辉光放电质谱仪及其结构特点

辉光放电质谱仪（图2．1）主要由离子源、静电场分析仪、磁场分析仪、检测器等核心部件组成。其他部件还包括一些辅助系统，如进样系统、真空系统、离子光学系统、离子传输系统、电学系统和数据采集控制系统等。为了降低仪器背景值与干扰、达到提高分析灵敏度的目的，质谱分析器通常要求具有较高的真空度。辉光放电质谱的三个主要区域的真空度大致为：前级真空为10－3Pa左右、离子源约为10－6Pa、分析器区约为10－7Pa。离子光学系统由一系列施加不同电压的金属电极构成离子透镜组，保证离子有效地通过不同压力的区域，同时还用来限制离子束进入分析器前具有一定的能量范围。新型的辉光放电质谱仪器中，质量分析器前后会采用六级杆，主要用于传输离子与聚焦离子束。

图2．1 GD 90型GD-MS仪器图(www.xing528.com)

20世纪30年代早期，辉光放电装置开始应用于质谱研究中。20世纪80年代，商品化的辉光放电质谱仪问世，并成为替代真空火化源质谱的分析技术。最早商品化的辉光放电质谱仪由英国VGIsotope为公司（后改名为Thermo Elemental）生产，常规质量分辨率为4000，最高可达到10000。近年来，随着新材料产业的蓬勃发展及快速准确表征的需求，无机质谱技术也随之迅速发展，美国赛默飞世公司（Thermofisher）、英国质谱公司（Mass Spectrometry Instruments Ltd．，MSI）与英国Nu等仪器公司相继推出了新型辉光放电质谱：Element GD型高分辨辉光放电质谱、Autoconcept GD 90型高分辨射频辉光放电质谱和Nu Astrum型高分辨辉光放电质谱。本章以英国MSI公司生产的Autoconcept GD 90型辉光放电质谱仪为例，介绍仪器各个部件的结构特点（图2．2）。