实验室分析仪器--四极分析器与离子肼结构原理

四极分析器由四根平行电极组成。理想的电极截图是两组对称的双曲线。在一堆电极上加电压U+ coswt, 另一对上加电压-（U+ coswt），其中U是直流电压，coswt是射频电压，由此形成一个四极场，其中任意一点上的电位

当质荷比m/e的离子沿z轴方向射入四极场时，其运动方程为

令

则可以简化为

这是典型的 Mathieu方程，其解十分复杂，所代表的物理意义可由以a,q为坐标的曲线表示。a,q值在稳定区内的离子产生稳定振荡，顺利通过四极场到达检测器；a,q值在非稳定区的离子因产生不稳定振荡而被电极中和。对于一台四极质谱仪，其场半径r为确定值，ω也选为定值。若以a/q=U/=常数对V进行扫描，可使一组不同质量的离子先后进入稳定区而被检测。显然，a/q值越大(扫描成的斜率越大)，在扫描线上稳定区内的质量范围越窄，仪器的分辨率越高。由此也可看出、四极质量分析器实际上是一个质量过滤器。

四极分析器可以自身串联，构成串联质谱仪，还可以与其他质量分析器串接，构成杂化型串联质谱仪，以综合利用各种分析器的特点。

四级杆质量分析器

与四极质量分析器有些相似的四极离子阱既可用作普通质谱仪，又因其选择并储存离子的功能，可用于气相离子分子反应研究。四极离子阱由三个特殊电极组成，一般上下两端是两个碟状电极，中间为面包圈状的环形电极。在碟状电极上施加直流电压，向环形电极加射频电压；适当的电压可以形成一个势能阱，离子可被拘禁其中。当向离子阱中引入氦气，使其压力达到一定时，离子的运动受到阻尼。这相当于一种聚焦作用，使仪器的分辨率和灵敏度均大为提高。

四极离子阱可直接在阱中使样品电离，也可使用外部离子源。前者是在一个碟状电极上置一微孔，灯丝发射的电子由此进入阱中使样品分子电离；后者将在离子源中产生的离子注入阱中进行分析。使加在环状电极上的射频电压的幅值逐渐增加，离子将按m/z值增加的顺序离开离子阱，到达检测器。