在線質(zhì)譜儀如何定量分析

2025-07-23 16:25

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質(zhì)譜定量分析（計算分壓）

分壓是指氣體混合物中某一特定組分的壓力值。根據(jù)道爾頓定律，所有分壓之和等于總壓力。分壓分析儀的設計原理是：質(zhì)譜圖中峰的高度與產(chǎn)生該峰的離子數(shù)量成正比。在特定操作壓力范圍內(nèi)，產(chǎn)生的離子數(shù)量大致與該物質(zhì)的分壓成正比。因此，峰的高度與產(chǎn)生該峰的物質(zhì)分壓成正比。公式[4]展示了通過測量質(zhì)量b處的離子電流來測定物質(zhì)a的分壓關(guān)系：

PPa =物質(zhì)a的分壓；

Kab =物質(zhì)a在質(zhì)量b處的峰比例常數(shù)；

Iab =物質(zhì)a在質(zhì)量b處的離子電流。

比例常數(shù)（Kab）取決于被檢測物質(zhì)的性質(zhì)以及分壓分析儀的特性。物質(zhì)相關(guān)部分稱為材料因子（Mab），而儀器相關(guān)部分稱為分析因子（Ab），主要取決于離子質(zhì)量(b)。因此，原始方程[4]可重新表述如下：

材料因子（Mab）取決于特定物質(zhì)的碎片化模式、參考氣體（通常為氮氣）的碎片化模式，以及該物質(zhì)相對于相同參考氣體的電離難易程度。其關(guān)系如方程式[6]所示：

物質(zhì)(a)在質(zhì)量(b)處的碎片化因子為（FFab），其數(shù)值等于該物質(zhì)中所有具有質(zhì)量(b)的離子總電流所占的比例。相對于氮氣（即XFN =1)而言，物質(zhì)(a)的電離概率為（XFa），即在相同真實分壓條件下，物質(zhì)(a)所有質(zhì)量離子總電流與氮氣(N)總離子電流的比值。這兩個碎片化因子和電離概率都與電離電子能量密切相關(guān)。若無法準確獲取特定分析儀條件下的這些參數(shù)，可參考其他已知條件下的已發(fā)表數(shù)據(jù)進行近似估算，通常只會導致精度略有下降。

碎片化因子可通過通用參考文獻中的碎片化模式進行計算。下表列出了部分選定物質(zhì)主要峰的碎片化因子（FF）。

注：實際碎片化因子會因電離器、電子能量和質(zhì)量過濾器的轉(zhuǎn)動而發(fā)生顯著變化。為獲得最佳精度，應在與分析所用相同的儀器下，在相同的調(diào)節(jié)條件下測量碎片化因子。

電離概率因子可通過替換各種氣體的相對離子計靈敏度進行近似計算，下表列出了常見氣體的相對離子計靈敏度。

提示：實際電離概率會因電離裝置和電子能量的不同而產(chǎn)生顯著差異。為獲得最佳測量精度，建議使用熱陰極電離計（已校準適用于氮氣）在已知壓力條件下監(jiān)測目標物質(zhì)的相對電離概率。通過將電離計讀數(shù)與已知真實壓力進行比值計算即可得出相對電離概率。若需確定真實壓力，可選用氣體種類無關(guān)型電離計（如電容式壓力計），或具有已知靈敏度系數(shù)的電離計（如旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子電離計）。

分析儀系數(shù)Ab取決于分析儀的透射和檢測特性、EM增益（如果分析儀配備的話）以及基本靈敏度。（參見方程式[7]。）

質(zhì)量過濾器在質(zhì)量b處的傳輸因子為（TFb）。該因子表示質(zhì)量b離子通過過濾器的比例，相對于質(zhì)量28的氮離子而言。理論上，傳輸因子等于28除以離子b的質(zhì)量。法拉第杯檢測器的檢測因子（DFab）恒定為1。對于電子倍增器（EM），其檢測因子取決于離子質(zhì)量和化學性質(zhì)，并以氮氣作為基準氣體進行測量。通常情況下，隨著離子質(zhì)量的增加，電磁檢測因子會逐漸降低。