质谱仪由三个主要组件组成：离子源，质量分析仪和检测器。在离子源中，样品是电离的，通常通过损失电子损失。在质量分析仪中，离子根据其质量和电荷分开和分离。并且在检测器中，检测分离的离子并记录相对丰度。此外，样品引入系统对于将样品施入离子源至关重要。需要计算机和软件来控制仪器，根据数据库获取数据和比较光谱。
质量分析仪是质谱仪的核心，其采用电离质量并将它们与质量分离成电荷比率。有几种一般类型的质量分析仪，包括磁性扇区，飞行时间，四极，离子阱。
1.磁性扇区质量分析仪
在磁性扇形质量分析仪中，加速离子，使得它们具有相同的动能。所有离子都加速到聚焦光束中。然后，离子由根据离子质量的磁场偏转。较轻的离子比较重的离子更多。偏转量取决于正电荷的数量。当类似的离子通过磁场时，它们都将被偏转到相同的程度，并且都将遵循相同的轨迹路径。未选择的那些离子将与飞行管壁的任一侧碰撞，或者不会通过狭缝到检测器。
2.飞行时间
飞行分析仪的时间包括脉冲离子源，加速电网，无场飞行管和检测器。可以根据公式计算离子通过电位电压加速的特定物质充电的飞行时间，以达到距离处的检测器。
需要离子源的脉冲以避免在探测器处同时到达不同M / Z的离子
在高肿块中，并非所有相同的m / z值的离子都达到了理想的速度。为了解决这个问题，通常由具有高电压的一系列环电极组成的反射被添加到飞行管的末端。由于高电压，当它进入反射时，离子反射在相反方向上。对于相同M / Z值的离子，离子更快地比较慢的离子进入反射。以这种方式，同一M / Z值的慢速和快速离子同时到达检测器。反射通过缩小单个M / Z值的宽带飞行时间范围来增加分辨率。
3.四极
四极由四个平行金属杆组成，每个相对的杆对电连接在一起。在射频（RF）电压上施加一对RAID，而另一对射频被施加有直流（DC）电压。At a given DC and RF combination, only the ions of a particular m/z show a stable trajectory and can be transmitted to the detector, while other ions with unstable trajectories don’t pass the road, because the amplitude of their oscillation becomes infinite. By changing DC and RF in time, usually at a fixed ratio, ions with different m/z values can be transmitted to the detector one after another.
4.离子陷阱
离子阱是一种使用振荡电场来存储离子的装置。存在几种常见类型的离子阱：3D离子阱，线性离子阱，轨道和傅里叶变换离子回旋谐振。
4.1四极离子阱(QIT)
四极离子阱又称三维离子阱。QIT质谱仪使用三个电极在小体积内捕获离子。它由一个圆柱形环形电极和两个端盖电极组成。质谱是通过改变电极电压将离子逐出陷阱而得到的。端帽电极包含用于从外部离子源引入离子和用于将离子喷射到外部探测器的孔。
4.2线性离子阱(LIT)
通过为离子创造一个势阱，线性离子陷阱可以用作质量过滤器或陷阱。线性离子阱使用一组四极杆，通过二维射频(RF)场从径向限制离子。而静电势可以轴向限制离子。通过施加适当的射频和直流电压，它们被限制，最终位置保持在离子阱的中心区域内。调节射频电压，对陷阱施加多频率共振喷射波形，以消除除所需离子外的所有离子，为随后的碎片化和质量分析做准备。
4.3 Orbitrap
Orbitrap是高分辨率质量分析仪家族的最新成员。在轨道阱中，运动的离子被困在静电场中。朝向中心电极的静电吸引由离子的初始切向速度产生的离心力来补偿。离子在轨道阱内所经历的静电场迫使它们以复杂的螺旋模式运动。这些振荡的轴向分量与初始能量、角度和位置无关，可以在封装轨道阱的电极的两半上检测到成像电流。采用傅立叶变换获得不同质量离子的振荡频率，从而准确地读出它们的m/z。
4.4傅里叶变换离子回旋谐振（FT-ICR）
傅里叶变换离子回旋谐振质谱仪由三个主要部分组成：激励板，捕获板，检测器平板，它们包括细胞。
受磁场影响的离子以回旋频率运动。施加与回旋频率相同频率的射频电压后，离子吸收能量并加速到比原路径更大的轨道半径。激发后，离子的回旋半径仍保持较大的状态。当周围的离子靠近顶部和底部时，电子从顶部移动到底部。电子在这两块板之间的运动产生可检测的电流。通过傅里叶变换将应用短射频扫描后产生的图像电流随时间的衰减从时域转换为频域信号。
参考
1.王志强，王志强，王志强，等。一种二维四极子离子阱质谱计。质谱学报，2002,13(6):659-669。
2.Orbitrap质谱分析技术在蛋白质组学中的应用。蛋白质组学，2006,6(增刊2):16-21。