艾默生质谱仪专用UPS电源    

质谱仪，望文生义就是用来检测原子或许分子质量的一种科学仪器，这种仪器浅显的说就如同是体重称称的是微观世界里的粒子的体重。可是，微观世界里发作的事情比宏观世界要杂乱一些。

在宏观世界里，假如一个女生想要知道自己的体重，她能够直接站在体重秤上，就会得到她的遭到的重力(其实是质量)。这里边其实是使用的是地球的万有引力，一个50千克的人会遭到490牛顿的重力，所以能够经过重力的巨细换算出质量来。

可是，在微观世界，由于原子或许分子的质量很小，万有引力(它的大部分发生重力)又是世界中最弱的力，所以人类还无法测出原子遭到地球的万有引力的巨细(丈量误差比较大，并且不容易把微观粒子的重力换算成质量，由于这需求考虑广义相对论效应)，因而，人类不能象女生称体重那样经过重力的办法来丈量原子或许分子的质量，而需求另辟蹊径，这就是质谱仪的来历。

一般盛行的质谱仪，其体积都很大，价格也十分贵重，动辄需求几百万人民币才干买一台。

质谱仪的品种

徐伟教师通知蝌蚪君，质谱仪分为许多品种，都不是使用万有引力，而是使用电磁力或许其他别的物理效应来进行质量丈量的。

一般来说，质谱仪依照它的称重办法不同，能够分为磁质谱、四极杆、离子阱、飞行时刻质谱与轨迹阱等不同的品种。

磁质谱使用的是磁场对离子的拐弯作用来进行离子质量检测的，不同质量的离子的拐弯半径并不相同。这就如同在校园操场的跑道上，内圈与外圈的拐弯半径是不相同的，不同不同的跑道能够对应不同的赛跑选手。

四极杆质谱使用的是射频电场对离子的参数共振的作用来挑选出各种不同质量的离子，有点象是在荡秋千的过程中把人从秋千上振下来。

离子阱质谱的原理与四极秆是相同的，只不过离子阱能够在空间体积上做得更小一些。

飞行时刻质谱是经过在同一电场中，不同质量的离子跑动速度不相同来分辨出各个不同的离子这就如同轿车与飞机的速度是不相同的，所以咱们能够赶快度上分辨出轿车与飞机的质量是不同的。

轨迹阱使用的原理是不同质量的离子在轨迹阱的电场中振动的频率不相同，这就如同是不同摆长的单摆，经过单摆的频率不同，咱们能够反推出各个不同的单摆。

在我国已经有一些大学与企业正在研讨开发各品种型的质谱仪，都是一群年轻人奋战在第一线。徐伟教师的实验室首要是集中精力研讨开发离子阱质谱仪。

离子阱质谱仪的内部结构是由四块相对放置的带电电极组成，就如同是一个小房子，离子在那个小房子里不断运动，其质量被测出来有点象是一个监狱里的囚犯，不断在牢笼里跑来跑去的姿态。

离子阱质谱仪示意图

离子阱质谱仪的使用规划很广。

徐伟说：它的使用场合许多，比方医院的新生儿筛查，就能够用;比方一个当地发作了炸药爆破，用质谱仪能够分分出这个炸药是什么品种的，是怎么组成出来的，然后断定这个炸药的来历;再比方瘦肉精的检测这些，与食品安全相关的，质谱仪都是能够做的。

现在正在做放在空间站上的质谱仪

在上个世纪60年代，美国航天局与欧洲航天局开始把质谱仪放到了太空的卫星里用来检测太空中的各种有机物。在我国，徐伟教师也正在与我国科学院某个研讨所协作放在空间站的质谱仪器。

关于放在太空中的质谱仪，蝌蚪君也是十分好奇。

蝌蚪君：咱们国家现在有把质谱仪放到卫星上吗?

徐伟：有一个，放在盘绕月球的卫星上了，是一个磁质谱。现在咱们正在协作做小型的离子阱质谱，将来也会放到空间站上去。

蝌蚪君：您说到的那个放到绕月卫星上质谱仪首要是用来测什么?

徐伟：它首要用来测氦3，这是一种核聚变的原料。月球上的氦3比较丰富，在月球外表扬起的尘埃中也有氦3，能够用质谱仪测出它的含量有多少。

还有测神经毒气的质谱仪

徐伟教授还说到，在纽约的地铁站有测神经毒气的质谱仪，这关于反恐是很重要的设备。但现在在北京的地铁站，还没有测神经毒气一类的质谱设备，在我国的地铁安检中多数选用的是灵敏度低一些的光谱仪或许离子迁移谱的办法。

为什么质谱仪没有在地铁安检中大规划推行开来呢?原因有两个，首先是检测的时刻稍长，其次是仪器整机太大，价格太贵重。

徐伟：假如咱们能把质谱仪做成低成本与小型的，那么也许能够在各个地铁站遍及这种小型质谱仪，也能够用来检测各种神经毒气以及其他的危化品。

蝌蚪君：你们现在做的小型质谱仪大约有多大?

徐伟：现在做到的分量是6公斤，体积大约比一个台式电脑的机箱小一些吧。假如质谱仪能够做得象手机那样大，那么必定会有更多人来使用它!

研讨开发质谱仪有什么困难?

尽管质谱仪用途很广用途很大，但开宣布一款便利有用的仪器并非易事。徐伟教师的在读研讨生郭丹给蝌蚪君介绍说，开发一款质谱仪，一般一开始是做理论研讨与数值模仿，徐教师的研讨组有自己开发的模仿离子在质谱仪中运动的模仿软件，经过模仿以后，再进行机械结构与电路设计，然后就是收购相关的资料进行加工与组装，最后才是进行整机功能的测验。

而整个流程中，最困难的就是我国国内的资料以及机械加工水平的限制，比方像轨迹阱这样的具有不规则几许形状的电极，国内的机床还加工不出来。

徐教师也说到，他期望国家能继续加大对质谱仪这种高端科学仪器的支撑，尽管现在科技部等政府部门有一些重大科学仪器开发专项的支撑，但质谱仪的研讨与开发还需求更长时刻更大力度的支撑。我国人在1970-1980年代从前做过质谱仪，其时国家还不殷实，支撑力度不行，最后整个研讨队伍仍是散了。所以徐教师更期待到了21世纪的今日，做质谱仪的我国人这支队伍能在国家的支撑下不断获得前进，茁壮成长。

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