1、，而使样品分子电离口这种电离源能够获得大量单电荷的离子，是一种 软电离技术。该电离源在生物大分子和合成高分子分析中有广泛应用。 4.3.7 电感辑台等离子体电离源CICP) 电J喜鹊合等离子体电离酒、民i射频左生器、工作线圈及工作气体共同组成。射频主生器将高频电流 通过工作线圈，在线圈的轴线方向上产生一个强烈振苗的环形磁场，当炬管中通人氧气，点火器的高频 火花放电在炬管内使少量氧气电离，炬管中的导电位子在磁场作用下运动方向随磁场的频率而振荡，形 成与炬管同轴的环形电流，原子离子、电子在强烈的振荡运动中互相碰撞产生更多的电子与离子，最终 在炬营口形成稳定、持续的置等离子体使经炬管进入等离子体炬脑
2、中的样品气j睿胶在高温和惰性气氧 中充分电码。这种电离游、主要用于元素分析n 4.3.8 表面电离源(STI) 表面电商阔、卫叫热电离源。它的电离盒中通常装有彼此绝缘的三条或二条鹊(或钮)带，各带通过 的电流，可以分别调节，在1800 K- 2 700 K的温度范围内变化自样品涂布在侧面的鹊带上，并通电加 热口中心带温度高于侧带温度。在热能作用下，被分析的元素有一部分电离口这种电离源、多用于同住 索分析。 注:当前质谱分析中.还有其他形式的离子橱，其中一些与上述离子掠在结构相原理上有相似之处.也有一些基于 新技术和特殊的分析需求而开发.重n:快原子轰击电离糠(FABl、场解吸化学也离源(FUl
3、.场致电离源(FIl, 大气压光电离源(APPD咆啧雾解吸电离源(DESIl、快速蒸发电离摞(REIMSl、实时直接分析电离服 WARTl等. 4.4 离子透镜 离子透镜系统的作用主要包括干扰去I东和离子聚焦。主要采用电场偏转等方式去|除中性位于、干 扰离子等，并对离子束进行能量聚焦后传送进入质量分析器。 4.5 质量分析器 4.5.1 扇形磁质量分析器 4.5.1. 1 分析器由分析管、磁铁等组成。 4.5.1.2 磁场质量分析器原理=在离子拥内生成的质量为m、电荷数为z的离子，在加速电压U的作用 下，以速度u进入强度为H的均匀磁场，受到与离子运动方向和磁场方向垂直的力，沿着由率半枉为r 的
4、轨迹运动。离子经过质量分析器，按质荷比分离并聚焦曰离子的质荷比(以m/2表示)与各参数的关 GB/T 6041-2020 系用式0)表示: m/z二KX乌E 式中z k一一常数，等于二分之一电子电荷; r一一运动轨迹的曲率半径，单位为米(m); 日一一均匀磁场的强度，单位为安培每米(A/m); U一一加速电庄，单位为伏特(V), 当 H或U连续变化(扫描)时，各质量数所:-1应的离子束依次通过收集狭缝，进入检测器D 4.5.2 四极抨质量分析器 4.5.2.1 分析器由四根平行并与中心轴等问隔的困柱形或者双曲面电极组成。 . ( 1 ) 4.5.2.2 四极杆质量分析器的原理s在特定的四极场中
5、，某一质荷比的离子能作稳定的振蔼，通过四极 场而被接收，其他质荷H的离子则被滤掉。因此，在保持直流电压和射频电压振相比值恒定而连续改变 它们的值(扫描)时，不同质荷比的离子依次通过四极场，实现质量分离。 4.5.3 飞行时间质量分析器 4.5.3.1 分析器的主要部件为离子嫖移管，目前应用的分析器中多配备有静电场反射镜。 4.5.3.2 飞行时间质量分析器的原理:离子源中形成的质量为m.电荷数为z的离子，通过己知加速电 压U的电场加速，这一加速过程导致具有相同电荷的离子具有相同的功能，而由于离子的质量不同，故 其飞行速度u有差异，通过长度为L的离子凛移管到达检测器的飞行时间(timeof fl
