②離子阱質(zhì)量分析器：離子阱質(zhì)量分析器目前主要有3種類型：三維四極離子阱(three—dimensiorlal qlmdrLlpole ion trap)、線性離子阱和靜電場軌道離子阱。

A、三維四極離子阱：三維四極離子阱(圖5—73)是由一個具有雙曲線表面中心環(huán)形電極和上下2個端電極間構(gòu)成的一個室腔(阱)，其分離原理與四極桿濾質(zhì)器十分相似，也是利用交變的高頻電場使從離子源注入的離子產(chǎn)生振蕩。不同的是離子在四極桿濾質(zhì)器中振蕩的同時還沿著四極桿向前運動，只有共振離子能夠穿越四極桿到達(dá)檢測器。而在離子阱中的共振離子則被陷在阱里不停地運動；非共振離子則脫離離子阱進(jìn)人檢測室。通過不斷地改變高頻電場頻率，不同質(zhì)量的離子依次產(chǎn)生不和諧的振蕩，從而完成對離子質(zhì)量的分離和確認(rèn)。

離子阱質(zhì)器分析器與其他質(zhì)量分析器的最大不同點是它可以將各種離子保存在離子阱中，這就給實現(xiàn)多級質(zhì)譜提供了前提條件。當(dāng)要分析某一特定離子時，可以讓其他離子都發(fā)射出去，然后再將特定離子進(jìn)一步電離，完成對特定離子的定性分析和定量分析。在不增加質(zhì)量分析器數(shù)量的前提下，離子阱質(zhì)器分析器能達(dá)到10級串聯(lián)質(zhì)譜儀(MS/MS)的分析，這相當(dāng)于10臺質(zhì)譜儀的聯(lián)機(jī)操作，特別適用于氣相離子一分子降解機(jī)理、化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)和熱力學(xué)的研究。離子阱質(zhì)器分析器可分為內(nèi)置離子源離子阱和外置離子源離子阱兩種類型。外置離子源的離子化是在阱外進(jìn)行，能降低二級碎片離子碰撞。離子阱質(zhì)器分析器的特點它既是質(zhì)量分析器，又是碰撞室，結(jié)構(gòu)小巧、質(zhì)量輕、真空度要求相對低、靈敏度高、操作容易、價格低，而且定性能力強，具有多級質(zhì)譜功能(時間串聯(lián))。它可以用于氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)，也可以用于液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(LC-MS)。不足是空間電荷和z／s效應(yīng)明顯限制其串聯(lián)質(zhì)譜(MS／MS)的應(yīng)用。離子比的穩(wěn)定性、定量的重現(xiàn)性較差。

B、線性離子阱：線性離子阱是二維四極離子阱，結(jié)構(gòu)上具有兩個垂直的對稱面，在形式上更接近于“四極桿”的對稱性。線性離子阱的優(yōu)勢在于離子儲存效率高，容量大，靈敏度高出三維四極離子阱10倍(理論上是200倍)，更適合于農(nóng)藥殘留分析。由于阱在加工方面采用了技術(shù)難度較高的曲面磨床，增加了設(shè)備成本。

C、靜電場軌道離子阱：靜電場軌道離子阱(orbitrap)是基于早期的kingdom trap離子儲存裝置上發(fā)展起來的，其特點是用靜電場將離子陷于一個有限區(qū)域中，通過使離子圍繞一中心電極的軌道旋轉(zhuǎn)而捕獲離子的一種裝置。靜電場軌道離子阱由一件紡錘形內(nèi)棒電極和兩件內(nèi)紡錘形外套電極構(gòu)成(圖5-74)。靜電場軌道離子阱對離子的操作步驟分為離子捕獲、旋轉(zhuǎn)運動、軸向振動和鏡像電流檢測。儀器工作時，在中心電極逐漸加匕直流高壓，在靜電場軌道離子阱內(nèi)產(chǎn)生特殊幾何結(jié)構(gòu)的靜電場。當(dāng)離子進(jìn)入到靜電場軌道離子阱室內(nèi)后，受到中心電場的引力，即開始圍繞中心電極做圓周軌道運動，m／z大的離子有較大的軌道半徑。離子做軌道旋轉(zhuǎn)和振蕩產(chǎn)生的鏡像電流是從兩件外套電極之間獲得差分信號后，經(jīng)微分放大由傅里葉變換器轉(zhuǎn)換為各離子的振蕩頻率，最后計算出離子的質(zhì)核比(m／z)。這種通過頻率來測量質(zhì)核比的方式，可以得到超高的分辨率，靜電場軌道離子阱的質(zhì)量分辨率介于傅里葉變換離子回旋共振質(zhì)量分析器和飛行時間質(zhì)量分析器之間，最高分辨率可達(dá)到10萬。由于使用靜電場來保持離子的旋轉(zhuǎn)振蕩運動，沒有傅里葉變換離子回旋共振質(zhì)量分析器所需要的超高磁場，因而沒有傅里葉變換離子回旋共振質(zhì)量分析器質(zhì)譜維持超導(dǎo)磁體工作所需的大量制冷劑液氦和液氮的消耗，使維持儀器的運轉(zhuǎn)簡化，降低使用成本。由于原理的限制，靜電場軌道離子阱不能單獨做串級質(zhì)譜，通常接在前一級質(zhì)量分析器后，用其得以實現(xiàn)精確質(zhì)量分析和高分辨率的檢測。靜電場軌道離子阱用于液相色譜質(zhì)譜聯(lián)El儀。

③飛行時間質(zhì)量分析器：飛行時間質(zhì)量分析器屬于高分辨率的質(zhì)量分析器，主要部分是一個離子漂移管(圖5—75)。離子在漂移管中飛行的時間與離子質(zhì)量的平方根成正比。對于能量相同的離子，離子的質(zhì)量越大，達(dá)到接收器所用的時間越長，質(zhì)量越小，所用時間越短，根據(jù)這一原理，可以把不同質(zhì)量的離子分開。適當(dāng)增加漂移管的長度可以增大分辨率。飛行時間質(zhì)量分析器的特點是質(zhì)量范圍寬，掃描速度快，既不需電場也不需磁場。但是長期以來一直存在分辨率低這一缺點，造成分辨率低的主要原因在于離子進(jìn)入漂移管前的時間分散、空間分散和能量分散。這樣，即使是質(zhì)量相同的離子，由于產(chǎn)生時間的先后、產(chǎn)生空間的前后和初始動能的大小不同，達(dá)到檢測器的時問就不相同，因而降低了分辨率。目前，通過采取激光脈沖電離方式、離子延遲引出技術(shù)和離子反射技術(shù)，可以在很大程度上克服上述3個原因造成的分辨率下降?，F(xiàn)在，飛行時間質(zhì)量分析器的分辨率可達(dá)2萬以上，可測質(zhì)量超過300 ku，并且具有很高的靈敏度。目前，這種分析器已廣泛應(yīng)用于氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀、液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀中。

參考資料：農(nóng)藥殘留分析