同位素質譜儀（Isotope Mass Spectrometer）是一種用于分析樣品中同位素組成的儀器。它能夠識別和定量測定化合物中不同同位素的存在及其相對豐度。同位素質譜儀的工作原理如下：

工作原理

1. 樣品預處理: 樣品首先需要經過合適的預處理步驟，通常涉及提取待分析的物質或者將樣品轉化為氣態、液態或固態形式，以便質譜分析。

2. 離子化: 樣品中的分子將通過不同的方法被離子化，通常包括電霧化（Electrospray Ionization, ESI）、化學電離（Chemical Ionization, CI）、質子化（Protonation）、電子轟擊（Electron Impact, EI）等技術。

3. 分離: 離子化的樣品將被引入質譜儀中的質子飛行時間管道、磁場、電場或其他分離設備。這些組件可以將不同質量/電荷比的離子分離開來。

4. 檢測: 分離后的離子將被探測器檢測到。探測器將記錄每種離子的數量，并將其轉換為信號。

5. 分析: 信號將被分析并轉換為質譜圖譜。每種同位素將顯示為質譜圖上的特定峰，其位置和強度可以被用來確定同位素的種類和相對豐度。

應用

1. 地質學: 用于研究地殼中不同巖石和礦石樣品的同位素組成，以了解地質過程和年代學信息。

2. 生物學: 可以用于追蹤生物體內不同元素的動態過程，如碳同位素用于追蹤食物鏈中的能量傳遞。

3. 環境科學: 可以用來追蹤大氣、水體和土壤中的同位素含量，從而了解環境變化和化學過程。

4. 天體物理學: 用于分析來自宇宙中的樣品，包括隕石和宇宙塵埃，以推斷宇宙中的物質來源和演化。

5. 考古學和文化遺產: 用于對古代物品（如骨頭、陶器、古代文物）中的同位素含量進行分析，以了解古代文明的飲食、遷徙和貿易。

同位素質譜儀在科學研究的很多領域中發揮著重要作用，幫助科學家們了解物質的組成和變化，從而推動了相關領域的研究和發展。