6、 ight, TOF)也不 同o离子飞行速度(以v表示和飞行时间(以TOF表示)与其余各参数的关系可分别用武(2)和武(3) 表示: 式中: 111/2一一离子的质荷比4 e 一一电子电量，单位为库仑CQ); U 一一加速电压，单位为伏特(V); L 漂移营的t主度，单位为米(m); -Z斗，(旦fl/1 U 一一离子的飞行速度，单位为米每秒(m/时口 因此，离子的m/z值可由其飞行时间确定。 4.5.4 离子阱质量分析器 ( 2 ) ( 3 ) 4.5.4.1 分为三维离子阱(3Dion trap)和线性离子阱(linearion trap) ，不同类型离子阱的核心部件均 为用于产生捕在离于
7、电磁场的电极系统，区别在于电极结构和电场分布不同。 4.5.4.2 离子阱质量分析器的原理:在离子源中形成的离子通过与质量分析器中电磁场的作用，其运动 被局限在一个小范围的预制空间之内。通过调整电场参数，使不同质荷比的离子侬次进入不稳定区 继而从预制空间脱离离子阱口 三维离子阱，由一对环形电极和两个呈双曲面形的端盖电极组成口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，质荷比从小到大的离子逐次进入不 G8/T 6041-2020 稳定区，由端盖极上的小孔排出。 线性离子阱，由两组双曲线形级轩和两端的两个极板组成。两组级杆中，其中一组施加一个主变电 压，
8、另一组施加两个交变电压。在其中一组级杆上开有理缝，通过改变三组交变电压驱动离子从窄缝 尉出。 4.5.5 静电场轨道阱质量分析器 4.5.5.1 静电场轨道阱(rbtrap)质量分析器形状似纺锤体，由纺锤形的中心内电极和左右2个外纺 锤半电极组成。 4.5.5.2 静电场轨道阱质量分析器的原理z中心电极上逐渐加上直流离压，在质量分析器内产生特妹几 何结构的静电场。当离子进入到质量分析器腔体后，受到中心电场的引力，开始围绕中心电植做圆周轨 道运动，质荷比不同的离于有不同的轨道半程，同时离子受到垂直方向的离心力和水平方向的推力，而 世中心内电极作水平和垂直方向的振苗。在达到谐振时，不同质荷比离子的
9、铀向往里速度不同，离子水 平振荡的轴向顿率(以W表示和质荷rt关系可用式(的表示z w=在 .( 4 ) 式中z h 常散，和静电场强度相关; 1I1/Z一一离子的质荷比口 由于轴向频率W与离子的韧始状态无关，使得静电场轨道阱质量分析器具有高分辨率飞高质量精 确度的特点。外电极不仅限制离子的运行轨道范围，同时检削由离子振苗产生的感应电势，糊率由傅旦 nt转换成顾城谱，再转换成质谱数据c因此，静电场轨道阱同时起到质量分析器和检测器的作用口 注:除以上列出的种类外，现有的质诺仪配有的质量分析锵还有其他形式，适用于不同的测试需求。包括双聚焦质 量分析器、回旋共振质量分析器、由栩同或不情H置量分析器串
10、联而成的串联质谱仪等。 4.6 检测器 检测器由离子收集器、放大器构成。法拉第圆筒接收器是常用的离子收集器，其精确度高口电子倍 增器、光电倍增管是常用的放大器，有较高的灵敏度。 4.7 计算机控制和鼓据处理系统 由接口、计算机、软件构成回除了具有基本的数据采集、存储、处理、检索和I仪器自动控制外，针对不 同类型仪器近、应具备自动校正、自动调谐、背景扣除、i昔库比对、数据监控和审计追踪等功能。 4.8 真空系统 真空系统包括高真空泵(扩散泵和分子涡轮泵较常用)，1真空泵及真空测量仪表和真空间件、管路 等，以在得仪器所需的真空度。 5 仪器的准备 5.1 一般规E 样品分析前应确认仪器处于合适的环
11、境条件并具备良好的性能，并检查确认离子源、检扭tl器、记录 仪及计算机数据系统工作正常，仪器真空度和所有供电已达到规定的要求。 6 GB/T 6041-2020 5.2 仪器运行的环境条件 温度与t程度应符合仪器规定要求，温度应在20C30 C，相对酒度通常应小于70%。避免振功和 阳光直接照射。工作环境中避免高浓度有机榕剂蒸气或腐惶性气体。电源、应符合规定，供电电源的电 压且频率应稳定。避免各种强磁场、高频电场的干扰。 5.3 仪器的性能检验 5.3.1 一般规定 当已经证明仪器的设计可以作某种分析时，还要判断其现在的状态是否可以完成这种分析。有两 种质谱仪的性能检验方法被广泛采用。一种方法
