质量分析器
四极质谱仪原理
四极质谱仪原理
四极质谱仪的工作原理是：通过离子源将物体原子电离成离子，然后通过离子光学系统将离子束聚焦到真空系统中的一个小点。
接下来，通过保持离子在电场和磁场的稳定位置，将不同质量的离子分离，并依次进入真空系统中的检测器。
具体来说，四极质谱仪主要包括以下几个部分：
1. 离子源：离子源是四极质谱仪的核心部分，它通过电离物体原子产生离子。
常用的离子源有电子倍增器、电子捕获检测器等。
2. 离子光学系统：离子光学系统包括真空系统、离子光学透镜、偏转板等部件，其主要作用是将离子束聚焦到一个小点，并将其传输到下一个系统中。
3. 质量分析器：质量分析器是四极质谱仪的关键部分，它通过保持离子在电场和磁场的稳定位置，将不同质量的离子分离。
常用的质量分析器有四极滤质器、飞行时间质谱仪等。
4. 检测器：检测器是四极质谱仪的输出部分，它将分离后的离子转化为电信号，并进行记录和分析。
常用的检测器有电子倍增器、微通道板等。
通过以上几个部分的协同工作，四极质谱仪可以实现对不同质量的离子进行高灵敏度、高分辨率的分析，从而应用于化学分析、环境监测、生物医学等领域。
电能质量分析仪器安全操作及保养规程
电能质量分析仪器安全操作及保养规程电能质量分析仪是一种用于评估电能质量的专业仪器。
准确地进行安全操作和保养是确保该仪器长期稳定工作的关键步骤。
本文将介绍电能质量分析仪器的安全操作规程和保养规程。
1. 安全操作规程1.1 操作前的准备工作在开始操作电能质量分析仪之前，应进行以下准备工作：1.了解该仪器的基本原理、性质、结构、功能以及使用方法。
2.确认该仪器的适用范围和使用环境，选择符合要求的电源和仪器连接线，在使用前检查接线是否正确。
3.检查该仪器的工作状态，查看是否出现异常情况，如出现异常情况应及时排除。
1.2 操作时应注意的事项1.在操作时应遵循说明书中的操作步骤和警示事项，不得擅自改变设定参数。
2.在测量电压、电流时应正确接入测量头，并检查测量头与被测电路之间的连接是否牢固完好。
3.在更换测量头时，应将电源关闭，仪器降到零位，并等待指示灯全部熄灭后才能进行更换。
更换完毕后应重新进行校准。
4.在操作时，应格外注意安全，避免电击、触电等意外事故的发生。
尤其要注意不要将手伸进仪器内部。
5.操作过程中，如发现异常情况，如显示错误等问题，应及时采取措施，以防止问题扩大。
1.3 操作后的清理工作在使用电能质量分析仪完成测量后，应按照以下步骤进行清理工作：1.关闭电源并拔掉电源线。
2.移除所使用的测量头，并清理头部。
若使用不当导致头部损坏，应及时更换。
3.清理表面和接口等部分，保持干净整洁。
1.4 仪器维护保养1.定期对仪器进行校准和维护，如发现问题及时解决。
2.仪器在使用之后要存放在干燥，阴凉和通风良好的地方。
3.仪器不使用的时候，应进行设备保护，涉及到仪器软件可以考虑进行数据备份，保证数据的安全性。
4.仪器不能长期保持在高温、寒冷、潮湿及易受冲击、振动的环境中，以免损坏。
以上内容是关于电能质量分析仪器的基本安全操作规程，用户在使用时一定要重视，采取适当的安全措施，确保仪器长期稳定工作。
2. 保养规程电能质量分析仪器的保养工作很重要，它可以帮助用户更好地维护仪器，确保它的长期稳定工作。
Fluke 1770 Series三相电能质量分析器说明书
TECHNICAL DATA1770 Series Three-Phase Power Quality AnalyzersAutomatic measurements. More flexibility. Better power quality troubleshooting.Fluke 1770 Series Three-Phase Power Quality Analyzers eliminate the complexities of power quality logging, troubleshooting, and analysis. Engineered to be the faster, easier way to perform power quality studies, the 1770 Series offers automatic measurements, a straightforward user interface and setup, best-in-class specifica-tions, and a simplified reporting platform. The instrument can also be powered directly from the measurement circuit, eliminating the need to find a power outlet or use a lengthy extension cord.With the 1770 Series you’ll never miss a critical power qualityevent—from fast transients up to 8 kV, harmonics up to 30 kHz, dips and swells, as well as the voltage, current, and power measure-ments that enable you to characterize your electrical system.Automatic measurement captureWhether you’re performing a quick system check or a detailed power quality study, consistent data is key. The Fluke 1770 Series offers a unique automatic measurement capture system that helps ensure you’re collecting the right data every time, while still giving you the flexibility to select and adjust specific parameters as needed. More than 500 power quality parameters are cap-tured by default and the guided setup makes it easy to select the right parameters for the system you’re working on. Logged data is instantly viewable, downloadable, and shareable with Fluke Energy Analyze Plus software so you never need to wait to finish a session before reviewing results or analyzing data.Ultimate measurement confidenceThe Fluke 1770 Series are 2-in-1 devices that combine the trouble-shooting functionality of