[align=center][/align][font=Tahoma, Helvetica, SimSun, sans-serif][size=18px][color=#444444]质谱仪常用的离子源有五种，分别是电子轰击源(EI)、化学电离源(CI)、电喷雾电离源(ESI)、大气压化学电离源(APCI)和基质辅助激光解吸电离源(MALDI)。1、电子轰击源(EI)原理：EI源是用在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]质谱上的，是一种“硬电离”。EI源主要由电离室(离子盒)、灯丝、离子聚焦透镜和一对磁极组成。其主要的工作原理是灯丝发射出具备70eV能量的电子，经聚焦并在磁场作用下穿过离子化室到达收集极。此时进入离子化室的样品分子在一定能量电子的作用下发生电离，内能较大的离子在与中性分子(如He)碰撞时能够自发裂解产生更多的碎片离子。所有的离子被聚焦、加速聚焦成离子束进入质量分析器。优势：对于大部分有机物来说，EI源的这种硬电离方式不仅可以看到母离子，而且可以看到很多碎片离子，便于进行结构解析。而且标准谱库就是利用EI源在70eV的碰撞能量下轰击已知的纯有机化合物，电离后分子离子进一步破碎产生丰富的碎片离子，形成具有丰富“指纹”信息的标准质谱图，这些标准质谱图存储起来成为标准谱库。我们在相同的碰撞能量下进行实验获得的质谱可以与标准谱库进行对比进而对化合物进行定性分析。劣势：当样品分子稳定性不高时，分子离子峰的强度弱，甚至没有分子离子峰。当样品不能气化或遇热分解时，则更看不见分子离子峰。适用物质：可挥发的，热稳定的，沸点一般不超过500℃，分子量一般小于1,000的有机物。2、化学电离源(CI)这是一种软电离技术，是分子和离子反应的研究结果在分析化学中的直接应用。CI源始于20世纪50年代，产生的碎片很少，在分析化学中具有巨大的潜力。在化学电离过程中，电子首先轰击试剂气体以生成试剂离子。样品分子随后通过分子和离子反应途径被试剂离子电离。20世纪70年代被认为是化学电离发展的一个里程碑。当时，研究人员解决了化学电离需要在真空环境下工作这一缺点，使化学电离可以在大气条件下工作。大气化学电离从电晕放电提供能量，不需要真空环境，这大大增加了化学电离应用的范围，化学电离已被广泛应用于质谱技术中。3、电喷雾离子源(ESI)ESI源一般是用于[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]质谱联用仪器中，这种电离方式基本不产生碎片峰，故称为软电离。其主要的工作原理是：包裹着样品的溶剂进入电喷雾探头，通过加着高压的毛细管，高电压使得液体表面带上电荷，溶剂被周围加热的氮气气化从而挥发，随着溶剂蒸发，溶剂表面的库伦排斥力越来越大，引起液滴爆炸，最后生成单个离子进入质量分析器。优势：由于是软电离的方式，因此适合做分子量确认。对于分子量大，稳定性差的化合物，也不会在电离过程中发生分解；可以生成多电荷离子，例如，一个分子量为10,000Da的分子若带有10个电荷，则其质荷比只有1,000Da，进入了一般质量分析器可以分析的范围之内。劣势：ESI源要求待测样品在溶液中必须能够形成离子；流动相中缓冲盐的种类和浓度对灵敏度均有显著影响，因此流动相的选择非常重要；基质抑制现象较为明显。适用物质：它适合于分析极性、难挥发的化合物，可用于热不稳定化合物的分析。4、大气压化学电离源(APCI)原理：APCI源是介于ESI源和EI源之间的一种离子源，主要应用于[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]质谱联用仪中，其也是产生(M+H)+或(M-H)-等准分子离子峰，几乎不产生碎片。其主要的工作原理是：样品流经热喷雾器，加热器辅助样品分子快速蒸发。电晕针持续放电使得源内O2或N2分子电离，O2或N2离子将电荷转移给溶剂分子，溶剂离子将电荷转移给目标分子，最终目标离子进入质量分析器。优势：有些分析物由于结构和极性方面的原因，用ESI源不能产生足够强的离子，可以采用APCI方式增加离子产率，可以认为APCI是ESI的补充。用这种电离源得到的质谱很少有碎片离子，主要是准分子离子。劣势：APCI主要产生的是单电荷离子，所以分析的化合物分子量一般小于2,000Da。适用物质：中等极性或低极性的小分子化合物，样品要有一定的挥发性，热稳定性，要能够进行气态离子化。5、基质辅助激光解吸电离源(MALDI)MALDI是一种质谱软电离技术，MALDI使用激光能量吸收基质以最小碎片化的方式从大分子中产生离子。对于热敏化合物，如果将它们快速加热，就可以防止它们被热分解。MALDI技术与此原理类似：在一个很小的区域中，在很短的时间间隔(ns数量级)中，激光向目标上的分析物提供高强度脉冲能量，使其在瞬间解吸并电离，而不会产生热分解。MALDI是一种用于直接蒸发和电离非挥发性样品的质谱电离方法，但其电离机理尚不清晰。优势：MALDI被广泛用于测量生物大分子的分子量，例如多肽、蛋白质、核酸、聚合物的分子量分布以及低聚物分析。MALDI质谱具有灵敏度高、适用范围广、操作简单的特点。适用物质：大分子、高极性、不易挥发、热不稳定的样品。[/color][/size][/font]

[size=15px][size=16px][size=15px]离子阱[/size][/size]和[size=16px][size=15px]四极杆[/size][/size]质谱虽然都是台式质谱的质量分析器，原理类似，但是结构却大不同。[/size][color=#163397]离子阱结构[/color][img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/81/93/68193c25c7fd64c5e04befbf2fbc92a9.png[/img][align=left][size=15px][color=#000000]顾名思义，[/color][/size][color=#000000][size=15px]离子阱[/size][/color][size=15px][color=#000000]是个“陷阱”，四极杆是四根杆。离子阱像一只煮饭用的锅，上下两个端盖电极可以想象成锅盖和锅底，中心各开了一个孔，离子从上面进来下面出去，周围的环状电极（一圈）就是锅壁，离子就被限制在这个锅里运动，不同质荷比m/z的离子在阱里有不同的运动轨道，进来的离子就在特定的轨道上旋转，改变射频电压，可以让特定质荷比的离子从下面出来，进入检测器，而其他的离子继续被关在阱里旋转运动。[/color][/size][/align][color=#163397]四极杆结构[/color][img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/16/50/61650edc06c7ada0aeae2cc0940ade1e.png[/img][align=left][size=15px][color=#000000]四极杆[/color][/size][size=15px][color=#000000]是离子从左边入口进去，飞过四根杆中间的区域，右边出口出来，到达检测器。[/color][/size][/align][size=15px]正因为结构不同，离子阱和四极杆在实际运用中区别很大：[/size][size=15px][/size][i][color=#ffffff]01[/color][/i][size=15px][color=#000000]离子阱中的离子数目必须要控制，因为离子之间互相有库仑力，会发生相互碰撞，离子越多，碰撞概率越高，这叫做空间电荷效应。[/color][/size][i][color=#ffffff]02[/color][/i][size=15px][color=#000000]离子阱的定性问题：空间电荷效应是离子阱一切问题的根源。不管什么样的离子阱，不管怎么去控制阱里面的离子数量，这个效应一直存在。离子互相碰撞会产生离子反应，离子反应的结果导致：[/color][/size][size=14px]（1）创造出样品中不存在的离子，给定性带来极大的困扰，专业术语叫“鬼峰（ghost peak）”。[/size][size=14px]（2）谱库检索匹配度低，质谱的定性依赖于谱库检索，所谓匹配度低，是指离子阱的谱图和标准谱库中的谱图相似性低，比较难确定被测物到底是不是谱库中那个东西。举个例子，现在人脸识别的准确度很高，但是如果拍出来的照片是糊的或者五官变形的，当然就识别不出来或者会张冠李戴。谱库检索匹配度低的原因：存在鬼峰、碎片离子强度比例畸变等。[/size][size=14px]（3）定性结果不稳定，据用户反映，离子阱[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质联用[/color][/url]如果进样量不同，或者样品的前处理方法不同（如用不同的溶剂萃取），出来的碎片谱图可能会不一样。[/size][i][color=#ffffff]03[/color][/i][size=15px][color=#000000]离子阱的定量问题：由于阱内离子数量要控制，所以如果样品中杂质很多，那么被测物的离子数量就会减少，导致灵敏度降低，空间电荷效应增强，所以离子阱不适合做很脏的样品，如果是一次又要做上百种VOC，离子的种类和数量非常多，空间电荷效应大大增强，定性定量结果都会混乱。定量的重复性（RSD）也会差很多，一般RSD比四极杆要高几倍。[/color][/size][i][color=#ffffff]04[/color][/i][size=15px][color=#000000]四极杆的空间电荷效应很低，所以在定性定量上没有离子阱的问题，谱库匹配度很高，从而成为小型质谱的主流。 [/color][/size][color=#021eaa]离子阱的优点[/color][size=15px]1、结构简单，体积小，容易抽真空，所以便携式质谱会采用离子阱。[/size][size=15px]2、由于离子阱可以将某个离子限制在阱里面做轨道运动，所以可以对这个离子做二次碎裂（一般做法是加入氦气，让氦气分子和离子进行碰撞碎裂），对二次碎裂后产生的碎片离子再进行碎裂，产生三级碎片，这个叫做多级质谱。离子阱比较容易实现多级质谱，所以对某个特点物质的定性，多级质谱是个很有用的工具。当然多级质谱也有很多局限，很多化合物在阱里面不一定能被二次碎裂，即打不碎，而且离子阱碎片有三分之一效应，即质荷比是母离子1/3以下的碎片都观察不到，对定性结论造成不确定性，所以多级质谱存在打不碎或者看不到的问题。多级质谱适合对某一个或者几个化合物的分子进行定性研究，要对上百种VOC化合物进行多级质谱显然很不现实。[/size][size=14px][/size][size=15px][color=#000000] 离子阱的发明人获得过[/color][/size][size=15px][color=#000000]诺贝尔奖[/color][/size][size=15px][color=#000000]，离子阱商品化的仪器已经接近40年，但产品销售量很少，一直没有成为主流的检测仪器，为什么？所谓主流的检测仪器就是在检测部门使用的，要求定性定量的结果准确可靠，而离子阱达不到检测部门的要求，所以目前仅仅局限在[/color][/size][size=15px][color=#ab1942]科研市场[/color][/size][size=15px][color=#000000]有一定应用。[/color][/size][size=15px][color=#000000] 离子阱质谱的商品化首先是赛默飞世尔推广出来的，但10年前赛默飞世尔取消了离子阱[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]的生产，因为离子阱[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]每年销量实在差强人意。另外一个离子阱[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]的主要制造商是瓦里安，但是自10年前安捷伦收购瓦里安以后，很快将[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]离子阱产品线停掉。所以目前进口的几大质谱厂商，已经没有人做离子阱[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质联用[/color][/url]了。[/color][/size][color=#ffffff]结论[/color][size=15px][color=#d92142]离子阱技术是多级质谱的科研手段，根本无法做同时进样117种VOCs。另外高浓度样品污染后系统很难维护，定性定量结果会与实际样品有巨大偏差，这个技术不适合在线MS在环境场景复杂应用[/color][/size]

