质谱（Mass Spectrometry，MS）技术通过电子轰击或其他的方式使有机或无机的物质质子化，以形成各种不同的质量-电荷比的离子，再利用电磁学的原理使其按照不同的质量-电荷比分离并测量其强度，进而确定被测物质的相对分子质量和结构。这种检测技术能检测有机物的结构、相对分子质量、元素组成以及官能团等信息，检测灵敏度高，要求检测时是单一纯的化合物。

在质谱分析中离子的产生依靠电离源提供的能量来实现，常见的电离源有电子电离源、化学电离源、场电离源、快速原子轰击源等，其中电子电离源和电喷雾源的应用最广泛。

图1-28　电子电离源原理图

图1-28是电子电离源的原理图，当样品分子作为低压气体进入电离室时，受到由钨丝或者其他灯丝产生的阳极加速电子的轰击，分裂生成分子离子、碎片离子、重排离子或者加合离子。在灯丝与接收极之间的电压为70 V时，有机物分子可以被打掉一个电子形成分子离子（用或者M+来表示），也可能发生化学键的断裂生成碎片离子，其形成过程如下式：

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A+和为碎片离子；N和分别为中性分子和游离基。

由于聚焦电极带负电，所以生成的正离子加速向右移动，这时正离子所具有的动能为

式中：E0是离子在加速前的电离过程中获得的动能；z是离子所带电荷量；V是加速电压；m是离子质量；v粒子线速度。设计良好的离子源，其正离子能量的分散程度很低，公式（1-30）就可以简化成下式

鉴于气相色谱仪和液相色谱仪高效的分离能力和定性分析能力的不足，将气相色谱或液相色谱与质谱仪进行联用而搭建成气质联用分离检测平台，就是气质联用仪（GC-MS）或者液质联用仪（LC-MS）。其基本原理就是将色谱仪作为分离段，作为质谱仪的“进样器”，混合物在色谱中充分分离得到纯的组分进入质谱仪，质谱仪分别检测每种组分给予详细的相对分子质量以及分子结构等信息。彼此扬长避短，在弥补了色谱分析中只依靠保留时间对复杂化合物未知组分难以鉴别的确定，又保证了质谱仪中纯组分的进样要求。依靠质谱的灵敏且强效、快速的鉴别能力将这一分析技术的优点充分体现，使得这种技术在环境科学、材料科学、有机化学、生物学等领域得到广泛的应用。