仪器仪表
质谱仪发展历程分析
发布时间：2012-09-04
（一）质谱仪概述
质谱仪以离子源、质量分析器和离子检测器为核心。离子源是使试样分子在高真空条件下离子化的装置。电离后的分子因接受了过多的能量会进一步碎裂成较小质量的多种碎片离子和中性粒子。它们在加速电场作用下获取具有相同能量的平均动能而进入质量分析器。质量分析器是将同时进入其中的不同质量的离子，按质荷比m/e大小分离的装置。分离后的离子依次进入离子检测器，采集放大离子信号，经计算机处理，绘制成质谱图。离子源、质量分析器和离子检测器都各有多种类型。质谱仪按应用范围分为同位素质谱仪、无机质谱仪和有机质谱仪；按分辨本领分为高分辨、中分辨和低分辨质谱仪；按工作原理分为静态仪器和动态仪器。
（二）质谱仪发展历程
质谱仪的发展对于人类工业发展有着重大的意义，如同以往任何的工业技术一样，质谱仪的发展也经历过艰辛的发展和演变过程。
第一台质谱仪是英国科学家弗朗西斯?阿斯顿于1919年制成的，到现在已有近90年了，早期的质谱仪主要是用来进行同位素测定和无机元素分析；十世纪四十年代以后开始用于有机物分析；六十年代出现了气相色谱-质谱联用仪，使质谱仪的应用领域大大扩展，开始成为有机物分析的重要仪器。计算机的应用又使质谱分析法发生了飞跃变化，使其技术更加成熟，使用更加方便。八十年代以后又出现了一些新的质谱技术，如快原子轰击电离子源，基质辅助激光解吸电离源，电喷雾电离源，大气压化学电离源，以及随之而来的比较成熟的液相色谱-质谱联用仪，感应耦合等离子体质谱仪，富立叶变换质谱仪等。这些新的电离技术和新的质谱仪使质谱分析又取得了长足进展。目前质谱分析法已广泛地应用于化学、化工、材料、环境、地质、能源、药物、刑侦、生命科学、运动医学等各个领域。
1885年W.Wien在电场和磁场中实现了正粒子束的偏转。
1912年J.J.Thompson使用磁偏仪证明氖有相对质量20和22的两种同位素存在。
最初的精密仪器由在1918年J.Dempster和F.W.Aston在1919年制作的，用于测量某些同位素的相对丰度。这也是世界上第一台质谱仪器。
从30年代起，离子光学理论的逐步发展，使得仪器性能在很大程度上得到改善，为精确测定相对原子质量奠定了基础。其中，Mattauch和R.Herzog在1935年首先阐述了双聚焦理论，做出了卓越贡献，1935年，Mattauch根据这一理论制成了双聚焦质谱仪。
1934年丹普斯特首先证明了火花离子源用于质谱分析的可能性，并通过实验证明其灵敏度更高，适用性更广。1951年Gorman等首先采用电测法来记录波动性大的火花质谱，并用样品证明了此法的可靠性。1957年英国联电科学仪器公司（AEI）生产了第一台商售的马陶赫-赫佐格型双聚焦质谱仪。自此，世界各国竞相发展质谱仪。经过近百年来的漫长发展，质谱仪在世界工业史上正绽放着它的光辉。
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