a power quality meter with the robust analysis and logging capabilities of a standalone power quality analyzer—in a single, easy-to-use, handheld device.The ‘PQ Meter’ function gives you immediate access to live on-screen data in the field so you can quickly identify potential problems while troubleshooting. The detailed ‘PQ Logging and Analysis’ function eliminates the complexity of performing power quality studies by guiding you through the setup process ensuring you’re capturing the right data every time. Couple these measure-ment modes with a unique measurement connection autocorrect function and you can be confident that you never need to worry about going back for a second measurement—even if you were unsure about what to look for when you started.AUTOMATICALLY MEASURE POWER AND POWER QUALITY PARAMETERSCritical power quality data is captured as soon as you begin a session, without extensive setup or selectionsINTUITIVE USER INTERFACEThe streamlined user interface makes it easy to navigate between measurement parameters like V/A/Hz, power, dips and swells, harmonics, or power quality health at the push of a buttonHIGH-SPEED VOLTAGE TRANSIENT CAPTURECapture damaging high-speed transients so you can mitigate their effects before equipment failsANALYSIS AND REPORTINGComes standard with Fluke Energy Analyze Plus software giving you the ability to create custom-ized reports, or leverage built-in one-click report-ing to industry standards like EN 50160, IEEE 519 and GOST 33073Provided by: (800)404-ATECAdvanced Test Equipment Corp .®Rentals • Sales • Calibration • ServiceFluke Energy Analyze Plus: Power quality health summaryFluke Energy Analyze Plus: Energy study tabPowerful analysis software with easy-to-create reportsFluke 1770 Series Power Quality Analyzers come standard with the powerful Fluke Energy Analyze Plus software, designed to eliminate the hassles found with other multi-purpose application software. Energy Analyze Plus helps you evalu-ate power quality data right out of the box and without extensive training.Download, analyze, track, and report powerquality and energy data easier than ever. Quickly compare results to historical values, benchmark against industry norms, compare measured data to local conditions, and create a more complete picture of what’s occurring across your facility, even as the data is still being collected. Energy Analyze Plus offers unified support for the Fluke 1730 Series Energy and Power Loggers, 1740 Series Power Quality Loggers, and 1770 Series Power Quality Analyzers.•“In-workshop” and “in-the-field” download through PC application software•Simple data downloads using USB memory stick, WiFi, LTE, wired Ethernet, or USB cable •Analyze every measured detail of energyconsumption and power quality state-of-health with automated reporting•One-touch reporting creates standardizedreports conforming to standards like EN 50160, IEEE 519, GOST 33073 IEC 61000-2-2, or export data in PQDIF or NeQual compatible format or CSV for use with third-party software•Advanced analysis allows the user to choose any available logged parameter and create a highly customized view of measurements foradvanced