12、是仪器的常规检验，判断仪器性能是否适用。另一种 方法是用质谱仪分析检验用r合物。两种方法都可使用，二者结合使用会更好。后一种方法在判断质 谱仪分析指定样品的性能方面.更为切实可行。 一般应考虑样品、本底、准确性、灵敏度、精密度、分辨率、干扰等内容，以有助于进行调节。 5.3.2 样晶 质谱仪及其辅助的部件和应用的材料，不得与样品反应而显著地改变样品的组成口如果在进样系 统中有分馆现象或选择吸附某些组分，并且其效应能够检测出来，则对分析方法进行校正时，应考虑到 这些效应。 5.3.3 本底 应保证在分析时得到满意的低水平本底，若本底信号过女，应检查原因。造成仪器本底过大的原因 主要有z柱流失、进
13、样器污染、连接处泄漏、离子源及分析器宿染等口对本底水平的要求，取决于实际样 品中待分析组分的浓度。 仪器的本底，标志着真空系统拍除先前样品后尚存筒的物质或少量泄漏进来的空气。1.少量吸附 得很牢的物质，在检查本底时显示不出来，而样品分析时却会造成干扰。这种情况下，就要用净化气体 (如纯氮)流过进样系统进行l次扫口更有效的办法是用待测样品冲刷(即放人样品，再如VJ抽除，反复进 行多次)，以减少这些践留物，使达到可以接受的水平。 5.3.4 准确性 质潜仪的准确性包括质量准确性和定量分析的浓度准确性。其中，质量准确性是质谱仪最重要的 性能参数之一，而定量分析的浓度准确性依赖于精密度和l线性;在固口
14、质量准确性的要求取决于样品的 化学组成和质荷比，以及质谱仪的分辨率。 5.3.5 灵敏度 质谱仪的灵敏度，应达到预期的待测样品最低浓度组分的水平，并且有合乎要求的准确度口其他如 重复性、样品量及时J可限制等因素，是应考虑的口为获得最高灵敏度，在分析方法中，应对进样、离子源 温度和电离能量的数据，作出规定o并应分别说明低质量端和高质量端的灵敏度要求o 仪器可达到的质量范围内各点上的灵敏度和分辨能力，可以通过扫描适当的化合物估算出来。 5.3.6 精密度 对于给定的物质，质谱仪的响应值会随短期因子及长期因子而变化。短期回子(short-term factors)是同一天中同一样品在同一台质谱仪上做
15、多次试验所表现出来的统汁现象。长期因子(long- G8/T 6041-2020 term facton;)是在较长时间间隔在一台质谱仪上进行分析试验所表现出来的统计现象。对分析方法的 评价，应包括若干个样品的数据，并把操作者、时间周期、仪器、实验室等可能的影响因素考虑在内。这 会比可变因素单次取样法提供更为可靠的精密度u 仪器的精密度，可通过反复扫描检验用泪合物测定出来。 5.3.7 分瓣率 质懵仪所需的分辨率取决于分析方法所要求的精密度、准确性和灵敏度，并取决于所测离子的质量 数口仪器的分辨能力，应按分析任务要求的质量范围和质量准确度来确定口 5.3.8 干扰 有时一台能够提供精确数据的质
16、谱仪会产生不精确的结果，特别是在样品类型改变的时候，当样 品泪合物中的一种成分影响质谱仪准确测定其他成分的浓度时，是产生了干扰。这种干扰是由样品的 记忆效应(memoryeffect)引起的口不同的化合物产生干扰的程度不同。通常元害的化合物偶然也会 呈现干扰。若认为有任何干扰存在，应对仪器进行清洗、烘烤、检漏或采取其他校正措施。 评价干扰效应对准确性的影响，最布效的试验方法是进行检验用混合物的分析。如果得到了准确 的分析结果，就可以认为仪器的状况对于所用的检验用捏合物来说，不存在干扰。但对于其他类型的样 品，仍可能有干扰，著检验用由合物的分析结果不满意，则应根据仪器规定的办法进行校正处理，用重
