中古質量分析計物質の成分や構造を分析するための精密科学機器であり、化学、物理学、生物学、環境科学など多くの分野で重要な役割を果たしている。その動作原理は、荷電粒子の電磁場中の運動挙動の正確な測定に基づいている。試料はまずイオン化され、荷電イオンに変換される。これらのイオンは電場中で加速され、その後磁場に入る。磁場の作用の下で、イオンは偏向して、異なる質量荷重比（イオン質量と電荷数の比）のイオン偏向の程度は異なって、それによって検出器の上で特定の信号分布、つまり質量スペクトル図を形成します。質量スペクトル上の各ピークの位置、強度などの情報を分析することにより、サンプル中の異なる成分の分子量、構造及び相対含有量を決定することができる。

　　中古質量分析計主な役割は次のように要約できます。

1、物質の相対分子質量を確定する

質量分析計はイオンの質量荷重比信号を通じて、物質の分子量情報を直接与えることができる。例えば、有機化学において、質量スペクトル図中の分子イオン化ピーク（Mラム）を通じて化合物の相対分子質量を迅速に決定することができ、未知物の構造鑑定に重要な根拠を提供する。

高分子物質（例えば蛋白質、ポリペプチド）に対して、ソフトイオン化技術（例えばエレクトロスプレーイオン化ESI、マトリックス補助レーザー脱着イオン化MALDI）を通じて、その正確な分子量、助力生物高分子の特徴を測定することができる。

2、物質の化学組成と構造を分析する

成分定性分析：質量分析図中の特徴イオンの質量荷重比を通じて、データベース検索（NIST質量分析ライブラリなど）と結合して、サンプル中に含まれる元素、官能基または化合物の種類を確定することができる。例えば、環境検出において、水中の汚染物質（例えば、残留農薬、重金属イオン）を質量分析により識別することができる。

構造解析：質量スペクトル中のフラグメントイオンピークは分子の破断方式を反映し、フラグメント法則と結合して化合物の分子構造を推定することができる。例えば、薬物開発において、薬物代謝産物の質量分析断片を分析することにより、代謝経路と産物構造を明らかにすることができる。

3、定量分析物質含有量

「イオン信号強度は物質濃度に比例する」という原理に基づいて、質量分析計はサンプル中の目標成分を定量分析することができる。ガスクロマトグラフィーGC、液体クロマトグラフィーLCなどのクロマトグラフィー併用技術（GC-MS、LC-MSなど）を組み合わせると、複雑なサンプル中の微量成分の正確な定量（検出限界はppbまたはpptレベル）を実現することができる。

応用場面は：食品中の添加剤或いは毒素の含有量の測定、血液中薬物濃度の監視測定、環境中の汚染物の含有量の分析などを含む。

4、物質の同位体組成を研究する

質量分析計は異なる同位体の質量荷重比の違いを正確に測定し、それによって物質中の同位体の存在比を分析することができる。例えば

地質学において、炭素同位体（¹²C／¹³C）、酸素同位体（¹³O／¹O）の割合を測定することにより、岩石や化石の形成年代、古環境温度などを推定することができる。

生物学的には、安定同位体標識（例えば、エルビウムN標識アミノ酸）を用いて、生体内の物質の代謝経路を質量分析により追跡する。

5、生体高分子の特性を特徴づける

生命科学分野では、質量分析計は蛋白質群学、代謝群学研究の核心ツールである：

蛋白質のアミノ酸配列（ペプチドセグメント質量分析による）を同定し、翻訳後修飾（例えばリン酸化、グリコシル化）し、蛋白質の機能と制御メカニズムを明らかにすることができる。

血液、尿などの生体サンプル中の代謝物組成を分析し、がん早期診断の潜在的指標などの疾病マーカーを探した。

6、環境と安全検査

大気中の揮発性有機物（VOCs）、水中の持続性有機汚染物（POPs）、土壌中の重金属などの環境中の有毒有害物質を迅速にスクリーニングした。

保安検査の分野では、爆発物、毒などの禁制品の特徴イオンを検出し、迅速な識別（空港、駅の微量物質検出など）を実現することができる。