质谱分析法是分子在离子源接受能量(如电子流轰击气态样品分子)，把样品分子电离成离子，受到轰击的分子，除形成分子离子外，还有多余能量可导致化学键断裂，形成许多碎片，然后利用不同离子在电场或磁场中运动行为的不同，把离子按质荷比(m/z)分开而得到质谱图，通过样品的质谱图和相关断裂规律，可以得到样品的相对分子量及分子结构信息。图11-1为苯乙酮的质谱图。在图中横坐标表示质荷比(m/z)，纵坐标表示峰的相对强度或相对丰度。纵坐标中最强的离子峰(也称基峰)的峰高作为100%，而以对它的百分比来表示其它离子峰的强度。

图11-1 苯乙酮的EI源质谱图

一、质谱的发展史

从J.J.Thomson制成第一台质谱仪，至今已有百余年，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，20世纪40年代以后开始用于有机物分析，60年代出现了气相色谱一质谱联用仪，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。计算机的发展又使质谱分析法发生了极大变化，使其技术更加成熟，使用更加方便。80年代以后，一些新的质谱技术的出现，如快原子轰击电离源、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一质谱联用仪、傅里叶变换质谱仪、电感耦合等离子体质谱仪等新的电离技术和新的质谱仪，使质谱分析技术又取得了长足进展。目前，质谱分析法，尤其是色谱质谱联用技术已广泛应用于化学、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。

二、质谱仪的分类

质谱仪种类非常多，工作原理和应用范围也有很大的不同。从应用角度，质谱仪可以分为有机质谱仪、无机质谱仪、同位素质谱仪和气体分析质谱仪。

(1)有机质谱仪由于应用特点不同又分为：

①气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)在这类仪器中，由于质谱仪工作原理不同，又有气相色谱-四极杆质谱仪、气相色谱-飞行时间质谱仪、气相色谱-离子阱质谱仪等。

②液相色谱-质谱联用仪(LC-MS)同样，有液相色谱-四极杆质谱仪、液相色谱-离子阱质谱仪、液相色谱-飞行时间质谱仪，以及各种各样的液相色谱-质谱-质谱联用仪。

③其它有机质谱仪主要有：基质辅助激光解吸飞行时间质谱仪(MALDI-TOFMS)、傅里叶变换质谱仪(FT-MS)等。

(2)无机质谱仪包括：火花源双聚焦质谱仪、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)、二次离子质谱仪(SIMS)。

(3)同位素质谱仪。

(4)气体分析质谱仪主要有呼气质谱仪、氦质谱检漏仪等。

在以上各类质谱仪中，数量最多、用途最广的是有机质谱仪。

除上述分类外，还可以根据质谱仪所用的质量分析器，把质谱仪分为双聚焦质谱仪、四极杆质谱仪、飞行时间质谱仪、离子阱质谱仪、傅里叶变换质谱仪等。

三、质谱分析法的特点

(1)质谱法能提供有机样品的精确分子量、元素组成及结构信息。

(2)样品用量少，灵敏度高，分析速度快。