请教一下大家:核磁共振仪用来激励能级跃迁的射频源需要达到哪些要求啊?

WT-LWY物位控制器为通用型物位计用于连续物位的测量，产品应用于工矿现场，适用于大多数应用场合，仪表由一个电路单元一套防爆外壳和杆式或缆式传感元件组成，传感器有多种型号可选，仪表可选整体或分体安装。　　　　1.射频导纳物位计的测量原理　　　　射频导纳是一种从电容式发展起来的、防挂料、更可靠、更准确、适用性更广的新型物位控制技术，是电容式物位技术的升级。所谓射频导纳，导纳的含义为电学中阻抗的倒数，它由电阻性成分、电容性成分、感性成分综合而成，而射频即高频无线电波谱，所以射频导纳可以理解为用高频无线电波测量导纳。仪表工作时，仪表的传感器与灌壁及被测介质形成导纳值，物位变化时，导纳值相应变化，电路单元将测量导纳值转换成物位信号输出，实现物位测量。　　　　对于连续测量，射频导纳技术与传统电容技术的区别除了上述讲过的以外，还增加了两个很重要的电路，这是根据导电挂料实践中的一个很重要的发现改进而成的。上述技术在这时同样解决了连接电缆问题，也解决了垂直安装的传感器根部挂料问题。锁增加的两个电路是振荡器缓冲器和交流变换斩波器驱动器。　　　　对一个强导电性被测介质的容器，由于被测介质是导电的，接地点可以被认为在探头绝缘层的表面，对变送器来说仅表现为一个纯电容。随着容器排料，探杆上产生挂料，而挂料是具有阻抗的。这样以前的纯电容现在变成了由电容和电阻组成的复阻抗，从而引起两个问题。　　　　第一个问题是液位本身对探头相当于一个电容，它不消耗变送器的能量，(纯电容不耗能)。但挂料对探头等效电路中含有电阻，则挂料的阻抗会消耗能量，从而将振荡器电压拉下来，导致桥路输出改变，产生测量误差。我们在振荡器与电桥之间增加了一个缓冲放大器，使消耗的能量得到补充，因而不会降低加在探头的振荡电压。　　　　第二个问题是对于导电被测介质，探头绝缘层表面的接地点覆盖了整个被测介质及挂料区，使有效测量电容扩展到挂料的顶端。这样便产生挂料误差，且导电性越强误差越大。但任何被测介质都不是完全导电的。从电学角度来看，挂料层相当于一个电阻，传感元件被挂料覆盖的部分相当于一条由无数个无穷小的电容和电阻元件组成的传输线。根据数学理论，如果挂料足够长，则挂料的电容和电阻部分的阻抗相等。因此根据对挂料阻抗所产生的误差研究，又增加一个交流驱动器电路。该电路与交流变换器或同步检测器一起就可以分别测量电容和电阻,从而排除挂料的影响。　　　　这些，多参量的测量，是必须得基础，交流鉴相采样器是实现的手段。由于使用了上述三项技术，使得射频导纳技术在现场应用中展现出非凡的生命力。　　　　2.射频导纳物位计的特点　　　　通用性强：可测量液位及料位，可满足不同温度、压力、介质的测量要求，并可应用于腐蚀、冲击等恶劣场合　　　　防挂料：独特的电路设计和传感器结构，使其测量可以不受传感器挂料影响，无需定期清洁，避免误测量。　　　　免维护：测量过程无可动部件，不存在机械部件损坏问题，无须维护。　　　　抗干扰：接触式测量，抗干扰能力强，可克服蒸汽、泡沫及搅拌对测量的影响。　　　　准确可靠：测量量多样化，使测量更加准确，泽良不受环境变化影响，稳定性高，使用寿命长。

四级杆质谱仪(QuadrupoleMassSpectrometer)的名字来源于其四级杆质量选择器(QuadrupoleMassAnalyzer,QMA)。在四级杆中，四根电极杆分为两两一组，分别在其上施加射频(RadioFrequency,RF)反相交变电压。位于此电势场中的离子，被选择的部分稳定后可到达检测器(Detector)，或者进入之后的空间进行后续分析。四级杆质谱仪的结构和电路都相对其他质谱仪要简单。成本也相对低廉。四级杆质谱仪被广泛的应用于色谱-质谱(Chromatography-MassSepctrometry)联用中。通过多个四级杆的串联使用，可以实现多重质谱分析(TendemMassSpectrometry,TendemMS)，从而获得待测物的结构信息。四级杆质谱仪每次只允许单一荷质比的离子通过，在扫描较大质量区间时，四级杆质谱仪所需的时间要远远大于飞行时间质谱(TimeofFlightMassSpectrometry,ToF-MS)。

射频导纳物位控制技术是一种从电容式物位控制技术发展起来的，防挂料性能更好，工作更可靠，测量更准确，适用性更广的物位控制技术，“射频导纳”中“导纳”的含义为电学中阻抗的倒数，它由阻抗成份，容性成份，感性成份综合而成，而“射频”即高频，所以射频导纳技术可以理解为用高频电流测量导纳的方法。高频正铉振荡器输出一个稳定的测量信号源，利用电桥原理，以精确测量安装在待测量容器中的传感器上的导纳，在直接作用模式下，仪表的输出随物位的升高而增加。 　　射频导纳技术与传统电容技术的区别在于测量参量的多样性，三端驱动屏蔽技术和增加的两个重要电路，这些是根据在实践中的宝贵经验改进而成的。上述技术不但解决了连接电缆屏蔽和温漂问题，也解决了垂直安装的传感器根部挂料问题。所增加的两个电路是高精度振荡驱动器和交流鉴相采样器。 　　对一个强导电性物料的容器，由于物料是导电的，接地点可以被认为在传感器绝缘层的表面，对仪表传感器来说仅表现为一个电容和电阻组成的复阻抗，从而引起两个问题。 　　第一个问题是物料本身对传感器相当于一个电容，它不消耗变送器的能量，（纯电容不耗能），但挂料对传感器等效电路中含有电阻，则挂料的阻抗会消耗能量，从而将振荡器电压拉下来，导致桥路输出改变，产生测量误差。我们在振荡器与电桥之间增加了一个驱动器，使消耗的能量得到补充因而会稳定加在传感器的振荡电压。 　　第二个问题是对于导电物料，传感器绝缘层表面的接地点覆盖了整个物料及挂料区，使有效测量电容扩展到挂料的顶端，这样便产生挂料误差，且导电性越强误差越大。 　　但任何物料都不是完全导电的。从电学角度来看，挂料层相当于一个电阻，传感器被挂料覆盖的部分相当于一条由无数个无穷小的电容和电阻元件组成的传输线。根据数学理论，如果挂料足够长，则挂料的电容和电阻部分的阻抗和容抗数值相等，因此用交流鉴相采样器可以分别测量电容和电阻。测量的总电容相当于C + C 在减去与C 相等的电阻R，就可以获得物位真实值，从而排除挂料的影响。 　　即C测量=C物位+C挂料 　　C物位=C测量-C挂料 　　=C测量-R 　　这些多参量的测量，是测量的基础，交流鉴相采样器是实现的手段。由于使用了上述三项技术，使得射频导纳技术在现场应用中展现出非凡的生命力。射频导纳料位开关 http://www.yhck8888.com阻旋料位开关 http://www.yhck888.com音叉料位开关 http://www.yhck6666.com射频导纳物位开关 http://www.yhck666.com

