一、应用背景

之前H/FQZ-91型潜用质谱仪是由中国航天员中心为海军研制的，专门检测潜艇中空气质量；还有也应用于空间站微量气体检测系统，保障航天员能够长时生存。

气相色谱依据色谱峰的保留时间和峰面积进行定性和定量分析，具有高效的分离能力和高灵敏度，但定性无法绝对准确，组分的确定经常模糊或者无法识别，比如同分异构体。

质谱法则相反，单一组分进入质谱检测器，通过对质谱图的分析，能够准确辨别该物质甚至是其分子结构，具有定性专属性强，检测快速准确。但效率低，而且显然对混合物检测不利。

而气相色谱质谱联用法，恰到好处的解决这一问题。色谱法作为进样系统，对样品分离，控制质谱进样量。质谱法担当检测系统，检测离子质量，准确定性定量分析。

二、工作原理

根据样品中各组分的沸点差异汽化后，由载气先后带入色谱柱，通过与固定相间的亲合力不同进一步分离，然后通过接口模块，各组分在电离作用下电离成分子离子或者分子碎片，再经过四级杆离子分离系统，使单一成分通过检测器形成质谱图。依据相应的谱库检索得出保留时间相对应的质荷比信息，即定性分析。再对照标准曲线计算相对强度下的浓度，即定量分析。

三、仪器的组成结构

主体结构分为以下几个系统：

1、气路系统：气源的储备（钢瓶或者气体发生器）、气路的控制包括减压阀、稳压阀、稳流阀、转子流量计以及EPC系统（电子压力和流量传感器）

1、进样系统：散热帽，导向垫，玻璃内衬管，柱接头（进样口与色谱柱接头以及检测器与色谱柱接头）

1、柱系统：柱箱，色谱柱，连接头

色谱柱

色谱柱由固定液和柱填料组成，通过与载气气流相互反应达到分离效果，选择合适的内径，膜厚，长度对试验结果很大的影响。

4、检测系统：

1）EI离子源，

离子源原理图

电子轰击离子化(electron impact ionization，EI)EI是最常用的一种离子源，有机分子被一束电子流(能量一般为70eV)轰击，失去一个外层电子，形成带正电荷的分子离子(M+)，M+进一步碎裂成各种碎片离子、中性离子或游离基，在电场作用下，正离子被加速、聚焦、进入质量分析器分析

2）四级杆分析器，

四级杆原理图

由四根平行圆柱形电极组成，电极分为两组，分别加上直流电压和一定频率的交流电压。样品离子沿电极间轴向进入电场后，在极性相反的电极间振荡，只有质荷比在某个范围的离子才能通过四极杆，到达检测器，其余离子因振幅过大与电极碰撞，放电中和后被抽走。因此，改变电压或频率，可使不同质荷比的离子依次到达检测器，被分离检测。

3）电子倍增器，

由四极杆分析器出来的离子打到高能打拿极上产生电子，电子经电子倍增器产生电信号，记录不同离子的信号即得质谱。信号增益与倍增器电压有关，提高倍增器电压可以提高灵敏度，但同时会降低倍增器的寿命，因此，应该在保证仪器灵敏度的情况下采用尽量低的倍增器电压。

4）真空系统（涡轮分子泵），保证离子在离子源和分析器正常运行，消减不必要的离子碰撞，散射效应，复合反应和离子-分子反应，因此，质谱仪的离子源和分析器都必须处在优于10-5 mbar的真空中才能工作。

5、数据处理系统和控制系统：

1）按键箱，配置和设置色谱柱、柱箱温度

2）化学工作站，根据接收到的电信号，积分出质谱图。利用谱库，准确检索目标分析物，得出分析物相关成分的结构式以及浓度。例如下图

某成分的分析物质谱图

质谱图的横坐标是质荷比m/z ，纵坐标是各离子的相对强度。

四、发展前景  

广泛应用于环保行业、电子行业、纺织品行业、石油化工、香精香料行业、医药行业、农业及食品安全等领域；环境中有机污染物分析(空气、水质、土壤中污染分析)；农残、兽残、药残分析，香精香料香气成分分析；纺织品行业中的有害物质检测。