質譜法

想像你能用一台精確得難以想像的天平稱出單個分子的重量，然後故意把它砸碎，再稱每一塊碎片的重量。本質上，這就是質譜法。紅外或 NMR 是用光或射頻去「沐浴」分子，而質譜不同——它真的去稱分子和它碎片的重量。回報是分子的質量——再從極精確的質量得到分子式——以及從它如何碎裂得來的大量結構線索。

用平實的步驟來說機理。樣品被氣化並被轟擊，經典做法是用一束電子，把分子上的一個電子打掉，生成一個帶正電的自由基陽離子，叫分子離子。多數分子離子並不穩定，隨後裂解成更小的帶電碎片。所有這些離子被加速，送入磁場或電場，按它們的質荷比（寫作 m/z）分選；由於多數只帶一個電荷，m/z 實際上就等於質量。偵測器數出在每個質量處到達多少離子，得到一張譜圖：一片豎線的森林，每條對應一種碎片質量，最高的那條叫基峰。

質譜極其靈敏——能偵測出極微量，這正是它支撐藥檢、興奮劑檢測、法醫毒理、以及偵測水中汙染物的原因。用高解析度儀器，質量測得如此精確（小數點後四位甚至更多），以至於可以直接讀出確切的分子式，因為比如 C2H4 和 CO 的精確質量很不一樣，儘管兩者都接近 28。若先接一台層析把混合物分開，它就能逐個鑑定複雜樣品中的各組分。