data correlationHigh-speed voltage transient captureTransients negatively impact otherwise healthy systems every day and their potential to damage your equipment can’t be underestimated. Whether your system is experiencing impulsive or oscil-latory transients, the results can be devastating and cause problems ranging from insulation fail-ures to total equipment failures. The Fluke 1775 and Fluke 1777 incorporate advanced transient capture technology to help you clearly identify high-speed voltage transients, so you have the data you need to stop them in their tracks. The Fluke 1775 Power Quality Analyzer has 1MHz sampling capability to capture fast transients, while the Fluke 1777 Power Quality Analyzer has 20MHz sampling capability to capture the fastesttransients in high detail.Compliant to international standardsThe Fluke 1770 Series offers the best-in-class accuracy you’ve come to expect from a Fluke Power Quality Analyzer in a IEC 61000-4-30 Class A edition 3 compliant package. On top of that, the 1770 Series has been engineered to meet the future requirements of Class A edition 4, for conformance to EN 50160 and IEEE 519, so you’ll be prepared to tackle tomorrow’s measurement requirements, today.From traditional industrial systems to renewable energy systems to electric vehicles, we’ve got you coveredThe Fluke 1770 Series was designed to be safe and easy to use in any measurement environ-ment. The 1770 Series allows you to capture a full range of power quality variables as well as high-speed waveforms, high-speed transients, and higher frequency harmonics, all of which are instantly viewable on the large, high-resolution screen. With a best-in-class CAT IV 600 V / CAT III 1000 V overvoltage rating, these analyzers can be used at the service entrance or downstream, measuring AC and DC inputs, and harmonics measuring up to 30 kHz. With the 1770 Series you can be confident that you’ll capture the data you need to make better maintenance decisions no matter the task.View real-time voltage transitory events while logging for faster troubleshootingA full range of harmonics are available from the first 50 integer harmonics and from 2 kHz to 30 kHzWork where, when, and how you wantNo two days in the field are the same. You need a power qual-ity analyzer that can go where you go and do what you need it to when you get there. With a full range of accessories and built-in features the Fluke 1770 Series makes it easier to get your job done. The slim ergonomic design and integrated hand strap make it easy to hold and the included hanging kit makes it easy to secure your analyzer inside a cabinet. The integrated internal power supply allows the unit to be powered directly from the measured circuit, while a 90-minute battery helps ensure you can still access and review data even when you aren’t connected to a live system.Quickly and easily transfer data to your PC using the USB C, USB A, Ethernet, WiFi, cellular network support options, depending on your requirements. With an internal GPS module and an optional double insulated external antenna, you can time sync your data for more accurate troubleshooting and analysis.Calculate