TOF-SIMS是以飞行时间质谱（TOF）作为质量分析器，解决双聚焦磁SIMS质谱的低离子通过率、庞大的体积、重量和高昂的成本等不足，可在几十微秒之内完成全质量谱分析，提高离子通过率，有效降低或避免对待测样品的过度损伤。近日，中国科学院大连化学物理研究所李海洋研究员承担的“精度及高分辨飞行时间质谱分析器”子课题，顺利通过专家组的现场测试验收。此次测试专家组的成员包括中科科仪的于科岐、国家航天员训练中心刘学博、中国计量科学研究院赵墨田、天津地质矿产研究所李怀坤及清华大学李展平教授。现场测试结果表明，该项目中研制的飞行时间质谱的分辨率指标大于270,000（182W），远远超过项目指标2万的要求，达到了该研究领域的国际最前沿水平。 

该项目研究掌握的核心技术是多次反射质谱技术，其原理是：在有限的空间内，仅利用静电场将离子的飞行路径折叠反射来延长飞行时间，保证离子束长距离（可达上千米）的飞行中不发散的同时实现质量峰的压缩聚焦，从而极大提高分辨率。质谱的分辨率随反射圈数增大而增大，而传输效率基本不损失。对于激光溅射电离产生的182W+，经过176圈反射后，飞行距离达到了700m，飞行时间18ms时，质量分辨率大于270,000，每秒可得到50张谱图。离子传输过程中不存在任何栅网，离子多圈飞行后传输效率达到25%。该仪器不仅具有高质量分辨率带来的准确定性能力，同比于其他类型质谱，且在宽的质量范围内具有超高分辨。

该课题来自于科技部国家重大科学仪器设备开发专项“同位素地质学专用TOF-SIMS科学仪器”项目（2012年）。该项目由中国地质科学院地质研究所牵头，中科院大连化学物理研究所、吉林大学、中国地质科学院矿产资源研究所参与。该仪器将应用于月球和陨石样品的氧同位素和稀土元素分析，以及某些金属矿床的硫等稳定同位素微区原位分析，解决矿床成因等资源领域的课题，带动地球化学和宇宙化学新的发展。