四级杆质谱仪使用的射频电源升压变压器为保证具有足够高的Q值，通常采用空气骨架，导致射频电源体积较大，线圈绕组过多，给安装调试带来诸多不便。进一步地，射频电源取样反馈电路通常采用电阻取样或光耦隔离取样，导致电路复杂，稳定性不高。而且，四级杆质谱仪通常采用模拟芯片实现PFM控制，其控制精度难以保证，且规模化生产一致性较差。　　四级杆质谱仪对周围环境的要求　　四级杆质谱仪的安装和正常运行对周围环境都有比较严格的要求：　　①周围无强烈震荡源及电磁感应装　　置；　　②电源要求接地交流电230V，频率50／60Hz；　　③室温要求15—28oC(59—82.4下)；④相对湿度要求20％一80％。可见使用过程中要特别注意室内温度和湿度的控制。另外，为了方便仪器散热和维修，要在仪器后侧、左右侧和顶部留有足够的空间。　　四级杆质谱仪的技术参数：　　超高分辨能力　　超高质量精度，500ppb　　超快数据采集速度，50Spectra/s　　超高灵敏度-检出限可达fg-ag级灵敏度水平　　扫描间动态范围可达5个数量级　　优异的线性及同位素匹配度　　全面支持Agilent JetStream双喷雾技术　　及HPLC-Chip接口，多功能复合离子源等　　以上便是今天关于四级杆质谱仪的使用对周围环境有什么要求的全部分享了，希望对大家今后使用本设备能有帮助。

* 测试仪器：矢量网络分析仪* 被测产品：射频连接器、射频线缆、滤波器、功分器、天线、放大器、衰减器、混频器、耦合器、屏蔽材料、石墨烯* 测试项目：S参数、增益、损耗、阻抗、平坦度、隔离度、驻波、介电常数等[b][font=微软雅黑,][font=微软雅黑,][font=微软雅黑,]1. [/font][b][font=微软雅黑,]系统优势[/font][/b][/font][b][/b][/font][/b][font=微软雅黑,]改进传统测试工序复杂、测试合格率不稳定的问题[/font][font=微软雅黑,]一键完成各类测试，自动生成各类测试报告[/font][font=微软雅黑,]提高测试效率50倍[/font][b][font=微软雅黑,]2. [/font][b]系统概述[/b][/b][font=微软雅黑,]系统控制测试终端——矢量网络分析仪。[/font][font=微软雅黑,]系统可自动测量射频无源器件包括射频连接器、射频线缆、滤波器、功分器、天线、放大器、衰减器、混频器、耦合器、屏蔽材料等被测产品的各项指标。[/font][font=微软雅黑,]射频器件的主要测试项目有S参数、增益、损耗、阻抗、平坦度、隔离度、驻波、介电常数（同轴法、波导法）等。[/font][font=微软雅黑,][/font][align=center][img=NSAT-1000射频无源器件测试系统概述图.jpg,550,346]http://www.namisoft.com/UserFiles/Article/image/6369915216595145855887322.jpg[/img][/align][b] 3. [b]兼容仪器[/b][/b][align=center]射频无源器件自动测试系统NSAT-1000兼容仪器品牌.jpg" width="650" height="387" style="background:url(https://yibanbianji.com/libs/ueditor/themes/default/images/word.gif) no-repeat center center border:1px solid #ddd" / [/align][b] 4. 兼容品牌仪器和型号[/b][align=center][img=image.png]http://www.namisoft.com/UserFiles/Article/image/6374597255761635655378639.png[/img][/align][b][font=微软雅黑,]5. 被测产品及[/font][b]测试项目[/b][/b][align=center][img=被测产品和测试项目新.png,550,342]http://www.namisoft.com/UserFiles/Article/image/6375150260976336997356951.png[/img][/align][b][font=微软雅黑,]6. 系统流程图[/font][/b][align=center]射频无源器件自动测试系统流程图.jpg" width="550" height="602" style="background:url(https://yibanbianji.com/libs/ueditor/themes/default/images/word.gif) no-repeat center center border:1px solid #ddd" /[/align][b][font=微软雅黑,]7. 系统界面[/font][/b][align=center][img=产品界面.png]http://www.namisoft.com/UserFiles/Article/image/6374727404073462467567890.png[/img][/align][font=微软雅黑,][b] [/b][/font][b][font=微软雅黑,][b][font=微软雅黑,]8. 应用场景[/font][/b][font=楷体, 楷体_GB2312, SimKai][b][font=微软雅黑,][/font][/b][/font][font=楷体, 楷体_GB2312, SimKai][b][font=宋体][/font][/b][/font][/font][/b][align=center] [/align][align=center][img=多射频组件自动化测试系统.png]http://www.namisoft.com/UserFiles/Article/image/6373662655490608568567681.png[/img][img=射频组件测试.png]http://www.namisoft.com/UserFiles/Article/image/6373662656803108567057920.png[/img][/align][align=center][font=微软雅黑,] [/font]射频无源器件自动测试系统应用场景.png" style="background:url(https://yibanbianji.com/libs/ueditor/themes/default/images/word.gif) no-repeat center center border:1px solid #ddd" /[font=微软雅黑,] [/font][img=射频组件测试应用排布.png]http://www.namisoft.com/UserFiles/Article/image/6373662659457796065481262.png[/img][/align]