current harmonics limitsWhen downloading data from the Fluke 1770 Series Power Quality Analyzers the included Energy Analyze Plus software package can compare measured voltage and current harmonic statistical data to different standards, like EN 50160 or IEEE 519, to determine if they exceed compliance limits. This powerful predictive maintenance feature enables current harmonics to be observed before distortion appears in the voltage allowing you to prevent unexpected failures or non-compliance situations and increase system uptime. With the proliferation of inverter-based loads and power generation, keep-ing current harmonics in check is becoming increasingly critical toensure reliable power quality and avoid system downtime.Individual harmonics can be easily selected to view trend data as loads change Easily navigate using the large color touchscreenSpecificationsElectrical measurement accuracy1 Not in 177X/BASIC versions2 Requires 5 m i17XX-FLEX5M-EXT extension cable3 Availability and supported providers vary by country. Check with your local Fluke representative.Electrical measurement accuracy continuedPower/Energy1 Nominal voltage in the range of 100 V to 690 V. Also known as Udin.Reference ConditionsEnvironmental: 23 °C ±5 °C, instrument operating for at least 30 minutes, no external electrical/magnetic field, RH <65 %Input conditions: Cos Φ/PF=1, Sinusoidal signal f=50/60 Hz, power supply 120 V/230 V ±10 %.Current and power specifications: Input voltage >100V Input current > 10 % of current rangePrimary conductor of clamps or Rogowski coil in center positionTemperature coefficient: Add 0.1 x specified accuracy for each degree C above 28 °C or below 18 °C1 Nominal voltage in the range of 100 V to 690 V. Also known as Udin.2 0 °C to 45 °C: Intrinsic Accuracy x2. Outside of 0 °C to 45 °C: Intrinsic Accuracy x33 Only for calibration laboratories4 With iFlex 1500A, I17XX-FLEX1500 24General specificationsOrdering information1Fluke 1777 Power Quality Analyzer. Note: Included items vary by model and are listed in the “Ordering information” table.1 Standard units include i17XX-FLEX1500 24" current probes and a WiFi/BLE adapter. /BASIC models do not include current probes or WiFi/BLE adapters.11 Fluke Corporation 1770 Series Three-Phase Power Quality Analyzers Fluke Corporation PO Box 9090, Everett, WA 98206 U.S.A.For more information call:In the U.S.A. (800) 443-5853 In Canada (800) 36-FLUKE From other countries +1 (425) 446-5500 ©2021 Fluke Corporation. Specifications subject to change without notice.08/2021 210548-enModification of this document is not permitted without written permission from Fluke Corporation.Fluke. Keeping your world up and running.®。
质谱仪各种质量分析器的工作原理
质谱仪各种质量分析器的工作原理2015-4-30 16:37:43 来源: 互联网上一篇| 下一篇53899收藏到BLOG质谱的基本原理是使试样中各组分在离子源中发生电离，天生不同荷质比的带正电荷的离子，经加速电场的作用，形成离子束，进进质量分析器。
在质量分析器中，再利用电场和磁场使发生相反的速度色散，将它们分别聚焦而得到质谱图，从而确定其质量。
质量分析器将带电离子根据其质荷比加以分离，用于纪录各种离子的质量数和丰度。
质量分析器的两个主要技术参数是所能测定的质荷比的范围（质量范围）和分辨率。
质谱仪不同的质量分析器有着不同的功能，这三张图将让你秒懂质谱仪各类质量分析器的工作原理。
三重四极杆（Triple Quadrupole）全扫描用于检测离子源产生的离子流中，各种离子的m/z和强度。
从全扫描得到的信息可以知道目前色谱中的组分状态。
这时对简单的成份可以直接定量；对于复杂的成分可以做进一步的分析。
由于ESI离子源能够产生许多m/z大于3000的离子，但是三重四极杆的m/z上限一般达不到3000，所以并不是所有离子都被检测出来。
