質譜儀

質譜儀 (Mass Ｓpectrometry)
臺中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

所謂的質譜儀，是一種能夠判別樣品的元素組成或分子的分析儀器，其原理主要是利用離子之荷質比的不同，加以分離各個離子，並測量其分子量。
下圖為質譜儀之簡易構造圖。

質譜儀之構造主要分成五個部份:樣品導入系統、離子源(ion source)、質量分析器(mass analyzer)、偵測器(detector)、質量處理系統(data analysis)。首先，我們利用導入系統將樣品導入，這些樣品會在離子源的地方產生電離，被分解成離子態，再藉由電場加速正離子之運動(電場方向會決定打出去的離子是帶正電或負電，在此，我們利用的是正離子)，使正離子變成離子束，打向質量分析器，而分析器處設有一個磁場，這些正離子在磁場中會受到垂直速度方向的磁力影響，因為荷質比的不同，造成之磁力便會不同，因此，各個正離子會根據不同磁力所造成的軌跡前進，接著撞擊在偵測器上，當離子撞擊偵測器時，連接著偵測器的電線會提供電子，用以中和離子使其恢復電中性，這些電子在電線上不斷移動，使電線產生電流，最後，質量處理系統根據這些電流大小進行分析，便可知道分離出來的粒子為何了。

質譜儀也可以用來說明化合物的分子結構，如縮氨酸(peptides)等等，根據質譜儀我們可以知道化合物的分子量及其元素，藉此便能了解分子的結構。

質譜儀可以分析樣品的分子量範圍非常廣，分子量非常小的氫氣或如蛋白質分子等聚合物，都可藉由質譜儀分析，且靈敏度非常高，分析速度也快。例如，具有高解析度的傅利葉轉換式質譜儀(Fourier-transfer mass spectrometry)可用來測量工廠排放出的廢氣中，戴奧辛含量的多寡。其他用途像分析食品是否合格、分析尿液的成分判斷是否有吸毒等、用途非常廣，因此在化學、藥品、環境科學等領域中，質譜儀都是非常重要的分析儀器。

參考資料
http://en.wikipedia.org/wiki/Mass_spectrometry