四极质谱是如何运转的？

四极质谱仪（Quadrupole Mass Spectrometer）是一种常用的质谱仪，它通过利用四极场对离子的筛选和检测来分析样品。四极质谱仪的工作原理可以分为以下几个步骤：




1.电离源：

首先，将待分析的样品送入电离源（例如，电子轰击电离、化学电离或电喷雾电离）。电离源将样品中的分子转化为带电的离子。




2.离子加速：

产生的离子进入加速区域，在这里，离子被均匀的电场加速。加速后的离子具有与其质荷比（质量与电荷的比值）相关的能量。




3.四极场筛选：

加速后的离子进入四极场区域。四极场由四根长的并行金属棒组成，通常呈圆柱形。对角线上的两个金属棒的电压相等且正弦相位相反。这会在四极场内产生特殊的电场分布，使得某些质荷比的离子能够稳定地穿过四极场，而其他离子则会因为偏离轨道而与金属棒发生碰撞，从而被排除。




4.调整电压：

通过改变四极场中的电压，可以选择性地筛选具有特定质荷比的离子。这样，可以在一系列不同的质荷比值下对样品进行扫描，从而实现质谱分析。




5.离子检测：

穿过四极场的离子最终会被离子探测器（例如电子倍增器或离子计数器）检测到。离子探测器将离子的信号转换为电流信号，然后进行放大和处理。




6.数据分析：

记录和分析探测器产生的信号，可以获得样品的质谱图。质谱图显示了离子强度（通常与离子的相对丰度成正比）与质荷比之间的关系。通过对质谱图进行解析，可以获得关于样品组成和结构的信息。




四极质谱仪因其较高的灵敏度、分辨率和扫描速度而被广泛应用于多个领域，包括环境监测、生物分析和材料科学。




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