[font=微软雅黑, sans-serif]质谱技术是20世纪发展起来的最重要的分析技术之ー，既可用于分析无机元素（包括同位素），又可用于分析有机小分子，还可用于分析生物大分子，在生命科学、材料科学、环境科学、药物硏发、食品安全和石油化工等领域发挥着巨大而不可替代的作用。随着科学技术的发展，质谱的分析能力愈加强大，在方方面面的应用越来越普遍。[/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font][font=微软雅黑, sans-serif][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]-质谱联用技术兼具[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]的高分离效率和质谱的高选择性、高灵敏度，是复杂样品组分分离、定性和定量的有力工具。在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]-质谱联用仪器中，[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]作为进样系统，将样品组分分离后引入质谱仪器；质谱仪作为检测器，通过不同离子化方式和质量分析技术，选择性的检测目标化合物的特征离子，有效排除基质和杂质峰的干扰，提高检测灵敏度。[/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font][font=微软雅黑, sans-serif][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]分析公众号开设新的专题《[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]-质谱联用分析技术》，介绍不同质谱仪的原理、结构、应用和维护；第一辑介绍具有电子轰击电离源/电子电离源（EI）的单四极杆质谱仪的原理、结构、应用和维护。本文为第一辑第1篇，概述使用电子轰击电离源/电子电离源（EI）的单四极杆质谱仪的仪器工作流程及框架。[/font][font=微软雅黑, sans-serif]1[/font][font=微软雅黑, sans-serif] 质谱仪器原理概述[/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font][font=微软雅黑, sans-serif]质谱仪是用来检测物质含量[size=12px]（定量分析）[/size]和鉴定物质类别[size=12px]（定性分析）[/size]的仪器。其主要原理是将分析样品中的待测组分电离成带电离子；带电离子在电场或者磁场的作用下进行空间或者时间上的分离；分离后的带电离子被检测器检测，得到包含有不同带电离子质荷比和相对强度的质谱图，进而推算出分析样品中不同组分的分子量。通过质谱图或者精确的分子量测量，可以对待测组分做定性分析；利用检测到的离子强度，可以对待测组分做准确的定量分析。[/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font][font=微软雅黑, sans-serif]2 [/font][font=微软雅黑, sans-serif]使用电子轰击电离源（EI）的单四极杆质谱仪工作流程及框架[/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font][font=微软雅黑, sans-serif]采用一组四极杆[size=12px]（作为质量分析器）[/size]对带电离子进行分离的质谱仪称为单四极杆质谱仪。[/font][align=center][img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/84/0c/4840c4c8f8825162ff40cfbe90380db1.png[/img][/align][font=微软雅黑, sans-serif]质谱仪的相关部件需要在高真空环境下进行工作。[/font][font=微软雅黑, sans-serif]质谱仪对带电离子进行分离和检测，为了使产生的带电离子可以通过各部件到达检测器，减少离子运动过程中的碰撞和碎裂，需要提供高真空环境使带电离子在质谱仪内有较高的平均自由程；同时，高真空环境可以避免仪器内部在低气压高电压情况下的放电，免于损坏电路和相关部件；此外，高真空环境也有利于仪器进行调谐等操作。[/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font][font=微软雅黑, sans-serif]在保证质谱仪相关部件高真空工作环境前提下，经[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]分离后的待测样品组分从色谱柱流出，通过传输线流入离子源[size=12px]（电子轰击电离源（EI），Electron Ionization）[/size]；电子轰击电离源（EI）通过灯丝释放高能电子，在磁场与电场的作用下，化合物分子经过碰撞和诱导等相互作用发生裂解，在推斥极正电压作用下正离子进入静电透镜，并通过静电透镜聚焦引入质量分析器[size=12px]（四极杆质量分析器等）[/size]；四极杆质量分析器在射频电源的作用下，直流电压（DC）和射频电压（RF）进行叠加，满足条件的特定质/荷比（mass-to-charge ratio）的离子稳定振荡通过四极杆到达检测器[size=12px]（打拿极和电子倍增器等）[/size]；检测器中的打拿极与四极杆成90°且在-10000V下工作，通过四极杆的光子、中性粒子等干扰信号被降低，正离子束撞击打拿极后产生电子进入电子倍增器并产生与接收到的离子数目成正比的信号，电子流经多级放大后输入到放大电路。放大电路产生的信号经处理后在工作站中显示。[/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font][font=微软雅黑, sans-serif]仪器结构与框架如下[size=12px]（以北京普析通用仪器有限公司M7质谱仪为例）[/size]：[/font][align=center][img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/3e/66/c3e66d1e73156663c8f01b2ade960d97.png[/img][/align][font=微软雅黑, sans-serif]在上述框图中（由下至上），机械泵和分子泵为仪器工作提供高真空环境，真空规对真空度进行监测：高真空由机械泵和涡轮分子泵串联完成。机械泵作为前级真空泵先将体系真空度抽到10[size=12px]-1[/size]Pa[/font]～[font=微软雅黑, sans-serif]10[size=12px]-2[/size]Pa[/font][font=微软雅黑, sans-serif]，然后再由涡轮分子泵继续抽到高真空。离子源、质量分析器和检测器的真空度应达（10[size=12px]-3[/size]～10[size=12px]-4[/size]）Pa。[/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font][font=微软雅黑, sans-serif]模拟电路板[/font][font=微软雅黑, sans-serif]是模拟信号控制系统，主要功能是电子轰击电离源（EI）灯丝电流控制，离子源加热控制，推斥电极、静电透镜、电子能量电压控制等。[/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font][font=微软雅黑, sans-serif]测控电路板[/font][font=微软雅黑, sans-serif]包括一个接口扩展板和一个指示灯电路板，主要功能是：采集模拟电路输出的模拟信号，通过模拟/数字转换器转换成数字信号，经过预处理后传输给计算机；接受计算机的数字信号，经过数字/模拟转换器转换成低电压模拟信号，控制高电压的模拟电路部件。[/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font][font=微软雅黑, sans-serif]射频电路板[/font][font=微软雅黑, sans-serif]由一个射频电源控制电路板和射频电源放大电路板组成，主要功能是将直流电压（DC）和射频电压（RF）进行叠加，使满足条件的特定质/荷比（mass-to-charge ratio）的离子稳定振荡通过四极杆到达检测器。射频电源采用幅度扫描方式，在实现功率放大的同时，又保证了线性度和稳定度。[/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font][font=微软雅黑, sans-serif]小信号检测电路板[/font][font=微软雅黑, sans-serif]是高速高精度微弱信号采集系统，主要功能是放大电子倍增器输出的高速变化微弱电流；通过信号调理电路、高速高精度模拟数字转换器转换成数字信号，再经测控系统转换成计算机可辨视的数据，而完成整个测量的过程。[/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font][font=微软雅黑, sans-serif]3 [/font][font=微软雅黑, sans-serif]小结[/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font][font=微软雅黑, sans-serif]不同厂家单四极杆质谱仪的仪器工作流程及框架大致相同，了解仪器结构和原理，有利于更加深刻和细致的使用和操作仪器，同时也有利于仪器的维护和维修。[/font]

希望大家能笑一笑也希望斑主的脸不用老绷着.[转贴]：对四极杆和离子阱的工作原理不太熟悉的同志请仔细观看《天下无贼》 王薄（德哥）用酒杯剥鸡蛋的那一节。 本来杯口朝下，鸡蛋在重力作用下肯定是会掉下来的，就如离子在一个稳定的电场中肯定只能直线向前运动一样。但王薄把杯子以一定的频率旋摇时，杯壁会轮番给鸡蛋以作用力，使它的运动达到一个动态的平衡，因而不会掉下来，就好比四极杆的交变电压能够使特定质荷比的离子稳定通过，离子阱的射频信号能使特定质荷比的离子在阱中稳定存在一样。这个道理同赌场摇色子一个道理，只不过它的杯子更大而色子更小，所以需要更高的频率才能保证色子不掉下来。 那么我为何要举剥鸡蛋的例子而不是摇色子的例子呢？因为摇色子不能体现二级质谱的原理，剥鸡蛋可以。当振摇频率不变力度却加大时，鸡蛋壳在外力作用下开始破碎，就好比离子阱中的离子被打得更碎而产生了碎片，由于此时频率没有增加而鸡蛋壳却成了较小的碎片，因而它不能在杯子中稳定存在，而是会一个一个从杯子里掉出来到烟灰缸里去，就好比离子被打碎成质荷比更小的离子，再从阱里一个个被甩出来一样。如果把烟灰缸换成天平，记录每一个鸡蛋壳碎片的质量，再把它画成棒图，我们也可以得到类似于质谱图的“蛋壳谱图”。 看了这个贴子还是不太明白的同学，建议买个杯子（最好是方形的杯子）一篮鸡蛋每天在家里多摇几遍，仔细揣摩，功到自然成！ 不建议买色子玩哦！要搞就搞多级的，一级的已经落伍了！当然你有足够的力气把色子都摇成碎片的另当别论。

王薄（德哥）用酒杯剥鸡蛋的那一节。本来杯口朝下，鸡蛋在重力作用下肯定是会掉下来的，就如离子在一个稳定的电场中肯定只能直线向前运动一样。但王薄把杯子以一定的频率旋摇时，杯壁会轮番给鸡蛋以作用力，使它的运动达到一个动态的平衡，因而不会掉下来，就好比四极杆的交变电压能够使特定质荷比的离子稳定通过，离子阱的射频信号能使特定质荷比的离子在阱中稳定存在一样。这个道理同赌场摇色子一个道理，只不过它的杯子更大而色子更小，所以需要更高的频率才能保证色子不掉下来。那么我为何要举剥鸡蛋的例子而不是摇色子的例子呢？因为摇色子不能体现二级质谱的原理，剥鸡蛋可以。当振摇频率不变力度却加大时，鸡蛋壳在外力作用下开始破碎，就好比离子阱中的离子被打得更碎而产生了碎片，由于此时频率没有增加而鸡蛋壳却成了较小的碎片，因而它不能在杯子中稳定存在，而是会一个一个从杯子里掉出来到烟灰缸里去，就好比离子被打碎成质荷比更小的离子，再从阱里一个个被甩出来一样。如果把烟灰缸换成天平，记录每一个鸡蛋壳碎片的质量，再把它画成棒图，我们也可以得到类似于质谱图的“蛋壳谱图”。看了这个贴子还是不太明白的同学，建议买个杯子（最好是方形的杯子）一篮鸡蛋每天在家里多摇几遍，仔细揣摩，功到自然成！不建议买色子玩哦！要搞就搞多级的，一级的已经落伍了！当然你有足够的力气把色子都摇成碎片的另当别论。详细内容请看http://www.sepu.net/dvbbs/dispbbs.asp?BoardID=57&ID=66513

