四級桿的工作原理

質量/電荷分析器有很多種，比如磁分析器、離子肼、飛行時間等。目前商業上有機質譜（因為有機物質分子量大）儀器大多采用飛行時間，無機質譜儀器大多采用四級桿（Quadrupoles）：由四根帶有直流電壓（DC）和疊加的射頻電壓（RF）的準確平行金屬或陶瓷鍍金園柱桿構成，相對的一對電極是等電位的，相鄰兩對電極之間電位相反。當一組質荷比不同的離子進入由DC和RF組成的電場時，只有滿足特定條件(特定質荷比)的離子作穩定振蕩通過四極桿，到達監測器而被檢測。四極桿的理論上有個馬修方程式，這個是四極桿的理論基礎。通過掃描RF場可以獲得質譜圖。

四極桿是非常精密的部件。如果四極桿的分辨力需要達到1000，那么按照最簡單的線性傳遞模型，四極桿的精度（包括圓度、直線性、圓柱度）、定位精度以及RF射頻電源的精度都需要達到1000的數倍。如果按照8mm直徑的四極桿、5參數體系計算，四極桿的圓度至少需要優于2μm。按照權威機構的測量，Sciex公司的四極桿總體的精度大約在0.6～1.5μm之間。這樣的精度要求下，四極桿的材質就十分關鍵了，對于高性能的四極桿（如給ICPMS使用的四極桿）通常需要采用陶瓷、石英等高硬度、低膨脹的材料。