在仪器内部，可以使用Q1或者Q3做全扫描，两者的差别是混合离子的离子束是否通过了碰撞室Q2。
如果使用Q3作为扫描，离子会在Q1、Q2中损失一部分，灵敏度会有一些下降。
通常Q3扫描只是用来标定Q3的质量轴的。
不过我们倒是经常使用Q3做全扫描，因为我们需要把Q1开到高分辨模式，Q3开到Unit，Q3的灵敏度反而高一些。
离子阱（Ion trap）离子阱由一对环形电极（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。
三重四级杆质谱仪原理(全)
酸性氯代除草剂的基本知识
• 常用于除去草地和谷类农作物中阔叶杂草 • 潜在的地下水污染物 • 公众的误用 • 需要对痕量级别定量
传统方法
• 液－液萃取 • 重氮甲烷衍生化 • 气相色谱方法和选择性检测器（例如电子捕获检测器） • 仪器二次运行确认 • 存在问题 • 溶剂的过量使用 • 问题数据的解释 • 甲基化试剂的安全关注
三重四级杆质谱仪原理
内容
质量分析
– 基础知识 – 质量分析器的性能特点
• 分辨率 • 准确率 • 质量范围
多级质量分析
– 什么是多级质谱？ – 多级质谱如何工作？ – 碰撞诱导解离(CID) – 采集方式
• SRM • MRM
QQQ的优点（选择性、灵敏度和速度）
质量分析: 基本基础知识
在质量分析器里所产生的离子是根据他们的质荷比(m/z). 进行分离的
三重四极杆不是最好的获取质谱图的仪器，平行测量 的质谱系统会更好些：
• 三重四极杆质谱/质谱不如离子阱质谱仪（ TRAPS ）灵敏（定性） • 三重四极杆质谱不如飞行时间质谱仪（TOF）所获取的质谱图那么
有说服力（定性）
质量分析器的性能特点
• 质量范围
– 不同类型质量分析器质荷比的范围。四极杆分析器典型 的扫描范围高达3000 m/z。
一个单四极杆质谱仪
四极杆质量过滤器
合成电压在两个对杆上数量是相同的，极性 是相反的。
四极杆质量过滤器如何工作的？
四极杆质量过滤器稳定性图表
马修稳定图
选择性离子监测与全扫描对比
三重四极杆与其他液相/质谱联用技术的比较
– 在质谱应用领域里三重四极杆是最灵敏和定量重现性 最好的仪器。
– 在质谱应用领域里三重四极杆在执行中性丢失扫描和 母子扫描模式具有最好的灵敏性和准确性。
GCMS工作原理
GCMS工作原理GCMS（气相色谱质谱联用仪）工作原理GCMS是一种常用的分析仪器，结合了气相色谱（GC）和质谱（MS）的技术，能够对复杂混合物进行分离和鉴定。
GCMS的工作原理如下：1. 气相色谱（GC）部份：GC是一种基于物质在固定相柱中的分配和吸附特性进行分离的技术。
样品首先通过进样口进入GC系统，然后被注入到柱中。
柱内的固定相会根据样品成份的亲疏水性质，将样品中的化合物分离开来。
分离后的化合物会按照一定的时间顺序从柱中流出，进入检测器。
2. 质谱（MS）部份：质谱是一种通过将化合物离子化并根据其质量-电荷比（m/z）比值进行分析的技术。
在GCMS中，分离出的化合物进入质谱部份。
首先，化合物在离子源中被电离，常用的电离方式包括电子轰击（EI）和化学电离（CI）。
离子化后的化合物会进入质谱仪的分析区域，其中包含质量分析器和检测器。
3. 质量分析器：质谱仪中常用的质量分析器是四级杆质谱仪。
它由四个电极组成，通过调节电压和频率来选择特定的离子通过。
在质谱仪中，离子会被加速并通过四级杆，根据其质量-电荷比（m/z）比值进行分离。
惟独具有特定m/z比值的离子能够通过四级杆，其他离子则会被排除。
4. 检测器：GCMS中常用的检测器是离子检测器（ID）或者质谱检测器（MSD）。
离子检测器通过测量离子在电极上产生的电流来检测化合物的存在。
质谱检测器则通过测量离子在质谱仪中产生的信号来检测化合物的存在。
检测器会将信号转化为电压或者电流输出，然后通过数据采集系统进行记录和分析。
GCMS的工作原理可以总结如下：样品经过气相色谱的分离后，进入质谱仪进行离子化和质量分析，最后通过检测器检测和记录化合物的信号。
通过分析质谱图和相关数据库，可以确定化合物的结构和含量。
GCMS在许多领域中得到广泛应用，如环境监测、食品安全、药物研发等。
它具有高灵敏度、高分辨率、快速分析速度和广泛的应用范围等优点，成为现代化学分析的重要工具之一。
代谢组学质谱检测原理
代谢组学质谱检测原理代谢组学质谱检测原理引言代谢组学是研究在生物体内发生的化学反应和代谢产物的整体组成、结构和变化的学科领域。
它涉及到从生物样本中测量大量的小有机分子，并通过分析这些代谢物的组成和浓度变化来获得对生物体代谢状态的了解。
质谱（Mass Spectrometry, MS）是代谢组学中常用的技术手段之一。
本文将详细介绍质谱技术在代谢组学中的原理和应用。
一、质谱技术概述质谱技术是一种分析化学方法，它通过将化学物质转化为电离态，并利用质谱仪对质量-电荷比进行分析，从而确定分子的分子量、结构和组成。
质谱仪通常由四个主要部分组成：进样装置、电离源、质量分析器和检测器。
1.1 进样装置进样装置用于将待测样品引入到质谱仪中。
常见的进样方式包括固相微萃取（Solid Phase Microextraction, SPME）、气相色谱（Gas Chromatography, GC）-质谱联用、液相色谱（Liquid Chromatography, LC）-质谱联用等。
通过进样装置，待测样品被引入到电离源中。
1.2 电离源电离源是质谱仪中的核心部件，它用于将待测化合物转化为带电粒子，以便进行质量分析。
常见的电离方式包括电子轰击电离（Electron Impact, EI）、化学电离（Chemical Ionization, CI）和电喷雾电离（Electrospray Ionization, ESI）等。
其中，电喷雾电离是代谢组学质谱检测中最常用的电离方式之一。
1.3 质量分析器质谱仪中的质量分析器用于分离并测量不同离子的质量-电荷比。
常见的质量分析器包括飞行时间质量分析器（Time-of-flight Mass Analyzer, TOF）、质量分析滤波器（Quadrupole Mass Filter, QMF）和磁扇质谱仪（Magnetic Sector Mass Analyzer）等。
不同的质谱分析器有各自的特点和应用领域，在代谢组学中的选择需要根据具体实验的要求来确定。
磁质量分析器的原理和特点
磁质量分析器的原理和特点
磁质量分析器是根据不同种类气体分子的不同质量与电荷比(m/q),在磁场作用下偏离运动轨道的不同程度来实现气体组分分析的仪器。
一、磁质量分析器的基本结构
主要由离子源、飞行管、分析磁铁和检测系统四部分组成。
1. 离子源:将待测样气电离成带正电荷的气体离子。
热离子源和冷阴极放电离子源最常用。
2. 飞行管:供离子在真空状态下自由飞行的通道。
长度约0.5-2米。
3. 分析磁铁:在飞行管中产生均匀磁场,使离子偏转运动。
4. 检测系统:根据偏转幅度测量离子强度,确定气体成分。
二、磁质量分析器的工作原理
1. 不同气体分子被电离后,成为带同等电量的正离子。
2. 在飞行管内,离子以一定初速度飞行,并受均匀磁场作用产生洛仑兹力。
3. 力与质量和速度成正比,所以轻质离子偏转更大,飞行轨道发生分离。
4. 检测器测量不同偏转角的离子流强度,进行质量分析。
三、磁质量分析器的主要特点
1. 能够准确测定各种气体成分的质量数。
2. 检出限低,分辨率高,精度优异。