王薄（德哥）用酒杯剥鸡蛋的那一节。本来杯口朝下，鸡蛋在重力作用下肯定是会掉下来的，就如离子在一个稳定的电场中肯定只能直线向前运动一样。但王薄把杯子以一定的频率旋摇时，杯壁会轮番给鸡蛋以作用力，使它的运动达到一个动态的平衡，因而不会掉下来，就好比四极杆的交变电压能够使特定质荷比的离子稳定通过，离子阱的射频信号能使特定质荷比的离子在阱中稳定存在一样。这个道理同赌场摇色子一个道理，只不过它的杯子更大而色子更小，所以需要更高的频率才能保证色子不掉下来。那么我为何要举剥鸡蛋的例子而不是摇色子的例子呢？因为摇色子不能体现二级质谱的原理，剥鸡蛋可以。当振摇频率不变力度却加大时，鸡蛋壳在外力作用下开始破碎，就好比离子阱中的离子被打得更碎而产生了碎片，由于此时频率没有增加而鸡蛋壳却成了较小的碎片，因而它不能在杯子中稳定存在，而是会一个一个从杯子里掉出来到烟灰缸里去，就好比离子被打碎成质荷比更小的离子，再从阱里一个个被甩出来一样。如果把烟灰缸换成天平，记录每一个鸡蛋壳碎片的质量，再把它画成棒图，我们也可以得到类似于质谱图的“蛋壳谱图”。看了这个贴子还是不太明白的同学，建议买个杯子（最好是方形的杯子）一篮鸡蛋每天在家里多摇几遍，仔细揣摩，功到自然成！不建议买色子玩哦！要搞就搞多级的，一级的已经落伍了！当然你有足够的力气把色子都摇成碎片的另当别论。转自色谱网 作者：史前动物

电离方式和离子源1.电轰击电离（EI） 一定能量的电子直接作用于样品分子，使其电离，且效率高，有助于质谱仪获得高灵敏度和高分辨率。有机化合物电离能为10eV左右，50-100eV时，大多数分子电离界面最大。70eV能量时，得到丰富的指纹图谱，灵敏度接近最大。适当降低电离能，可得到较强的分子离子信号，某些情况有助于定性。2.化学电离（CI） 电子轰击的缺陷是分子离子信号变得很弱，甚至检测不到。化学电离引入大量试剂气，使样品分子与电离离子不直接作用，利用活性反应离子实现电离，其反应热效应可能较低，使分子离子的碎裂少于电子轰击电离。商用质谱仪一般采用组合EI/CI离子源。试剂气一般采用甲烷气，也有N2,CO,Ar或混合气等。试剂气的分压不同会使反应离子的强度发生变化，所以一般源压为0.5-1.0Torr。3.大气压化学电离（APCI） 在大气压下，化学电离反应速率更大，效率更高，能够产生丰富的离子。通过一定手段将大气压力下产生的离子转移至高真空处（质量分析器中）。早期为Ni63辐射电离离子源，另一种设计是电晕放电电离，允许载气流速达9L/S。需要采取减少源壁吸附和溶剂分子干扰。4.二次离子质谱（FAB/LSIMS） 在材料分析上，人们利用高能量初级粒子轰击表面（涂有样品的金属钯），再对由此产生的二次离子进行质谱分析。主要有快原子轰击（FAB）和液体二次离子质谱（LSIMS）两种电离技术,分别采用原子束和离子束作为高能量初级粒子。一般采用液体基质负载样品（如甘油、硫甘油、间硝基苄醇、二乙醇胺、三乙醇胺或一定比例混合基质等）。主要原理是分子质子化形成MH+离子，其中有些反应会形成干扰。5.等离子解析质谱（PDMS） 采用放射性同位素（如Cf252）的核裂变碎片作为初级粒子轰击样品，将金属箔（铝或镍）涂上样品从背面轰击，传递能量使样品解析电离。电离能大大高于FAB/LSIMS，可分析多肽和蛋白质。6.激光解吸/电离（MALDI） 波长为1250-775的真空紫外光辐射产生光致电离和解吸作用，获得分子离子和有结构信息的碎片，适于结构复杂、不易气化的大分子，并引入辅助基质减少过分碎裂。一般采用固体基质，基质样品比为10000/1。根据分析目的不同使用不同的基质和波长。7.电喷雾电离（ESI） 电喷雾电离采用强静电场（3-5KV），形成高度荷电雾状小液滴，经过反复的溶剂挥发-液滴裂分后，产生单个多电荷离子，电离过程中，产生多重质子化离子。

电离方式和离子源1.电轰击电离（EI） 一定能量的电子直接作用于样品分子，使其电离，且效率高，有助于质谱仪获得高灵敏度和高分辨率。有机化合物电离能为10eV左右，50-100eV时，大多数分子电离界面最大。70eV能量时，得到丰富的指纹图谱，灵敏度接近最大。适当降低电离能，可得到较强的分子离子信号，某些情况有助于定性。2.化学电离（CI） 电子轰击的缺陷是分子离子信号变得很弱，甚至检测不到。化学电离引入大量试剂气，使样品分子与电离离子不直接作用，利用活性反应离子实现电离，其反应热效应可能较低，使分子离子的碎裂少于电子轰击电离。商用质谱仪一般采用组合EI/CI离子源。试剂气一般采用甲烷气，也有N2,CO,Ar或混合气等。试剂气的分压不同会使反应离子的强度发生变化，所以一般源压为0.5-1.0Torr。3.大气压化学电离（APCI） 在大气压下，化学电离反应速率更大，效率更高，能够产生丰富的离子。通过一定手段将大气压力下产生的离子转移至高真空处（质量分析器中）。早期为Ni63辐射电离离子源，另一种设计是电晕放电电离，允许载气流速达9L/S。需要采取减少源壁吸附和溶剂分子干扰。4.二次离子质谱（FAB/LSIMS） 在材料分析上，人们利用高能量初级粒子轰击表面（涂有样品的金属钯），再对由此产生的二次离子进行质谱分析。主要有快原子轰击（FAB）和液体二次离子质谱（LSIMS）两种电离技术,分别采用原子束和离子束作为高能量初级粒子。一般采用液体基质负载样品（如甘油、硫甘油、间硝基苄醇、二乙醇胺、三乙醇胺或一定比例混合基质等）。主要原理是分子质子化形成MH+离子，其中有些反应会形成干扰。5.等离子解析质谱（PDMS） 采用放射性同位素（如Cf252）的核裂变碎片作为初级粒子轰击样品，将金属箔（铝或镍）涂上样品从背面轰击，传递能量使样品解析电离。电离能大大高于FAB/LSIMS，可分析多肽和蛋白质。6.激光解吸/电离（MALDI） 波长为1250-775的真空紫外光辐射产生光致电离和解吸作用，获得分子离子和有结构信息的碎片，适于结构复杂、不易气化的大分子，并引入辅助基质减少过分碎裂。一般采用固体基质，基质样品比为10000/1。根据分析目的不同使用不同的基质和波长。7.电喷雾电离（ESI） 电喷雾电离采用强静电场（3-5KV），形成高度荷电雾状小液滴，经过反复的溶剂挥发-液滴裂分后，产生单个多电荷离子，电离过程中，产生多重质子化离子。

我就知道四级杆，离子阱，飞行时间这三种，百度一下原理，跟大家分享：四极杆（Quadrupole）：由四根带有直流电压（DC）和叠加的射频电压（RF）的准确平行杆构成，相对的一对电极是等电位的，两对电极之间电位相反。当一组质荷比不同的离子进入由DC和RF组成的电场时，只有满足特定条件的离子作稳定振荡通过四极杆，到达监测器而被检测。通过扫描RF场可以获得质谱图。四极杆成本低，价格便宜，虽然目前日常分析的质荷比的范围只能达到3000，但由于分析器内部可容许较高压力，很适合在大气压条件下产生离子的ESI离子化方式，并且，ESI电离最突出特点是产生多电荷，蛋白质和其他生物分子电喷雾电离所产生的电荷分布一般在3000以下，所以四极杆广泛地与ESI联用。另外，三重四极杆由于可以做多级质谱，定量也方便，使用极为广泛。离子阱（Ion trap）：由一对环形电极（ring electrod）和两个呈双曲面形的端盖电极（end cap electrode）组成。在环形电极上加射频电压或再加直流电压，上下两个端盖电极接地。逐渐增大射频电压的最高值，离子进入不稳定区，由端盖极上的小孔排出。因此，当射频电压的最高值逐渐增高时，质荷比从小到大的离子逐次排除并被记录而获得质谱图。离子阱质谱可以很方便地进行多级质谱分析，对于物质结构的鉴定非常有用。　　在质谱的使用过程中，离子阱被认为做定性方面有较大优势；而四极杆在定量方面有优势。　　离子阱在做多级MS方面有性能（非常容易就能做到3级以上的MS）和成本（只用一个阱就能做）上的优势；而四极杆只能做到二级MS（三重四极杆仪器），且价格较贵。　飞行时间质谱　Time of Flight Mass Spectrometer (TOF) 　　是一种很常用的质谱仪。这种质谱仪的质量分析器是一个离子漂移管。由离子源产生的离子加速后进入无场漂移管，并以恒定速度飞向离子接收器。离子质量越大，到达接收器所用时间越长，离子质量越小，到达接收器所用时间越短，根据这一原理，可以把不同质量的离子按m/z值大小进行分离。飞行时间质谱仪可检测的分子量范围大，扫描速度快，仪器结构简单。这种飞行时间质谱仪的主要缺点是分辨率低，因为离子在离开在离子源时初始能量不同，使得具有相同质荷比的离子达到检测器的时间有一定分布，造成分辨能力下降。改进的方法之一是在线性检测器前面的加上一组静电场反射镜，将自由飞行中的离子反推回去，初始能量大的离子由于初始速度快，进入静电场反射镜的距离长，返回时的路程也就长，初始能量小的离子返回时的路程短，这样就会在返回路程的一定位置聚焦，从而改善了仪器的分辨能力。这种带有静电场反射镜的飞行时间质谱仪被称为反射式飞行时间质谱仪/Reflectron time-of-flight mass spectrometer。我暂时接触的都是四级杆的，有没有人愿意分享一下离子阱和飞行时间的优势呢？怎样选择我们的质量分析器呢？

