一、質譜的基本原理  

質譜是一種通過測量離子的質量-電荷比（m/z，mass-to-charge ratio）來分析樣品成分的技術。它的基本過程包括三個主要步驟：離子化、離子分離和離子檢測。

1. 離子化

樣品首先需要轉化為帶電離子，因為質譜技術是基于離子行為進行分析。

常見的離子化方法包括：

- 電子轟擊離子化（EI）：將樣品分子與高能電子碰撞，使分子電離并產生碎片。這是質譜分析中經典的方法，適用于小分子。

- 電噴霧離子化（ESI）：通過噴射液體樣品并在電場下使其帶電，適用于生物分子（如蛋白質、核酸）的分析。

- 化學電離（CI）：通過引入氣體分子與樣品分子反應產生離子。與電子轟擊相比，化學電離產生的離子較少碎裂。

2. 離子分離

在離子化后，生成的帶電粒子被送入質譜分析器。質譜分析器的作用是根據離子的質量-電荷比（m/z）將不同的離子分開。

常見的質譜分析器有：

- 四極桿質譜：通過四極電場控制離子的穩定性，實現對特定m/z值的選擇性過濾。

- 飛行時間質譜：通過測量離子飛行的時間來確定其m/z。較小的離子較快到達檢測器，較大的離子較慢。

- 離子阱質譜：通過捕捉離子并逐步釋放它們進行分析，能夠進行多級質譜分析。

3. 離子檢測

分離后的離子會被送到檢測器，常見的檢測方法是電子倍增器，它通過產生多個電子放大離子的信號。之后，質譜儀將生成質譜圖，該圖記錄了每種離子的強度和其對應的m/z值。

  二、常見的質譜技術  

1. GC-MS（氣相色譜-質譜聯用）

- 原理：氣相色譜（GC）用于將復雜樣品分離，分離后的組分進入質譜儀進行分析。適用于分析揮發性和半揮發性的有-機化合物。

- 應用：環境監測、食品安全等領域。

2. LC-MS（液相色譜-質譜聯用）

- 原理：液相色譜（LC）用于分離樣品，分離后的組分進入質譜分析。液相色譜不要求樣品須是揮發性的，因此能夠處理更廣泛的化合物。

- 應用：生物分析、代謝組學、蛋白質組學、代謝研究等。

3. ICP-MS（電感耦合等離子體質譜）

- 原理：ICP源通過將樣品引入高溫等離子體，使其電離。然后，生成的離子通過質譜分析器進行分析，適用于痕量元素的分析。

- 應用：環境監測、地質樣品分析、食品安全等。

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