技術(shù)文章
一、質(zhì)量范圍
質(zhì)量范圍是質(zhì)譜儀所能測定離子質(zhì)荷比的離子質(zhì)量范圍。不同用途質(zhì)譜儀器的質(zhì)量范圍相差很大,穩(wěn)定同位素氣體質(zhì)譜儀的質(zhì)量范圍通常在1~200之間;固體質(zhì)譜儀的質(zhì)量范圍大都在3~380之間;有機(jī)質(zhì)譜儀的質(zhì)量范圍從幾千到幾萬不等,甚至更高。現(xiàn)在質(zhì)譜分析中質(zhì)量范圍大的質(zhì)譜儀是基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時(shí)間質(zhì)譜儀該種儀器測定的分子質(zhì)量可高達(dá)10000以上(質(zhì)荷比啊啊:m/z,質(zhì)量單位:amu或u,Da或D)
二、分辨本領(lǐng)
分辨本領(lǐng)又稱分辨率(resolution ratio)定義為質(zhì)譜儀可分辨相鄰兩個(gè)質(zhì)譜峰的能力,廣義以R=M△M來度量M為可分辨兩個(gè)質(zhì)譜峰的質(zhì)量平均值:△M為可分辨的兩個(gè)質(zhì)譜峰的質(zhì)量差。實(shí)際上,可分辨的兩個(gè)質(zhì)譜峰允許有一定重疊,使用時(shí)應(yīng)注明重疊程度。通常用兩峰間的峰谷高度為峰高的5%或10%測量分辨率,即分辨率記為R5%或R10%,用下式計(jì)算:
R10%=M/△M ×a/b
式中,a為相鄰兩峰的中心距;b為峰高10%處的峰寬;M=(M1+M2)2,為兩個(gè)質(zhì)譜峰的質(zhì)量平均值;△M=M2-M1,為兩個(gè)峰質(zhì)量的差值
分辨率定義示意見圖1
圖1 分辨率定義示意圖
三、靈敏度
同位素質(zhì)譜儀的靈敏度通常用原子/離子的轉(zhuǎn)換效率來定義,即用接收器接收到的離子數(shù)去除以進(jìn)入離子源的樣品原子總數(shù)之比的百分?jǐn)?shù)。靈敏度取決于離子源的電離效率和離子在離子源、分析器的傳輸效率和接收器的接收效率。
四、豐度靈敏度
豐度靈敏度是質(zhì)譜儀器的一個(gè)重要性能指標(biāo)其定義為:質(zhì)量為M的離子峰AM與它在質(zhì)量數(shù)[M+1]位置,或質(zhì)量數(shù)[M-1]位置的離子拖尾峰Am+1、Am-1之比的倒數(shù),即AM+1/AM和AM-1/AM豐度靈敏度反映儀器聚焦性能、分辨率,也與測量時(shí)的真空度狀態(tài)相關(guān)。
拖尾峰主要由強(qiáng)峰離子與管道縫隙或管道內(nèi)殘存的氣體發(fā)生非彈性或彈性碰撞,導(dǎo)致離子散射或電荷轉(zhuǎn)移形成的帶電離子和非帶電粒子組成。
提高豐度靈敏度的主要原則是:降低離子在傳輸過程中彈性、非彈性碰撞的概率,阻滯散射離子進(jìn)入接收器。
通過改善測量時(shí)的真空環(huán)境,減少離子與管道內(nèi)殘存氣體碰撞概率;使用具有質(zhì)量、能量雙聚焦功能的分析器,及采用不同類型阻滯透鏡優(yōu)化離子傳輸,可提高同位素質(zhì)譜儀的豐度靈敏度。
五、精密度和準(zhǔn)確度
精密度(或稱精度)定義為在規(guī)定條件下所獲得的獨(dú)立測量結(jié)果之間的一致程度。單次進(jìn)樣測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差稱為內(nèi)精度;重復(fù)進(jìn)樣測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差稱為外精度。內(nèi)精度主要反映儀器性能,外精度由儀器性能和施加的測量條件決定。外精度通常大于內(nèi)精度。
準(zhǔn)確度指測量結(jié)果與被測量真值或約定真值間的一致程度。
隨著真空、材料、電子學(xué)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,越來越多的新技術(shù)被用在質(zhì)譜儀器上,使得質(zhì)譜儀的各項(xiàng)性能指標(biāo)都取得了顯著提高。提供的測試數(shù)據(jù)在國民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行過程中發(fā)揮著不可替代作用。今大,尤其是一些新方法在新一代的質(zhì)譜儀上得以實(shí)現(xiàn),如原位微區(qū)分析方法,對解決地礦、環(huán)境、生化、核裂變產(chǎn)物和宇宙空間的稀有樣品分析具有更加特殊的意義。
在現(xiàn)在分析領(lǐng)域中,質(zhì)譜儀器有著不可替代的作用。但由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,儀器制造成本高,同樣限制了它的使用范圍。因此發(fā)展小型及便攜的質(zhì)譜儀器和發(fā)展有更高性能指標(biāo)的大型質(zhì)譜儀器同樣重要。