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三重四级杆质谱联用仪原理与构造

zhangyongmei

2024/10/01

液质联用（LCMS）

三重四级杆质谱联用仪（Triple Quadrupole Mass Spectrometer, TQMS）是一种高精度的分析仪器，广泛应用于定量分析和结构鉴定。下面将详细介绍其工作原理与构造。

原理

三重四级杆质谱联用仪的工作原理基于四级杆质量分析器（Quadrupole Mass Analyzer）的原理，并结合了两个额外的四级杆，形成了三重四级杆的配置。

1. 四级杆质量分析器原理：

· 四级杆由四根平行的电极组成，通过在相对的电极上施加交变电压和直流电压，可以在电极间形成一个电场。

· 当带电粒子（如离子）进入四级杆时，只有特定质量的离子能够在电场中稳定地通过四级杆，并被检测器检测到，其余质量的离子将被过滤掉。

2. 三重四级杆的配置：

· 第一级四级杆（Q1）作为质量过滤器，用于选择特定质量的离子。

· 第二级四级杆（Q2）作为碰撞室，在这里选定的离子与碰撞气体发生碰撞，导致离子碎裂成更小的碎片离子。

· 第三级四级杆（Q3）再次作为质量过滤器，用于选择特定的碎片离子，进行最终的检测。

构造

三重四级杆质谱联用仪的主要构造包括以下几个部分：

1. 进样系统：

· 包括进样器、色谱柱等，用于将样品引入质谱仪。

2. 离子源：

· 负责将样品中的分子电离成带电的离子，常见的离子源有电子电离（EI）、化学电离（CI）、电喷雾电离（ESI）等。

3. 第一级四级杆（Q1）：

· 作为质量过滤器，只允许特定质量的离子通过。

4. 碰撞室（Q2）：

· 碰撞室通常在Q1和Q3之间，在这里引入碰撞气体，使离子发生碰撞诱导解离（CID）。

5. 第二级四级杆（Q3）：

· 作为第二个质量过滤器，选择特定的碎片离子进行检测。

6. 检测器：

· 检测器记录通过Q3的离子，并将其转化为电信号，这些信号随后被转换成质谱图。

7. 真空系统：

· 整个质谱仪需要在高真空环境下运行，以防止离子与空气分子碰撞而损失。

8. 数据系统：

· 用于控制仪器操作、收集数据、处理数据和生成报告的计算机系统。

三重四级杆质谱联用仪通过这种三重四级杆的配置，可以实现高选择性和高灵敏度的定量分析，广泛应用于药物代谢、环境监测、食品安全等领域。通过精确控制Q1和Q3的质量过滤以及Q2中的碰撞能量，可以实现对复杂样品中目标化合物的准确检测和定量。

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