[align=center]射频加热的应用[/align][align=center]西安国联质量检测技术股份有限公司[/align][align=center]安评中心：张倩茹[/align]尽管世界上有50多个国家种植大豆，但美国、巴西、阿根廷和中国是四大主要大豆生产商，占世界上大豆总产量的90%以上。目前世界大豆产量远超过其他任何可食用油籽，世界上的大豆约85%加工成正餐和植物油。在中国过去的二十年，大豆消费连续快速增长，从1996年到2013年，油产品增加了600%，可食用或者工业消费增长了78%。昆虫侵扰通过其代谢活动引起的微生物腐败和污染可能使大豆完全不能食用。另一个与大豆储存有关的问题是由真菌引起的霉烂，会导致严重的质量损失和食品安全问题。因此，为了符合国际贸易植物检疫条例，开发干燥大豆的非化学采后害虫防治方法，控制内部昆虫和减少大豆中的真菌菌落数量是确保保存期长、保证食品安全的重要措施。已经开发了几种方法来控制隐藏的昆虫和减少食品中真菌菌落的数量，如常规热处理，化学熏蒸，辐照。然而，所有这些方法都显示出不同的消费者接受程度是由于在它们的应用过程中，较长的处理时间降低了质量、消极的环境污染和对人类健康造成的有害影响。因此，迫切需要开发新颖、有效的能够控制昆虫和真菌且产品无不利的物理或化学变化的技术。射频(RF)能量是频率为1-300 MHz的电磁波，提供快速、容积式加热并被作为干燥产品如紫花苜蓿种子，谷物， 豆类，小扁豆，大米，胡桃和小麦的采后害虫控制的非化学选择来研究。RF的相对较长的波长通常导致较深的穿透深度和食物中可预测的温度分布。但是，不均匀加热仍然是食品行业的射频加热技术的一个问题。由于角落和边缘过热，和中心部分的欠热，产品中间和内部的不同的温度分布可能导致质量损失或昆虫生存，尤其是在中、高水分含量的食物中。理解射频加热的复杂机制和提高射频处理产品的加热均匀性，以确保在整个产品体积内完成昆虫死亡率和维持产品质量是至关重要的。计算机模拟和数学建模为不需要在实验中耗费大量时间的射频加热过程的快速分析起到有价值的工具作用。计算机模拟旨在研究各种食品材料，如苜蓿和萝卜籽，1%的羧甲基纤维素溶液，圆柱形肉压条，肉、新鲜水果，马铃薯浆，小麦粉，和葡萄干的射频加热均匀性。Neophytou 和 Metaxas通过求解耦合拉普拉斯方程和波动方程，试图为工业规模的射频加热系统的电场进行建模。成熟的计算机模拟模型使从各种农业产品获得准确的结果成为可能。不同的标准和索引已经被用来研究，评估，比较射频功率和食品样品的温度均匀性，如正常功率密度，加热均匀性指数，射频功率均匀度指数，和温度均匀度指数。因为样品温度是适合于灭虫法或巴氏灭菌法和质量评估的射频加热的主要目标。

利用不同种类的一次离子源产生的高能离子束轰击固体样品表面，使样品被轰击部位的分子和原子脱离表面并部分离子化—一产生二次离子，然后将这些二次离子引出、加速进入到不同类型的质谱仪中进行分析。这种利用高能一次离子轰击使被分析样品电离的方式统称为离子轰击电离。使用的一次离子源包括氧源、氩源、铯源、镓源等。[b]1、溅射过程及溅射电离的机理[/b]一个几千电子伏能量的离子束（初级离子）和固体表面碰撞时，初级离子和固体晶格粒子相互作用导致的一些过程如图2所示。一部分初级离子被表面原子散射，另一部分入射到固体中，经过一系列碰撞后，将能量传递给晶格。获得一定能量的晶格粒子反弹发生二级、三级碰撞，使其中一些从靶表面向真空发射，即溅射。溅射出来的晶格粒子大部分是中性的，另有一小部分粒子失去电子或得到电子成为带正电或负电的粒子，这部分带电粒子称为二次离子。[img=b5d7ca2ed153a848f53723f1c88a292.jpg]https://i2.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643178216624641.jpg[/img]图2 溅射离子过程关于二次离子产生的机理，有许多学者进行了研究， Evans的综述认为有两种过程导致二次离子产生。一种是“动力学”过程，连级碰撞的结果使电中性的晶格粒子发射到真空中，其中一部分处于亚稳激发态，它们在固体表面附近将价电子转移到固体导带顶端而电离。另一种是“化学”过程，认为在样品靶中存在化学反应物质，比如氧，由于氧的高电子亲和势减少了自由导带电子数目，这就降低了在固体中生成的二次离子的中和概率，允许它们以正离子发射。反应物质可能是固体中本来就存在的，也可以是以一定的方式加入体系的。在这两个过程中，“化学”过程起主导作用。[b]2、几种常用的一次离子源[/b]目前在离子轰击电离方式中，用于产生一次离子的离子源型号很多，主要介绍下面两种类型的离子源:冷阴极双等离子体源和液态金属场致电离离子源。[b]（1）冷阴极双等离子体源[/b]世界上不同厂家制造的SMS仪器，所选用的冷阴极双等离子体离子源可能因生产厂家及型号不同，外形结构差异很大，但基本工作原理类同。图3为冷阴极双等离子源的基本结构示意。冷阴极双等离子体离子源具有电离效率高、离子流稳定、工作可靠及能产生极性相反的引出离子等特点。[b]（2）液态金属场致电离离子源[/b]场致电离离子源通常使用的金属有镓、铟、铯等，使用金属离子轰击固体样品表面产生负的二次离子，多用于氧、硫、碳等非金属元素的分析。由于一次金属离子在样品表面会产生电荷累积效应，因此需要配合电子枪使用。图4是铯源的基本结构示意。[img=6e861f14b1d8243a7d37f50da23bf84.jpg]https://i2.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643178217279729.jpg[/img]图3 冷阴极双等离子源的基本结构示意图[img=c72458c7b868299d2724613ef5b0b90.jpg]https://i2.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643178218901488.jpg[/img]图4 铯源的基本结构示意图

