賽默飛質譜儀的核心部件是質譜儀，它由離子源、質量分析器和檢測器三部分組成。離子源將樣品中的分子轉化為帶電粒子，這些粒子隨后進入質量分析器，根據它們的質荷比被分離。檢測器測量每個離子的數量，從而得到樣品的質量譜圖。
賽默飛質譜儀的工作原理基于質譜學的基本概念。樣品需要被引入到離子源中。常用的離子源有電子轟擊離子源(EI)、化學電離源(CI)、電噴霧離子源(ESI)等。這些離子源可以根據樣品的性質和需求選擇不同的類型。
一旦樣品進入離子源，它會被轉化成帶電粒子。這個過程通常是通過將樣品分子與電子或離子發生碰撞來實現的。例如，在電子轟擊離子源中，樣品分子會與高速電子發生碰撞，導致分子失去一個或多個電子而形成正離子。而在化學電離源中，樣品分子會與反應氣體的離子發生碰撞，形成加合物離子。
生成的離子隨后進入質量分析器。質量分析器的作用是根據離子的質荷比將它們分離。常見的質量分析器有磁扇形場質量分析器、四極桿質量分析器、飛行時間質量分析器等。每種質量分析器都有其特點和適用范圍，可以根據實驗需求選擇。
在質量分析器中，離子會根據其質荷比受到不同程度的偏轉或延遲，從而實現分離。例如，在磁扇形場質量分析器中，離子會在磁場中受到洛倫茲力的作用而發生偏轉，不同質荷比的離子偏轉角度不同，從而實現分離。而在四極桿質量分析器中，離子會在交變電場的作用下發生共振，只有特定質荷比的離子能夠通過四極桿。
賽默飛質譜儀分離后的離子進入檢測器進行測量。檢測器通常是一個法拉第杯或電子倍增管，它能夠測量每個離子的數量并將其轉化為電信號。通過測量不同質荷比的離子數量，可以得到樣品的質量譜圖。
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