赛默飞同位素质谱仪指的是一种对硫、氮、氧、氢以及碳等稳定性同位素比值进行测定的质谱仪器。在对轻元素的稳定性同位素进行分析时，都是通过体形式进行质谱测定，所以，开始需要把待分析的样品转变成气体。带正电荷的离子由气体分子在离子源中被电离所形成，并且在电场和磁场的作用下根据们的质荷比分开离子，之后稳定性同位素比值按照不同离子束流的强度来进行测定。双路测量或者单路测量的方式均能够为稳定性同位素质谱测定所采用。
组成：
赛默飞同位素质谱仪是由记录仪、检测器、质量分析器、离子源以及样品入口五个独立的系统组成。
1、记录仪：对检测器的信号进行接收并且放大和记录，如此就使质谱图获得。同位素质谱仪的记录仪既能够为简单的带状记录纸，也能够为比较复杂的电脑系统。不管是怎样的情形。数据均应当被准确的记录，并且在之后有所需要的时候被调用。需要在真空系统运行同位素质谱仪，一般室内常压的百万分之一或者十亿分之一为真空度的范围。在真空系统里包含离子源，质量分析器和检测器。
2、检测器：能够对已经被分离的离子的到达加以感知，将非常微小的离子的电流放大，从而进行进一步的电子处理。尽管有非常多不同类型的检测器，然而作用都相同，即是对离子进行检测并且将其转变为比较强的电信号。
3、质量分析器：在同位素质谱仪里，样品离子的运动受到电场或者磁场，或者两者都有的分析器的控制，如此就能够按照它们的质量差异分离它们。尽管质量分析器有很多不同的种类，然而它们执行的功能都一样——按照质量对不同的离子进行分离。
4、离子源：赛默飞同位素质谱仪离子源是将样品分子转变为样品离子。带有电荷的样品分子即为样品离子。由中行分子里将一个电子移除，如此，就使正离子形成了，此即为形成样品离子的简单方法。在从前的很多年里，开发出了很多不同的离子源，然而较为重要的一点，只有样品分子变成样品离子，才可以被质谱所分析。
5、样品入口：因为需要在真空状态下运行同位素质谱仪，必须要有一个样品入口，如此才可以从室内常压将样品往离子源转移。
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