二、质量分析器

质量分析器是依据不同方式将离子源中生成的样品离子按质荷比（m/z）的大小分开并排列成谱的仪器，位于离子源和检测器之间，是质谱仪的重要组成部件。由于不同类型的质谱仪器有不同的原理、功能、指标、应用范围，因而有必要了解各种质谱分析器的特点。目前，常见的质量分析器包括四极杆质量分析器、离子阱质量分析器、傅里叶变换离子回旋共振，以及飞行时间质量分析器。

1.四级杆质量分析器（QMS）　四级杆质量分析器是目前最成熟、应用最广泛的质量分析器之一，包括四个电极，理论上为双曲面四级杆，由四根精密加工的电极杆，以及分别施加于x、y方向的两组高压高频射频组成的电场分析器。四级杆质量分析器中离子的分离是以特定的m/z值的离子获得稳定轨道为基础的。高压高频信号提供了离子在分析器中运动的辅助能量。这一能量是具有选择性的——只有符合一定数学条件的离子才能够不被无限制地加速，从而安全地通过四极杆分析器。由于四极滤质器结构紧凑、体积小、扫描速度快、分辨率较高，适用于色谱-质谱联用仪器。

2.离子阱质量分析器（IT）　离子阱质量分析器一般由一个环形电极和上下两个呈双曲面的端盖电极围成一个离子捕集室。某一质量的离子在一定的电压下可以处在稳定区，留在阱内。改变电压后，离子可能处于不稳定区，振幅很快增长，撞击到电极即消失。在直流电压和射频电压比值不变时用射频电压扫描，即可以将离子从阱内引出获取质谱信号。离子阱在全扫描模式下仍然具有较高灵敏度，分析质量范围大，可以分析质荷比高达数千的离子，同时单个离子阱通过期间序列的设定就可以实现多级质谱的功能。

3.傅里叶变换离子回旋共振（FT-ICR）　FT-ICR是一种根据给定磁场中的离子回旋频率来测量离子质荷比（m/z）的质谱分析器。通过傅里叶变换，可以从信号数据中获取有用的信号形成质谱。FT-ICR质谱仪分辨率极高，且具有灵敏度高、质量范围宽、速度快、性能可靠等优点。其分辨率可达到极微小，灵敏度可达皮克级别，较其他质谱检测器更准确可靠，可完成多级串联质谱的操作。尽管FT-ICR MS具有超高的分辨率，可提供高分辨的数据而使信息量更丰富，但是它的工作环境需要强磁场，且占地面积大，并通常需要长时间的优化和扫描，费用也较高，这些都限制了FT-ICR的发展和应用。

4.飞行时间质量分析器（TOF）　TOF的原理是不同m/z值的离子在相同的动能下加速，离开离子源和进入无场飞行管之后获得的运动速度不同，因此每个离子穿越飞行管所需要的时间（t）不同。高质量离子到达检测器所需的时间将比低质量离子所需的时间长。m/z最小的离子具有最快的速度因而首先到达离子检测器，m/z最大的离子则最后到达离子检测器。TOF为高专属性、高灵敏度的高分辨质谱，具有较大的质量分析范围，得到的质谱图信息丰富。TOF的主要缺点是分辨率随着分子量增加而降低，质量越大，飞行时间差越小，分辨率越低。