1、原理

 

　　四極桿分析器的原理是選擇性離子穩(wěn)定（mass  stability），即只允許需要的離子通過四極桿分析器，一次僅能檢測一種離子的強(qiáng)度。這種工作方式的優(yōu)點(diǎn)是在靜態(tài)的狀態(tài)下（SIM、MS2），可以連續(xù)積分離子的強(qiáng)度，大大提高四極桿的定量的穩(wěn)定性；但是缺點(diǎn)是在掃描狀態(tài)下一次只能接受一種離子通過，其他的離子全部不能通過四極桿，造成了一定的浪費(fèi)。

 

　　離子阱分析器是選擇性離子不穩(wěn)定（mass selected instability），即在儲存了離子后，逐個(gè)將離子激發(fā)出離子阱分析器，理論上離子阱內(nèi)的所有離子都能被檢測（實(shí)際效率在10～50%）。由于必須先將離子儲存在離子阱中，所以離子阱沒有靜態(tài)的工作模式，只能按照時(shí)序一遍一遍的掃描。優(yōu)點(diǎn)是花樣多，可以做串級、選擇性離子儲存、阱內(nèi)反應(yīng)等；缺點(diǎn)是定量的誤差比較大，一次性能在離子阱中儲存的離子總數(shù)有限。

 

2、定性能力

 

　　四極桿的定性能力有限，但是由于四極桿成熟的比離子阱早，有標(biāo)準(zhǔn)的譜圖庫（NIST、weily等），所以應(yīng)用方法比較齊全。標(biāo)準(zhǔn)的GCMS大多數(shù)都是四極桿質(zhì)譜，配合氣相色譜的預(yù)分離、四極桿采樣、軟件搜庫并定量，這個(gè)流程早在80年代就已經(jīng)定型。四極桿質(zhì)譜不能進(jìn)行串級質(zhì)譜，所以對樣品的定性能力有限；在價(jià)格高得多的三重四極桿具備串級功能，定性能力強(qiáng)得多。

 

　　離子阱的定性能力要比四極桿強(qiáng)得多。由于離子阱質(zhì)譜采用了時(shí)序工作的方式，可以在阱內(nèi)空間實(shí)現(xiàn)多種反應(yīng)，最重要的當(dāng)然是碰撞碎裂（collision induced dissociation，CID）即串級質(zhì)譜。由于擁有串級質(zhì)譜操作的能力，離子阱質(zhì)譜可以通過母離子、子離子的關(guān)系，得出母離子的結(jié)構(gòu)信息，確定母離子的性質(zhì)。而且通過多級串級，可以更進(jìn)一步了解母離子、子離子以及子離子的子離子（MSn）的結(jié)構(gòu)信息，佐證對離子種類的判斷。商業(yè)離子阱GCMS要到80年代末期和90年代初才發(fā)展起來，往往離子阱的譜圖比四極桿的匹配度低一些（現(xiàn)在離子阱往往采用分段掃描的技術(shù)，把一張譜圖分為4～6段掃描，這樣離子強(qiáng)度信號才能匹配的比較好）。

 

3、定量能力

 

　　四極桿的定量能力是各種質(zhì)譜中較好的（與磁質(zhì)譜相當(dāng)），特別是具備單離子檢測（SIM）功能。SIM能夠連續(xù)過濾單一離子，通過長時(shí)間積分達(dá)到高靈敏度、高動態(tài)范圍的能力；四極桿質(zhì)譜的動態(tài)范圍可達(dá)6~9個(gè)數(shù)量級，穩(wěn)定度可達(dá)0.05%～5%。

 

　　離子阱質(zhì)譜的定量能力有限，由于離子阱一次只能容納一批離子，所以不能進(jìn)行長時(shí)間的積分。離子阱的動態(tài)范圍僅有4～5個(gè)數(shù)量級，穩(wěn)定度大約在5～50%。