3. 响应速度快,可进行实时检测与分析。
4. 可以用于多种气体成分的检测,应用范围广。
5. 操作简便,无需复杂前处理,样品可直接输入。
6. 可以连续工作,实现气体组分长时间监测。
7. 结构紧凑,便于携带使用。
质谱的原理和仪器构造
1 2
mv2
被加速后的离子进入磁场，离子运动的方向和 磁力线垂直。在磁场中，运动的离子如同电流， 会与磁场产生相互作用力。离子受磁场的作用 力作圆周运动。离子所受的磁场作用力提供离 子作圆周运动的向心力。
Bzev=
mv2 r
公式4
式中：B – 磁场强度(洛伦磁力)
r - 离子的运动轨道半径； 合并上述两式，r 消= 去B1 v(,可2mze得V)1：/2
公式5
这样V加速电压为定值，通过B(磁场强度)的扫描，顺次记录 下各质荷比离子的强度，从而得到所有m/z离子的质谱图。
不同质量的离子具有不同的轨道半径，质量越大，其轨道半 径也越大。这意味着磁场有质量色散能力,可以单独用作质量 分析器。
改变加速电V(对应离子动能的变化)，离子的
轨道半径也发生变化。当仪器将离子的运动轨
公式3所描述的是理想情况。事实上，离子在 加速前，其动能并非绝对为零，而是在某一较 小的动能值之内有一个分别。同一质量的离子， 由于初始动能略有差别，加速后的速度也略有 差别，因此它们经静磁场偏转后不能准确地聚
焦于一点，也就是说静磁场具有能量色散作用。
因质量相同而动能略有差别的离子不能聚焦在 一点，仪器的分辨率不是很高。
测定灵敏度的方法多种多样的，一般直接进样灵敏度的测 定方法是：在固定分辨本领的情况下，直接进入微克量级 的某种样品，看其分子离子峰的强度与噪声的比值，就是 信/噪比值，用 S/N 表示。噪声指基线的强度。
4. 质量精度
利用质谱仪定性分析时，质量精度是一个很重要的性能指 标。在低分辨质谱仪中，仪器的质量指示标尺精度不应低 于±0.4质量数。高分辨率质谱仪给出离子的精确质量，相 对精度一般在1-10ppm。
a,q值在稳定区内的离子产生稳定振荡，顺利通过四极 场到达检测器；a,q值在非稳定区的离子因产生不稳定 振荡而被电极中和。操作仪器时，变化参数有U、V、 ω三个。一般固定ω，a/q=U/V为常数对V进行扫描， 可使一组不同质量的离子先后进入稳定区而被检测。 a/q值越大(扫描成的斜率越大)，在扫描线上稳定区的 质量范围越窄，仪器的分辨率越高。
质量分析器的选择及应用
质量分析器的选择及应用质量分析是一个关键的过程，用于评估和测量产品、服务或过程的质量。
在不同行业和领域中，可以采用不同的质量分析器进行质量评估。
在选择合适的质量分析器时，应考虑以下因素：应用场景、测试目标、数据采集和分析需求、预算和资源。
以下是一些常见的质量分析器及其应用领域：1. 基本统计分析器：基本统计分析器适用于对数据进行基本的统计分析，如平均值、中位数、标准差等。
它可以帮助分析数据的分布情况、趋势和异常值。
在质量管理中，可以使用这些分析器来了解产品或过程的性能。
2. 直方图和散点图分析器：直方图和散点图分析器可以用于分析数据的分布和关系。
直方图可以显示数据的频率分布，散点图可以显示数据之间的相关性。
这些分析器可用于检测错误或异常数据，并帮助确定原因和解决方案。
3. 箱线图分析器：箱线图分析器通过绘制数据的统计分布来分析数据的离散程度。
它可以显示数据的中位数、上下四分位数和异常值。
箱线图可以帮助分析数据的稳定性和一致性，以及发现异常情况。
4. 帕累托图分析器：帕累托图分析器通过按重要性对问题或缺陷进行排序，以帮助识别和优先解决最严重的问题。
这种分析器常用于问题解决和质量改进工作中。
5. 矩阵分析器：矩阵分析器适用于评估不同因素之间的关系。
例如，质量损失矩阵可以用来评估不同缺陷类型对产品质量的影响，以便确定优先解决的问题。
6. 效能分析器：效能分析器可用于测量和分析产品或过程的效率和效果。
例如，生产线效能分析器可以用来监测生产线的工作效率和资源利用率。
7. 六西格玛分析器：六西格玛分析器是一种用于管理和改进质量的强大工具。
它结合了多种统计方法和工具，如因果图、流程图、散点图等，用于识别和解决质量问题，并改进过程的稳定性和性能。
选择适合的质量分析器还需要考虑数据采集和分析的需求。
有些分析器需要大量的数据输入，而其他分析器则更适合处理小样本或实时数据。
此外，应根据可用的资源和预算来选择适当的质量分析器。
质量分析器的种类原理应用
质量分析器的种类、原理和应用1. 引言质量分析器是一种用于测试和分析样品中不同物质和化学成分的仪器。
它广泛用于科学实验室、工业生产和环境监测等领域。
质量分析器的种类繁多，每种分析器都有其独特的工作原理和应用场景。
本文将介绍几种常见的质量分析器的种类、原理和应用。
2. 质谱仪质谱仪是一种能够对样品中各种化合物和化学成分进行精确分析和鉴定的仪器。
其原理是通过对样品中分子的分离、电离、加速和检测过程进行控制和测量来实现的。
质谱仪的应用包括有机化学、分析化学、环境监测、药物研发等多个领域。
以下是质谱仪的一些主要种类和应用场景：•气相质谱仪（Gas Chromatography-Mass Spectrometry, GC-MS）：广泛用于分析挥发性有机化合物、揮发分析、药物代谢分析等。
•液相质谱仪（Liquid Chromatography-Mass Spectrometry, LC-MS）：适用于分析极性化合物、生物样品分析、药物检测等。
•电子喷雾质谱仪（Electrospray Ionization Mass Spectrometry, ESI-MS）：可用于分析蛋白质、核酸、多肽等。
•时间飞行质谱仪（Time-of-Flight Mass Spectrometry, TOF-MS）：能够进行高分辨率和高灵敏度的质谱分析，常用于化学成分分析和新药研发。
3. 红外光谱仪红外光谱仪利用样品对红外光的吸收、散射和透射特性进行分析，从而确定样品中的化学组成和结构。
红外光谱仪主要包括以下几种类型：•傅里叶变换红外光谱仪（Fourier Transform Infrared Spectroscopy, FT-IR）：适用于无机化合物、有机分析、聚合物材料等。
•红外显微光谱仪（Infrared Microscopy, IR Microscopy）：允许在不破坏样品的情况下对微观区域进行红外光谱分析。
•近红外光谱仪（Near-Infrared Spectroscopy, NIR）：常用于食品、农业、制药等领域的快速分析和质量控制。
质谱仪的组成
1.电子倍增器 2.闪烁检测器 3.法拉第杯 4.照相检测
2
一、真空系统
质谱仪的离子产生及经过系统必须处于高真空状态
离子源：1.3×10-4~ 1.3×10-5 Pa
质量分析器： 1.3×10-6 Pa
如果真空度过低，则：
① 大量氧会烧坏离子源的灯丝；
h
11
FI与EI所产生的质谱图对比
FI特点：电离温和，碎片少，主要产生分子离子M+和(M+1)+峰。
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4.场解析电离源（FD）
过 程：样品溶液涂于发射 器表面—强电场—分子电 离—奔向阴极—引入磁场
特 点：特别适于非挥发性 且分子量高达10,0000的分 子。样品只产生分子离子 峰和准分子离子峰，谱图 最为简单。
2. 按离子化方式分类
电子轰击质谱（EI-MS），化学电离质谱（CI-MS）， 快原子轰击质谱仪（FAB-MS），电喷雾电离质谱仪 （ESI-MS）等。
