1、原理

 

　　四极杆分析器的原理是选择性离子稳定（mass  stability），即只允许需要的离子通过四极杆分析器，一次仅能检测一种离子的强度。这种工作方式的优点是在静态的状态下（SIM、MS2），可以连续积分离子的强度，大大提高四极杆的定量的稳定性；但是缺点是在扫描状态下一次只能接受一种离子通过，其他的离子全部不能通过四极杆，造成了一定的浪费。

 

　　离子阱分析器是选择性离子不稳定（mass selected instability），即在储存了离子后，逐个将离子激发出离子阱分析器，理论上离子阱内的所有离子都能被检测（实际效率在10～50%）。由于必须先将离子储存在离子阱中，所以离子阱没有静态的工作模式，只能按照时序一遍一遍的扫描。优点是花样多，可以做串级、选择性离子储存、阱内反应等；缺点是定量的误差比较大，一次性能在离子阱中储存的离子总数有限。

 

2、定性能力

 

　　四极杆的定性能力有限，但是由于四极杆成熟的比离子阱早，有标准的谱图库（NIST、weily等），所以应用方法比较齐全。标准的GCMS大多数都是四极杆质谱，配合气相色谱的预分离、四极杆采样、软件搜库并定量，这个流程早在80年代就已经定型。四极杆质谱不能进行串级质谱，所以对样品的定性能力有限；在价格高得多的三重四极杆具备串级功能，定性能力强得多。

 

　　离子阱的定性能力要比四极杆强得多。由于离子阱质谱采用了时序工作的方式，可以在阱内空间实现多种反应，最重要的当然是碰撞碎裂（collision induced dissociation，CID）即串级质谱。由于拥有串级质谱操作的能力，离子阱质谱可以通过母离子、子离子的关系，得出母离子的结构信息，确定母离子的性质。而且通过多级串级，可以更进一步了解母离子、子离子以及子离子的子离子（MSn）的结构信息，佐证对离子种类的判断。商业离子阱GCMS要到80年代末期和90年代初才发展起来，往往离子阱的谱图比四极杆的匹配度低一些（现在离子阱往往采用分段扫描的技术，把一张谱图分为4～6段扫描，这样离子强度信号才能匹配的比较好）。

 

3、定量能力

 

　　四极杆的定量能力是各种质谱中较好的（与磁质谱相当），特别是具备单离子检测（SIM）功能。SIM能够连续过滤单一离子，通过长时间积分达到高灵敏度、高动态范围的能力；四极杆质谱的动态范围可达6~9个数量级，稳定度可达0.05%～5%。

 

　　离子阱质谱的定量能力有限，由于离子阱一次只能容纳一批离子，所以不能进行长时间的积分。离子阱的动态范围仅有4～5个数量级，稳定度大约在5～50%。