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质谱仪是一种通过测量离子质荷比（质量-电荷比，m/z）来分析物质成分与结构的高精度科学仪器，广泛应用于化学、生物、医学、环境监测及工业分析等领域。其核心原理基于带电粒子在电磁场中的偏转特性——不同质量的离子在电场或磁场中运动轨迹不同，通过分离和检测这些离子，可确定物质的分子量、元素组成及结构信息。
质谱仪的基本结构包括进样系统、离子源、质量分析器、离子检测器、真空系统及数据处理系统。其中，离子源负责将样品分子电离成正离子或负离子，常见类型有电子轰击源（EI）、化学电离源（CI）、电喷雾电离源（ESI）等，可适应不同形态样品的分析需求；质量分析器是核心部件，通过电场或磁场将离子按质荷比分离，常见类型包括四j杆、飞行时间（TOF）、离子阱及傅里叶变换离子回旋共振（FT-ICR）等，分辨率与灵敏度因类型而异；离子检测器则将分离后的离子信号转化为电信号，经放大和数据处理后生成质谱图。
质谱仪的分类多样，按应用范围可分为同位素质谱仪、无机质谱仪和有机质谱仪；按分辨本领分为高分辨、中分辨和低分辨质谱仪。其应用场景广泛，例如在环境监测中可检测大气污染物、水体重金属及有机物浓度；在医学领域用于微生物鉴定、临床代谢组学研究；在生物领域为蛋白质、DNA等生物分子测定提供技术支持。技术发展推动了质谱仪向小型化、智能化方向演进，便携式质谱仪已应用于现场检测，而高分辨质谱仪则能提供化合物组成式，助力结构测定。
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