13.4.2.3质量分析器

能将离子源中生成的各种正离子按质量大小分离的部件称为离子分离器，又称为质量分离器。各类质谱仪的主要差别在于质量分析器。

质量分析器可分为静态和动态两类。

(1)静态分析器

静态分析器采用稳定不变的电磁场，按照空间位置把不同质荷比的离子分开，单聚焦和双聚焦磁场分析器属于这一类。

单聚焦质量分析器由电磁铁组成，两个磁极由铁芯弯曲而成，磁极间隙尽量减小，磁极面一般呈半圆形(图13-29)或扇形(图13-30)。在离子源a中产生的离子被施于b板上的可变电位所加速，经由狭缝S₁进入磁场的磁极间隙，受到磁场H的作用而作弧形运动，各种离子运动的半径与离子的质量有关，因此磁场即把不同质量的离子按m/z值的大小顺序分成不同的离子束，这就是磁场引起的质量色散作用。同时磁场对能量、质量相同而进入磁场时方向不同的离子还起着方向聚焦的作用，但不能对不同能量的离子实现聚焦，因而这种仪器称为单聚焦仪器。

图13-29 180^o磁偏转分析器

图13-30 扇形磁偏转分析器

双聚焦质量分析器在离子源和磁场之间加入一个静电场(称为静电分析器)，如图13-31所示。具有这类质量分析器的质谱仪可同时实现方向聚焦和能量聚焦，故称为双聚焦质谱仪，它具有较高的分辨率。

图13-31 双聚焦质量分析器示意图

(2)动态分析器

动态分析器采用变化的电磁场，按照时间或空间来区分质量不同的离子，属于这一类的有飞行时间质谱仪、四极滤质器等。

飞行时间质谱仪的质量分析器的工作原理是：获得相同能量的离子在无场的空间漂移，不同质量的离子，其速度不同，行经同一距离之后到达收集器的时间也不同，从而可以得到分离。仪器的构造见图13-32。

图13-32 飞行时间质量分析器示意图

四极滤质器由四个筒形电极组成，对角电极相连接构成两组，如图13-33所示。

图13-33 四极滤质器示意图

13.4.2.4检测器

质谱仪中的检测器为接收离子束并将其转换为可读出信号的装置。最常用的有电子倍增管、法拉第筒及微通道板等。这里主要介绍电子倍增器，与光电倍增管类似，电子倍增器由阴极、倍增极与阳极组成，如图13-34所示。当离子轰击电子倍增器的阴极时，发射出二次电子，此二次电子被后续的一系列倍增极放大，与光电倍增管类似，最后到达阳极。

图13-34 电子倍增器工作原理
C-阴极(铜铍合金);D-倍增极(铜铍合金);A-阳极，金属网

相关链接：质谱仪（一）

文章来源：《分析化学分析方法的原理及应用研究》

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