离子源是质谱仪器最主要的组成部件之一，其作用是使被分析的物质分子或原子电离成为离子，并将离子会聚成具有一定能量和一定几何形状的离子束。由于被分析物质的多样性和分析要求的差异，物质电离的方法和原理也各不相同。在质谱分析中，常用的电离方法有电子轰击、离子轰击、原子轰击、真空放电、表面电离、场致电离、化学电离和光致电离等。各种电离方法是通过对应的各种离子源来实现的，不同离子源的工作原理不同，其结构也不相同。离子源是质谱仪器的一个重要部分，它的性能直接影响仪器的总体技术指标。因此，对各种离子源的共性要求如下:①产生的离子流稳定性高，强度能满足测量精度；②离子的能量发散小；③记忆效应小；④质量歧视效应小；⑤工作压强范围宽；⑥样品和离子的利用率高。[b]一、电子轰击型离子源[/b]电子轰击离子源（electron impact ion source）是利用具有一定能量的电子束使气态的样品分子或原子电离的离子源（简称EI源）。具有结构简单、电离效率高、通用性强、性能稳定、操作方便等特点，可用于气体、挥发性化合物和金属蒸气等样品的电离，是质谱仪器中广泛采用的电离源之一。在质谱分析领域，为了适应不同样品电离的需求质谱仪器会配置不同功能的离子源。但电子轰击源作为一个基本装置，仍被广泛应用在气体质谱仪、同位素质谱仪和有机质谱仪上。应该特别指出，电子轰击源是最早用于有机质谱分析的一种离子源，可提供有机化合物丰富的结构信息，具有较好的重复性，是有机化合物结构分析的常规工具。电子轰击离子源一般由灯丝（或称阴极）、电子收集极、狭缝、永久磁铁。、聚焦电极等组成（见图1）[img=49049846c413a18bd54bf33a180973f.jpg]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643178115431647.jpg[/img]图1 电子轰击型离子源示意图灯丝通常用钨丝或铼丝制成。在高真空条件下，通过控制灯丝电流使灯丝温度升至2000℃左右发射电子。一定能量的电子在电离室与气态的样品分子或原子相互作用使其部分发生电离。永久磁铁产生的磁场使电子在电离室内做螺旋运动，可增加电子与气态分子或原子之间相互作用的概率，从而提高电离效率。电离室形成的离子在推斥极、抽出极、加速电压（accelerating voltage）、离子聚焦透镜等作用下，以一定速度和形状进入质量分析器。在电子轰击源中，被测物质的分子（或原子）是失去价电子生成正离子:M＋eM[sup]＋[/sup]＋2e或是捕获电子生成负离子:M＋e[sup]-[/sup]→m一般情况下，生成的正离子是负离子的10[sup]3[/sup]倍。如果不特别指出，常规质谱只研究正离子。轰击电子的能量一般为70eV，但较高的电子能量可使分子离子上的剩余能量大于分子中某些键的键能，因而使分子离子发生裂解。为了控制碎片离子的数量，增加分子离子峰的强度，可使用较低的电离电压。一般仪器的电离电压在5～100V范围内可调。电子轰击源的一个主要缺点是固、液态样品必须气化进入离子源，因此不适合于难挥发的样品和热稳定性差的样品。[b]二、离子轰击型离子源[/b]利用不同种类的一次离子源产生的高能离子束轰击固体样品表面，使样品被轰击部位的分子和原子脱离表面并部分离子化—一产生二次离子，然后将这些二次离子引出、加速进入到不同类型的质谱仪中进行分析。这种利用高能一次离子轰击使被分析样品电离的方式统称为离子轰击电离。使用的一次离子源包括氧源、氩源、铯源、镓源等。[b]1、溅射过程及溅射电离的机理[/b]一个几千电子伏能量的离子束（初级离子）和固体表面碰撞时，初级离子和固体晶格粒子相互作用导致的一些过程如图2所示。一部分初级离子被表面原子散射，另一部分入射到固体中，经过一系列碰撞后，将能量传递给晶格。获得一定能量的晶格粒子反弹发生二级、三级碰撞，使其中一些从靶表面向真空发射，即溅射。溅射出来的晶格粒子大部分是中性的，另有一小部分粒子失去电子或得到电子成为带正电或负电的粒子，这部分带电粒子称为二次离子。[img=b5d7ca2ed153a848f53723f1c88a292.jpg]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643178115377492.jpg[/img]图2 溅射离子过程关于二次离子产生的机理，有许多学者进行了研究， Evans的综述认为有两种过程导致二次离子产生。一种是“动力学”过程，连级碰撞的结果使电中性的晶格粒子发射到真空中，其中一部分处于亚稳激发态，它们在固体表面附近将价电子转移到固体导带顶端而电离。另一种是“化学”过程，认为在样品靶中存在化学反应物质，比如氧，由于氧的高电子亲和势减少了自由导带电子数目，这就降低了在固体中生成的二次离子的中和概率，允许它们以正离子发射。反应物质可能是固体中本来就存在的，也可以是以一定的方式加入体系的。在这两个过程中，“化学”过程起主导作用。[b]2、几种常用的一次离子源[/b]目前在离子轰击电离方式中，用于产生一次离子的离子源型号很多，主要介绍下面两种类型的离子源:冷阴极双等离子体源和液态金属场致电离离子源。[b]（1）冷阴极双等离子体源[/b]世界上不同厂家制造的SMS仪器，所选用的冷阴极双等离子体离子源可能因生产厂家及型号不同，外形结构差异很大，但基本工作原理类同。图3为冷阴极双等离子源的基本结构示意。冷阴极双等离子体离子源具有电离效率高、离子流稳定、工作可靠及能产生极性相反的引出离子等特点。[b]（2）液态金属场致电离离子源[/b]场致电离离子源通常使用的金属有镓、铟、铯等，使用金属离子轰击固体样品表面产生负的二次离子，多用于氧、硫、碳等非金属元素的分析。由于一次金属离子在样品表面会产生电荷累积效应，因此需要配合电子枪使用。图4是铯源的基本结构示意。[img=6e861f14b1d8243a7d37f50da23bf84.jpg]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643178116476680.jpg[/img]图3 冷阴极双等离子源的基本结构示意图[img=c72458c7b868299d2724613ef5b0b90.jpg]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643178116400622.jpg[/img]图4 铯源的基本结构示意图[b]三、原子轰击型离子源[/b]与离子轰击电离相似，原子轰击电离也是利用轰击溅射使样品电离的，所不同的是用于轰击的粒子不是带电离子，而是高速的中性原子，因此原子轰击电离源又称为快原子轰击源（fast atom bombardment source， FAB）。原子轰击源是20世纪80年代发展起来的一种新技术。由于电离在室温下进行和不要求样品气化，这种技术特别适合于分析高极性、大分子量、难挥发和热稳定性差的样品。具有操作方便、灵敏度高、能在较长时间里获得稳定的离子流、便于进行高分辨测试等优点。因此得到迅速发展，成为生物化学研究领域中的一个重要工具。原子轰击既能得到较强的分子离子或准分子离子，同时也会产生较多的碎片离子；在结构分析中虽然能提供较为丰富的信息。但也有其不足，主要是:[b]①甘油或其他基质（matrix）在低于400的质量数范围内会产生许多干扰峰，使样品峰识别难度增加；②对于非极性化合物，灵敏度明显下降；③易造成离子源污染。[/b]原子轰击源中使用的轰击原子主要是Ar原子。在放电源中，氩气被电离为Ar，经过一个加速场，Ar具有5～10keV的能量，快速的Ar进入一个充有0.01～0.1Pa氩气的碰撞室，与“静止”的Ar原子碰撞，发生电荷交换。即:Ar（快速）＋Ar（静止）→Ar（快速）＋Ar[sup]＋[/sup]（静止）生成的快速Ar原子保持了原来Ar[sup]+[/sup]的方向和大部分能量，从碰撞室射出，轰击样品产生二次离子。在射出碰撞室的快原子中还来杂有Ar[sup]+[/sup]，在碰撞室和靶之间设置的偏转极可以将Ar[sup]+[/sup]偏转掉，仅使Ar原子轰击样品。图5是原子轰击源的结构示意。此外，氙气（Xe）、氦气（He）等其他情性气体的原子也可用作轰击原子使用。[img=76a94ac1e2c48555b7631bc4a90a183.jpg]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643178116426694.jpg[/img]图5 原子轰击源的结构示意图[b]四、放电型离子源[/b]利用真空火花放电在很小的体积内积聚起的能量可使体积内的物质骤然完全蒸发和电离，从而获得具有表征性的离子流信息。 Dempsteri最早把这一现象应用到质谱仪器上实现了当时物理、化学家们用电子轰击型电离源无法解决的铂、钯、金、铱电离的遗留问题完成了当时已知元素同位素的全部测量。这一具有历史意义的成果对后来物理、化学、地质、核科学等学科的发展，起着基础性的促进作用。下面介绍两种典型的放电型离子源。[b]1、高频火花源[/b]高频火花离子源（high frequency spark ion source）是广泛使用的一种真空放电型离子源。由于其对所有的元素具有大致相同的电离效率，因此应用范围较广，可用来对多种形态的导体、半导体和绝缘体材料进行定量分析，是早期质谱仪测定高纯材料中微量杂质的重要方法之一。图6是高频火花放电电离示意。被分析物质以适当的方式制成样品电极，装配时和参比电极相距约0.1mm的间隙。利用加载在两个电极间的高频高压电场使其发生火花击穿来产生一定数量的正离子。[img=c20a2842770bee39eaa9af208c6f2d5.jpg]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643178117263374.jpg[/img]图6 高频火花放电电离示意图使用高频火花源的一个关键是制作电极，对不同形态、不同导电性能的样品有不同的电极制作方法。如果样品是块状导体，可以直接裁制成约1mm直径、10mm长的柱状（或条状）电极；如果是粉末样品，可以冲压成上述形状；液体样品要加充填物。对于非导体材料，则需要采用适当的方法，使电极有较好的导电性能。一种方法是在非导体样品粉末中掺入良导体材料，如石墨、金、银、铟粉，然后冲压成电极；另一种方法是在非导体表面喷镀导电层，或在样品下面衬进导体基片。火花源的缺点:操作技术复杂，造价昂贵，且离子能量发散较大。这些缺陷限制了它的进一步发展和应用[b]2、辉光放电源[/b]辉光放电源是另一种放电电离技术，辉光放电技术先于真空火花放电电离，但用于质谱仪器上却在火花放电电离技术之后。事实上，是由于当时火花源的成就使人们离开辉光放电，而在相隔50多年以后，又是火花源在使用过程中出现的缺陷，促使质谱工作者又重新思考辉光放电技术。正如人们所知，气体放电过程出现的辉光是等离子体的一种形式，等离子体是由几乎等浓度的正、负电荷加上大量中性粒子构成的混合体。出现辉光放电最简单的形式是在安放在低压气体中的阴、阳电极间施加一个电场，使电场中的部分载气（如氩气）电离，电离产生的“阴极射线”或“阳极射线”在残留的气体中朝着带相反极性的方向加速，轰击阳极或阴极，使位于极板上的样品物质气化，部分气化物质的原子在其后的放电过程中电离。[b]五、热电离离子源[/b]热电离离子源是分析固体样品的常用离子源之一。其基本工作原理是:把样品涂覆在高熔点的金属带表面装入离子源，在真空状态下通过调节流过金属带的电流强度使样品加热蒸发，部分中性粒子在蒸发过程中电离形成离子。热电离效率依赖于所用金属带的功函数、金属带的表面温度和分析物质的第一电离电位。通常金属带的功函数越大、表面温度越高、分析物质的第一电离电位越低，热电离源的电离效率就越高。因此具有相对较低电离电位的碱金属、碱土金属和稀土元素均适合使用热电离源进行质谱分析。而一些高电离电位元素，如Cu、Ni、Zn、Mo、Cd、Sb、Pb等过渡元素，在改进涂样技术和使用电离增强剂后，也能得到较好的质谱分析结果。[img=6cb803845e78c0c20db3311688659a1.jpg]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643178117555301.jpg[/img]图7 表面电离源的示意图图7是表面电离源的示意，结构为单带热电离源。当金属带加热到适当的温度，涂在带上的样品就会蒸发电离。单带源适合于碱金属等低电离电位的元素分析。对于电离电位较高的样品为了得到足够高的电离效率，需要给金属带加更高的工作温度。金属带在升温过程中，样品有可能会在达到合适的电离温度之前，因大量蒸发而耗尽。为了解决这一问题，在其基础上又形成了双带和多带热电离源。即在源中设置两种功能的金属带，一种用于涂样，称样品带；另一种用于电离，叫电离带。这两种带的温度可分别加以控制。当电离带调至合适的温度后，样品带的温度只需达到维持蒸发产生足够的束流。这样既能节制蒸发，又能获得较高的电离效率。还有一种舟形的单带，把铼或钨带设计成舟形，舟内放入样品。由于舟内蒸发的样品在逸出前会与炽热的金属表面进行多次碰撞，增加生成离子的机会，因此，舟形单带的电离效率可接近于多带电离源。[b]六、电感耦合等离子体离子源[/b]利用高温等离子体将分析样品离子化的装置称为电感耦合等离子体离子源，也叫ICP离子源。等离子体是处于电离状态的气体。它是一种由自由电子、离子和中性原子或分子组成的且总体上呈电中性的气体，其内部温度可高达上万摄氏度。电感耦合等离子体离子源就是利用等离子体中的高温使进入该区域的样品离子化电离。ICP离子源主要由高频电源、高频感应线圈和等离子炬管组成（图8）。利用高频电源、高频感应线圈“点燃”等离子体炬管内的气体使其变成等离子体。等离子体炬管由三根严格同心的石英玻璃管制成。外管通常接入氩气，流量控制在10～15L/min，它既是维持ICP的工作气流，又起到冷却作用将等离子体与管壁隔离，防止石英管烧融；中间的石英管通入辅助气体，流量为1L/min左右，用于“点燃”等离子体；内管通入0.5～1.5L/min载气，负责将分析样品送进等离子体中进行电离。由于ICP离子源是在常压下工作的，因此产生的离子还必须通过一个离子引出接口与高真空的质量分析器相连，这就需要应用差级真空技术，如图8所示。通常是在样品锥和截取锥之间安装一个大抽速前级泵，在此形成第一级真空，此真空维持在100～300Pa范围。截取锥之后为第二级真空，装有高真空泵，真空可达0.1～0.01Pa范围。电感耦合等离子体离子源最大的特点是在大气压下进样，更换样品非常简单、方便。此外，由于等离子体内温度很高，样品电离的效率高，因此，电感耦合等离子体离子源可提高质谱仪器元素的检测灵敏度。但是，同样在高温状态下生成的分子离子也会严重干扰对被检测样品成分的鉴别。超痕量分析中，样品处理过程中应注意可能有来自试剂、容器和环境的污染。[img=9ce118fc568554297ba172fbfaa3aa8.jpg]https://i4.antpedia.com/attachments/att/image/20220126/1643178117157289.jpg[/img]图8 电离耦合等离子体离子源示意图[b]七、其他类型的电离技术1、激光电离技术[/b]具有一定能量的激光束轰击样品靶，实现样品蒸发和电离，即激光电离（laser ionization，L电离的概率取决于激光脉冲的宽度和能量。当选择单色光激光器作为电离源，可进行样品微区分析，样品的最小微区分析区域与激光的波长有关。分析灵敏度在10量级，分析深度为0.5um，空间分辨率1～5um。随着激光束的不断改进，剖析深度可以达到几十微米，配备数字处理系统，还可得到样品的三维离子分布图。激光电离飞行时间质谱仪就是一种典型的使用激光电离技术的质谱分析仪器。从脉冲激光束开始照射样品，到质谱分析的完成，时间很短，分析效率极高。现在，随着激光技术的快速发展和激光发生器生产成本的降低，激光电离技术已越来越多地用在不同类型的质谱仪上，得到广泛应用。[b]2、激光共振电离技术[/b]激光共振电离（laser resonance ionization，LRI）是20世纪70年代发展起来的激光电离的另一种形式，基本原理是基于每种元素的原子都具有自己确定的能级，即基态和激发态。量子力学揭示这些能级是分离而不是连续的。当某一个处于基态的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收[/color][/url]了激光特定能量的光子，跃迁到激发态能级，便实现了共振激发。处于激发态的原子如能再吸收光子，只要两次吸收的光子能量之和大于该原子的电离能，即可使该原子电离，这一过程称为 LRI LRI的基本特征是:对被激发的元素具有非常强的选择性。LRI与质技术相结合组成的激光共振电离质谱仪（laser resonance ionization mass spectrometry，LRIMS）是20世纪后期发展起来的一种新型质谱技术，能够有效地排除其他同位素质谱测量过程中难以克服的同质异位素干扰，灵敏度、丰度灵敏度高，适合核反应过程中的低产额裂变核素测量，也为地球化学、宇宙化学研究中的稀有核素分析提供强有力的支持。Mainz大学使用该技术测量了Ca、u、Np等元素，对Ca的探测限达到10[sup]6[/sup]个原子。曼彻斯特大学采用冷端富集与激光脉冲电离方式实现了惰性气体的高灵敏度分析，对[sup]132[/sup]xe的探测限达到1000个原子