17、 复分析的办法考核干扰的影响，直到分析结果可用为止。 注z检验用棍合物的分析是仪器适用性的最权威的指标。复杂的、多组分的检验用混合物的制备是十分困难的，甚 至是不可能的p使用与待i!样品差别很女的检验用I昆合物以得到满意的分析结果，也是困难的，甚至是不可 能 的。在这种情况丁.Xi才几种检验用报合物进行折中使用是可取的。例如1，一种检验用提合物可以I:J样品中预期 的主要成分组成，然后把次要成分掺入.以配成与样品接近的检验用混合物E 5.4 仪器的校准和调谐 使用质谱仪进行分析前应确保仪器经过有效的校准和调谐。仪椿校准和调i皆可以通过直接进样方 式测定有证标准物质或高纯试刑，也可以通过色谱等联
18、用仪器分析测定有证标准物质或高纯试剂。质 谱仪校准和调谐所需有证标准物质或高纯试剂及校准项目可参考表10 标准样品或检验用1且合物的质谐，原则上在样品分析前后都要进行削定。但在日常分析中，可以只 测仪器校准样品，以校正测定灵敏度。 表1质谱仪校准常用的标准物质或i式弗l 质谱类型标准物质或试jfIJ校推项目 同位素质谱计/仪同位素丰度标准物质.高纯气体 灵敏度、丰度灵敏度、峰形系敬、系统稳定性、 重复性 镀、锢、锚和1昆合标准i容液 检出F臣、灵敏度、质量稳定性、分辨率、冲恍如I !可稳定性 四极柯:电感搁合等离子 锦标准j在被车皮灵敏度 体质谱仪 柿标准溶液氧化物离子产率 顿标准j在液我也荷
19、离子产率 铅、银标准滔液同位素丰度H:测量精度 8 GB/T 6041-2020 表1(摆) 质谱类型标准物质或试剂校ft项目 全氟煤油PFKl，金氟三丁肢(PFTBA)分辨率、质量准确性 八氟禁-异辛皖标准1春被EI椒、负CI源信噪tt 气相色i普-质i普联用仪苯甲酣-异辛烧标准溶液.iE CI惊信噪比 硬脂酸甲酷-5手-辛院标准溶液质量准确性、谱库检索 六氯苯-异半皖标准溶割草测量重 复性 利血平标准溶液 分辨率、信牒比、峰面积重复性、离子丰度比重 复性 放相色i普-质i曾联用仪(单 咖啡因标准溶液、黄体酣标准榕障、利 质量准确性(质量数不大于1000) 四极忏、三重四极科离 自1平标准j
20、在液、甲酸饷异丙脏i容准 子愣) PPG425、PPG1000、PPG2000昆合榕 液.腆化锅、硕化饱混合i在掖，环四磷脑质量准确性(质量数大于1000) 类化合物溶液 Glu人纤维蛋白肤B标准物质质量准确性、信眼tt、分辨率、重复性、漂移 飞行时间质谱仪 磷酸j在被.融化纳确比他棍合i容被，环 四磷脯类化合物i容掖 质量准确性 大豆背元、和IJ1lL平、人参皂背Rb，l昆合 质量准确性、重复性、漂静 1尊里叶变换质谱仪 标准i在被 利血平标准溶液信噪比、分辨率 6 定性分析 6.1 样晶测定 按标准样品同样的试验条件，测定仪椿校准样品、待测的未知样品及本底的质谱。 6.2 数据分析 根据同
21、位素丰度，判断某些杂原子的元素组成;若获得高分辨精确质量制定的数据，利用精确质量 数据可直接计算获得元素组成，计算不饱和度。 可能的结构判断:根据质语fS所得到的重要低质量碎片离子、重要的特征离子、分子离于及由MS/ MS法、联动扫描法、亚稳分析法所在得的母离子与子碎片离子的关系等，进行可能结构的推测。 按推断的分子结构，对照标准谱固，和1类似化合物标准谱固，或者根据该推断结构化合物断裂机理 进一步作出确认。 6.3 结果报告 如采用直接进样的方式，应提供质谱圆。 如来用色i昔-质谱联用方式进样，应提供总离子流图及确定惺留时间的质谱图口 9 G8/T 6041-2020 7 定量分析 7.1 样品测定
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