无机质谱仪主要用于无机元素的微量分析和同位素分析。
它分为火花源质谱仪,离子探针质谱仪,激光探针质谱仪,辉光放电质谱仪,电感耦合等离子体质谱仪。
火花源质谱仪不仅可以对固体样品进行固体分析,还可以进行表面和逐层分析甚至液体分析;用于表面和深度分析的激光探针质谱仪;高分辨率辉光放电质谱仪,高灵敏度高精度分析,应用范围包括元素周期表中的大部分元素,分析速度快,便于实体分析;电感耦合等离子体质谱,光谱易于识别,灵敏度和测量精度高。
(1)分辨率两个相邻质谱峰之一的质量与两者质量之差的比值被指定为仪器的分辨率,用R表示。
两个相邻峰的质量为M1分别为两个峰值的质量之差ΔM,则分辨率R = M2(或1)/ M2-M1 = M /ΔM(1),例如M1 = 500,M2 = 501,两个峰完全分离,则R = 500 / 501-500 = 500如果M1 = 500.0,M2 = 500.1,则R = 500.0 / 500.1-500.0 = 5,000如果M1 = 500.00,M2 = 500.01,则R = 500.01- 500.00 = 50,000也就是说,当仪器的分辨率为500时,只能分离具有不同整数位的相邻两个峰值。
当分辨率为5,000时,相邻的分辨率可以用0.1原子质量单位分开。
两个山峰;分辨率为50,000,质量精度可达0.01。
显然,当使用分辨率为50,000的仪器测量质量接近200的两个峰时,质量的准确度更高。
这可以通过代入(1):50,000 = 200 /ΔM,ΔM= 200 / 50,000 = 0.004来计算,这可以完全分离200.00和200.004的两个峰值,但是当使用相同的分辨率时,仪器测量质量附近的两个峰值1000,质量精度降低到ΔM= 1,000 / 50,000 = 0.02,虽然它精确到小数点后第二位,但最高只能精确到0.02原子质量单位(amu)。
双焦磁性质谱仪的分辨率为10,000-100,000。
傅立叶变换离子回旋共振质谱仪的分辨率可达到1000,000。
(2)灵敏度绝对灵敏度是指仪器可以检测的最小样品量(必要时指定相应的信噪比);相对灵敏度是指可以通过仪器同时测量的大组件和小组件的含量,常用1×10 -6表示。
最新的基质辅助激光解吸飞行时间质谱仪的灵敏度为10-15-10-18。
(3)精度是指质谱的测量值(质量,同位素比或化学组成)与理论值的偏差。
最新的四极杆飞行时间质谱仪质量精度高达5ppm。
傅里叶变换离子回旋共振质谱仪的质量精度高达1ppm。
(4)质谱仪可以测量的原子质量(分子量)范围。
单位是Da。
最新的基质辅助激光解吸飞行时间质谱仪质量范围高达400,000 Da。
(5)分子离子有机化合物分子在被外来电子撞击后失去大部分电子,这使得分子带正电荷,这种带正电的粒子称为分子离子。
分子离子用于测定化合物的分子量。
(6)碎片离子当冲击电子能量高并且超过分子本身电离所需的能量时,部分,大部分或全部分子离子被裂解,并且产生的分子碎片也可带正电荷。
这是碎片离子。
片段离子用于确定化合物的结构。
无机质谱仪广泛应用于地质,矿物学,地球化学,核工业,材料科学,环境科学,医疗卫生,食品化学,石油化工,空间技术和公共安全等特殊领域。