3.按质量分析器分类
单聚焦质谱仪，双聚焦质谱仪，四极杆质谱仪，飞
行时间质谱仪，离子阱质谱仪，傅里叶变换质谱仪
等。
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准分子离子 (M+1)+峰 大，可提供分子量这一 种要信息；
不 适 用 于 难 挥 发 ， 热
不稳定或极性较大的有
机物分析。
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3. 场致电离源（FI）
应用强电场诱导样品电离： (电压：7～10kV，d<1mm) 过程：样品蒸汽邻近或接触带高 的正电位的阳极尖端时,由于高曲 率半径的尖端处产生很强的电位 梯度,使样品分子电离.
质谱分析法
（Mass Spectrometry, MS）
质量分析器的原理
质量分析器的原理
质量分析器是一种用于分析和评估产品或服务质量的工具。
它的基本原理是在收集数据后进行统计分析，并根据预先设定的标准或指标对数据进行比较和评估。
首先，质量分析器需要收集产品或服务的相关数据。
这些数据可以包括产品的物理特性、工艺参数、用户反馈等。
数据的收集可以通过实验测试、问卷调查、客户反馈等方式进行。
然后，质量分析器会对收集到的数据进行统计分析。
常见的统计方法包括平均值、标准差、概率分布等。
通过对数据的统计分析，可以得出产品或服务的质量特征和变化规律。
接下来，质量分析器会将统计分析结果与预先设定的标准或指标进行比较。
这些标准或指标可以是产品质量标准、行业标准、用户需求等。
通过与标准或指标的比较，可以评估产品或服务的质量是否达到标准要求。
最后，质量分析器会生成质量分析报告。
报告中包括产品或服务的质量分析结果、评估结论和改进建议。
质量分析报告可以为产品研发、生产和服务提供决策依据，帮助提高产品或服务的质量。
总之，质量分析器通过收集、统计、比较和评估数据来分析产品或服务的质量。
它的原理是基于数据分析和标准比较，为评估和改进质量提供支持。
质谱法基本知识(8)—质量分析器(磁分析器 )
质谱法基本知识（8）—质量分析器(磁分析器 )质量分析器质谱仪的质量分析器位于离子源和检测器之间，依据不同方式将样品离子按质荷比m／z分开。
质量分析器的主要类型有：磁分析器、飞行时间分析器、四极滤质器、离子捕获分析器和离子回旋共振分析器等。
随着微电子技术的发展，也可以采用这些分析器的变型。
（l）磁分析器最常用的分析器类型之一就是扇形磁分析器。
离子束经加速后飞入磁极间的弯曲区，由于磁场作用，飞行轨道发生弯曲，见图21．7。
此时离子受到磁场施加的向心力Bzeυ作用，且离子的离心力mυ2·r-1也同时存在，r为离子圆周运动的半径。
只有在上述两力平衡时，离子才能飞出弯曲区，即Bzeυ=mυ2/r其中B为磁感应强度，ze为电荷，υ为运动速度，m为质量，r为曲率半径。
调整后，可得υ=Bzer/m , 由 zeυ= 1/2mυ2可以得到例题：试计算在曲率半径为10cm的1.2T的磁场中，一个质量数为100的一价正离子所需的加速电压是多少？解: 据方程（上式）单聚焦磁偏转型特点：a.离子在磁场中的运动轨道的半径决定于加速电压V、磁场强度B，以及质荷比m/z。
b.在进行质谱分析时，磁场强度恒定，一般采用电压扫描，使不同质荷比的离子依次沿半径为r的轨道运行，穿过出射狭缝到达检测器-方向聚焦(进入入射狭缝各离子发散的)c.单聚焦质谱仪分辨率可达5000。
d.不能使m/z相同能量不同的离子完全聚焦于出射狭缝双聚焦质谱仪:仅用一个扇形磁场进行质量分析的质谱仪称为单聚焦质谱仪，设计良好的单聚焦质谱仪分辨率可达5000。
若要求分辨率大于5000则需要双聚焦质谱仪。
单聚焦质谱仪中影响分辨率提高的两个主要因素是离子束离开离子枪时的角分散和动能分散，因为各种离子是在电离室不同区域形成的。
为了校正这些分散，通常在磁场前加一个静电分析器（Elctrostatic Analyzer， ESA），这种设备由两个扇形圆筒组成，向外电极加上正电压，内电极为负压（见图21-7b）。
质谱的结构
质谱的结构
质谱仪通常由六部分组成，包括真空系统、进样系统、离子源、质量分析器、离子检测器和计算机控制系统。
其中，真空系统、离子源和质量分析器是质谱仪的核心部分。
真空系统：质谱仪的离子源、质量分析器和检测器必须在高真空状态下工作，以减少本底的干扰，避免发生不必要的分子-离子反应。
离子源：将分子转化为离子的部分。
不同类型的质谱仪可能使用不同的离子源，例如电子轰击源、化学电离源等。
质量分析器：将离子按其质量和电荷比分开的部分。
不同类型的质谱仪可能使用不同的质量分析器，例如四极杆、离子阱等。
离子检测器：检测并记录离子的强度和位置等信息的部分。
计算机控制系统：用于控制质谱仪的各部分以及处理数据的部分。
不同类型的质谱仪的结构和原理有所不同，但基本原理都是通过对样品离子的质量和电荷比的分析来实现定性和定量分析。
极杆质量分析器原理
四极杆质量分析器原理Bio-Mass Spectrometry R&D Lab MSKB（质谱知识库）1.四极杆是什么？四极杆是四极杆质谱仪的核心，全称是四极杆质量分析器——Quadrupole Mass Filter/Analyzer(QMF、QMA)。
它是由四根精密加工的电极杆以及分别施加于x、y方向的两组高压高频射频组成的电场分析器。
四根电极可以是双曲面也可以是圆柱型的电极；高压高频信号提供了离子在分析器中运动的辅助能量，这一能量是选择性的——只有符合一定数学条件的离子才能够不被无限制的加速，从而安全的通过四极杆分析器。
2.四极杆技术精要四极杆是一个古老的技术。
早期1950年代的时候，德国物理学家申请的专利944,900 (1956)指出四个双曲面围成的电场可以筛选离子。
双曲线的渐近线处于45度的位置，电极的外形沿着x轴和y轴对称，四个电极的形状完全一致；高压高频射频信号分别加载在水平和竖直的两对电极上，信号的幅度相同，相位相差180度，即反相。
无线延伸的双曲线四个电极的内部电势是很容易计算的：在每一个瞬间，四极杆内每一点的电势可以计算为：这是一个马鞍面的电场：射频电压伴随着时间的改变，四极杆电场的强度和相位在发生着变化：U是四极杆电极上的最大直流电压，而V是电极上的最大射频交流电压。
离子就在这一变化的电场中运动。
这个电场的特点是：1.沿着x和y轴对称。
2.等电势面是一个马鞍面。
3.（0，0）点电势为0V，而且是等电势马鞍面的鞍点。
4.带电粒子在其中受到的x方向的作用力与粒子和x轴的距离成正比。
第四点是非常重要的性质，这表明四极杆内部的电场在x或者y的方向具有像弹簧一样回复力，可以拴住离子的运动范围。
3.四极杆的加工技术由于实际试验中不可能使用无限大、无限长的电极，所以通常我们取四个电极内接圆半径r0的2倍加工，并且长度一般在r的50倍左右（这样四个杆子之间的空隙视角仅有1度）。
HP公司早期的合金双曲面四极杆（HP5970 GCMS）目前，安捷伦公司的1997年以后的四极杆质谱仪均采用了石英镀金双曲面的四极杆；Finnigan公司的TSQ质谱中也采用了不锈钢的双曲面四极杆。
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一束具有能量分布的离子束，经过扇形静电场的偏转后，离子按能量的大小顺 次排列。因静电场与静磁场一样具有能量色散作用，因此如果使二者的能量色 散数值相等、方向相反，离子在通过扇形电场和扇形磁场之后即能达到能量聚 焦；加上方向聚焦作用，就是“双聚焦”。 离子在方向、能量都聚焦的情况下，质谱可达到高分辨！