记者近日从中国工程物理研究院机械制造工艺研究所获悉，被列入科技部首批国家重大科学仪器设备开发专项的《高精度四极质量分析器工程化研制与应用》项目，日前通过项目初步验收。　　质谱仪是以电子轰击或其他的方式使被测物质离子化，形成各种质荷比(m/e)的离子，再利用电磁学原理使离子按不同的质荷比分离后，测量各种离子强度，确定被测物质的分子量和结构的科学仪器。四极质谱仪具有灵敏度高、样品用量少、分析速度快、分离和鉴定同时进行等优点，广泛应用于化工、环境、能源、医药、生命科学、材料科学等各领域。而四极质量分析器是四极质谱仪的核心部件，此前完全依赖进口，国产高端四极质谱仪一直处于“空心化”状态。　　2011年，中物院机械制造工艺研究所牵头，联合复旦大学、北京普析通用仪器有限责任公司等单位建立研究团队，几年中，团队成功研制出系列四极质量分析器产品，综合性能指标均达到国际先进水平。　　“四极质量分析器要求在一定频率的射频电压与直流电压作用下，只允许一定质荷比离子通过到达接收器，从而实现不同质荷比离子分离，其设计、制造精度要求极高。”中物院机械制造工艺研究所所长王宝瑞说。