四极杆的工作原理

质量/电荷分析器有很多种，比如磁分析器、离子阱、飞行时间等。目前商业上有机质谱（因为有机物质分子量大）仪器大多采用飞行时间，无机质谱仪器大多采用四极杆（Quadrupoles）：由四根带有直流电压（DC）和叠加的射频电压（RF）的准确平行金属或陶瓷镀金园柱杆构成，相对的一对电极是等电位的，相邻两对电极之间电位相反。当一组质荷比不同的离子进入由DC和RF组成的电场时，只有满足特定条件(特定质荷比)的离子作稳定振荡通过四极杆，到达监测器而被检测。四极杆的理论上有个马修方程式，这个是四极杆的理论基础。通过扫描RF场可以获得质谱图。

四极杆是非常精密的部件。如果四极杆的分辨力需要达到1000，那么按照最简单的线性传递模型，四极杆的精度（包括圆度、直线性、圆柱度）、定位精度以及RF射频电源的精度都需要达到1000的数倍。如果按照8mm直径的四极杆、5参数体系计算，四极杆的圆度至少需要优于2μm。按照权威机构的测量，Sciex公司的四极杆总体的精度大约在0.6～1.5μm之间。这样的精度要求下，四极杆的材质就十分关键了，对于高性能的四极杆（如给ICPMS使用的四极杆）通常需要采用陶瓷、石英等高硬度、低膨胀的材料。