质谱质量分析器简介及应用
有机质谱示意图
GC 或 LC
接口
离子源
质量分析器
检测器 PC
将离子源产生的离子按m/z顺序分开并排列成谱
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目的
质量分析器是质谱仪器的核心，由质量分析 器的不同构成了不同种类的质谱仪器。由于不 同类型的质谱仪器有不同的原理、功能、指标、 应用范围，还涉及到它们可能有不同的实验方 法，因而有必要了解各种质谱分析器。
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单聚焦质量分析器原理
在离子源中形成的各种离子被加速电压加速，
获得动能；加速后的离子进入磁场，在磁场作
用下作圆周运动，洛伦兹力提供向心力:
zeV 1 mv 2 2
ze vB m v 2 r
m/z r2B2e 2V
我们在进行质谱分析时需顺次确定各种质荷比的离子的强度，检测器置于固定的位置，
单克隆的人免疫球蛋白，分子量已高达982000 2000u。
b) 飞行时间质谱计要求离子尽可能“同时”开始飞行，适合 于与脉冲产生离子的电离过程相搭配，分析适用于脉冲离 子化方式（如MALDI）的大分子量的多肽、蛋白质。
c) 扫描速度快，适于研究极快的过程。 d) 结构简单，便于维护。
串联质谱仪
TSQ Quantum Components
Detection System
Ion MAX Source Interface
Q1 QOO QO Hyperquad
Q3 Hyperquad
Heated Capillary
Mass Analyzer
Q2 Collision Cell
三重四级杆质量分析器
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三、四级杆质量分析器 (quadrupole mass analyzer)
四级杆质量分析器基本原理
离子源
X+,X-
mabove m mbelow
RF/DC RF/DC
离子源
质量分析器
检测器
四极杆作为质量过滤器
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±（U - V cosωt）
±（U +V cosωt）
棒状电极上加一个直流电压 ( DC ) 和一个射频电压( RF ), 两对电极之间的电位相反。对于 给定的直流和射频电压, 只有特 定质荷比的离子能够通过并到达 检测器, 其他质荷比的离子则与 电极碰撞湮灭。改变DC/RF, 可 以实现质谱扫描功能。
五、傅立叶变换离子回旋共振 (FT-ICR)
原理
FT-ICR MS 将离子源产生的离子 束引入ICR中,随后施加一个涵盖 了所有离子回旋频率的宽频域射 频信号。在此信号的激发下, 所 有离子同时发生共振并沿着一个 半径逐渐增大的螺旋型轨迹运动。
当运动半径增大到一定程度之后停止激发,所有离子都同时从共振状态回落, 并且在检测板上形成一个自由感应衰减信号,即像电流(image current)，被 电学仪器放大和记录。得到的像电流是包括了所有离子自由感应衰减信息的 时域信号，在经过傅立叶转换以后就可以获得一个完整的频率域谱。而离子 的质荷比与其共振频率具有一一对应关系,因此我们可以方便地得到通常的 以质荷比为横坐标的质谱图。
即r为常数；可以固定V，扫描B，从而得到所有m/z离子的质谱图。
已经证实，由一点出发的、具有相同质荷比的离子，以同一速度但不同角度进入磁场 偏转后，离子束可重新会聚于一点，即静磁场具有方向聚焦作用，因而称为单聚焦质 量分析器。
单聚焦质量分析器的缺点：
前面讨论的是理想情况，事实上，离子在加速之前其动能并非绝对为 零；同一质荷比的离子，由于初始动能的差别而使其经磁场偏转后不 能准确地聚焦于一点，因此仪器的分辨率不是很高。
四、离子阱( Ion Trap )
被称作 “四级杆的三维形式”
由两个端盖电极和位于它们之间的类似四极杆的环电极构成。端盖电极施加直流电压 或接地, 环电极施加射频电压( RF) , 通过施加适当电压就可以形成一个势能阱( 离 子阱) 。根据RF 电压的大小, 离子阱就可捕获某一质量范围的离子。离子阱可以储 存离子, 待离子累积到一定数量后, 升高环电极上
六、飞行时间质量分析器(TOF)
核心部分—离子漂移管
原理：用一个脉冲将离子源中的离子瞬间引出，经加速电压加速，它 们具有相同的动能而进入漂移管，质荷比最小的离子具有最快的速度 因而首先到达检测器，质荷比最大的离子则最后到达检测器。
优点：
a) 从原理可知，飞行时间质谱计检测离子的质荷比是没有上 限的，这就特别适合于生物大分子的测定。如：用TOF测定
应用
单聚焦质量分析器的结构简单，操作方便，但分辨率低 （一般为500以下），主要用于同位素测定。
为提高仪器的分辨率，质量分析器除了应用一个扇形磁场之外，还加上 一个扇形电场 (静电分析器，ESA)，这就构成了双聚焦质量分析器。
二、双聚焦质量分析器 (double focusing mass analyzer)
当一组由电离源(化学电离源或电子轰击源) 产生的离子由上端小孔进入阱中后,离 子储存于RF和DC形成的电场中；射频电压开始扫描,陷入阱中离子的轨道则会依次发 生变化而从底端离开环电极腔,从而被检测器检测。
优点及用途
1、单一的离子阱可实现多级串联质谱MSn； 2、结构简单,性价比高； 3、灵敏度高,较四极质量分析器高10～1 000 倍; 4、质量范围大(商品仪器已达6 000)。 这些优点使得离子阱质谱计在物理学、分析化学、医学、 环境科学、生命科学等领域中获得了广泛的应用。
内容
➢单聚焦质量分析器 ➢双聚焦质量分析器 ➢四极杆质量分析器 ➢离子阱质量分析器 ➢傅立叶变换离子回旋共振（FT-ICR） ➢飞行时间质量分析器（TOF）
一、单聚焦质量分析器 (single focusing mass analyzer)
可以是180 90 60 等
仅用一个扇形磁场，实 际上是处于扇形磁场中 的真空扇形容器，因而 也称为磁扇形分析器
优点
四级杆质量分析器是一种无磁 分析器，体积小，重量轻，操 作方便，扫描速度快，分辨率 较高，适用于色谱—质谱联用 仪器。
应用
四极杆质谱计是目前最成熟、应用最广泛的小型质谱计 之一。在气相色谱-质谱( GC/MS)和液相色谱-质谱(LC/MS) 联用仪中,四极杆是最常用的质量分析器之一。在研究级应 用中,常涉及质谱仪器多级串联系统MSn,而四极杆质谱计则是 MSn 实验中最常用的质谱计类型之一；例如：三级四极杆串 联质谱。
样品导入
喷雾室 - 样品雾化 毛细管，四极预杆 ，离子化，去溶剂 –传输离子，从大气压到高
真空状态
一级四极杆 – 过滤母离子
真空泵 – 双阶分子涡轮泵
检测器 –
三级四极杆–
检测离子，产生质谱信号 过滤子离子
二级四极杆 – Ar碰撞诱导解离母离子
Thank you!
特点：
① 傅立叶变换质谱计的分辨率极高，远远超过其它质谱计。在 m=1000u时，商品仪器的分辨率可超过 1106 ；
② 可完成多级（时间上）串联质谱的操作，由于它可提供高分 辨的数据，因而信息量更丰富；
③ 一般采用外电离源，可采用各种电离方式，便于与色谱仪联 机；
④ 灵敏度高、质量范围宽、速度快、性能可靠等。