四极杆质谱仪的基本原理
四极杆分析器由四根棒状电极组成。电极材料是镀金陶瓷或钼合金。相对两根电极间加有电
压（Vdc+Vrf），另外两根电极间加有-（Vdc+Vrf）。其中 Vdc为直流电压，Vrf为射频电压。四
个棒状电极形成一个四极电场。
离子在四极杆中的运动可用 Mathieu 方程描述。四极杆中离子运动的性质取决于 a、q，与初
始条件无关，所有具有相同(a，q)值的离子将具有相同的运动周期。
在 Mathieu 曲线的稳定区图中，与 q 轴相交的两个稳定区依次为第Ⅰ稳定区和第Ⅱ稳定区，
第Ⅲ稳定区为 x 方向第一稳定区与 y 方向第二稳定区相交的区域。
在四极杆质量分析器中，最常用的是原点附近的第 I 稳定区（如图）。只要 a， q 的绝对值
都处于稳定区，则离子将稳定通过四极场而被
检测
工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训
。
a， q 的定义如下：
www.cnh
upo.cn
如果 r0（四极场半径）、ω（射频频率）、u（直流电压）、V（交流振幅）确定，则质荷比为
m/z 的离子就有确定的 a 和 q 值。
最大分辨率：与以下 3 个基本参数相关: 四极杆长度（相对固定）， 射频频率（相对固定）
和离子入射能量（相对可调）。
质量范围：与以下 3 个基本参数相关: 四极场半径（相对固定），四极杆最大电压（相对固
定）， 射频频率（相对固定）。
离子扫描：扫描电压 V(同时改变 u，以保持扫描线斜率不变)，即获得相应的质谱图。在质
量扫描线上（k=a/q），有一段与稳定区相交的区
域，只有 a/q 落在此区域的离子能穿过四极杆，
从而实现离子过滤作用。改变该扫描线的斜率，
即可改变实际质量扫描范围。设置扫描范围实际
上就是设置 Vrf 值的变化范围。当 Vrf 值由一个
值变化到另一个值时，检测器检测到的离子就会
从 m1 变化到 m2，也即得到 m1 到 m2 的质谱。
Vrf 的变化可以是连续的，也可以是跳跃式的。
所谓跳跃式扫描是只检测某些质量的离子，故称
为选择离子监测（select ion monitoring SIM）。
离子选择：在保持 Vdc/Vrf不变的情况下改变 Vrf值。对于一个 Vrf值，四极场只允许一种质
荷比的离子通过，其余离子则振幅不断增大，最后碰到四极杆而被吸收。
www.cnh
upo.cn
浙公网安备 33021202002483