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质谱入门
MS-质谱入门
了解质谱
本入门指南覆盖了现代质谱实践相关的大部分主题，并解答了质谱使用和性能方面的一些常见问题。
文中还提供了便于深入学习相关文章的链接。
第一部门内容讨论谁使用质谱仪的问题，接着讲述化合物在离子源怎样被电离，以便于质谱仪分析。
然后通过对质量准确性和分辨率等重要主题的讨论，或我们怎样区分紧密相关化合物之间的差别，来讲述各种类型的质谱仪。
本指南涉及化学、样品制备和数据处理，以及当今最流行的MS应用中一些专业用语的定义。
谁要使用质谱？
在考虑使用质谱仪（MS）之前，应当考虑您分析工作的类型、您预期获得的结果等：
-您分析的是像蛋白质、肽等大分子，还是获取水溶性小分子的数据？
-您在确定的水平寻找目标化合物，还是表征未知样品？
-针对复杂基质，您当前的分离技术抗干扰能力强吗，或者您必须开发新的方法？
-您要求单位质量精度（比如400MW），或5ppm的质量精度（比如，400.0125MW或质量为400时准确度为2mDa）？
-您必须每天处理几百个样品？
上千个样品？
上万个样品？
WhoUsesMS?
化学、生物化学和物理学领域的各学科和分支学科的研究人员和专业技术人员通常会用到质谱分析。
医药工业领域的工作人员在进行药物发现和药物开发时需要利用MS的特异性、动态范围及其灵敏度，区分复杂基质中紧密相关的代谢物，从而鉴定并量化代谢物。
尤其是在药物的开发过程中，药物需要进行鉴定、纯化，确定早期的药代动力学，MS已经证实是不可或缺的工具。
生物化学家扩展了MS的使用领域，将其应用到蛋白、肽和寡核苷酸的分析中。
使用质谱仪，生物化学家们能够监测酶的反应，确定氨基酸序列，并通过包含有蛋白裂解片段衍生物样品数据库鉴别大分子蛋白。
生物化学家通过氢－氘交换在生理条件下形成重要的蛋白-配体的复合物，监测蛋白质的折叠。
临床化学家在药物检测和新生儿筛查中也应用MS，取代结果不确定的免疫分析。
食品安全和环境研究人员也是这样。
他们跟行业中相关的企业工作人员一样，也使用MS，比如：
PAH和PCB分析，水质量分析，及食品农药残留分析。
确定油组成是一项复杂且昂贵的工作，这刺激了早期质谱仪的发展，并不断推动该技术的继续创新。
现今，MS的专业人员可以在各种质谱仪、一系列完善可靠的电离技术中进行选择。
什么是质谱？
质谱是怎样工作的？
质谱仪可以比一枚硬币小，也可以装满非常大的房间。
虽然不同仪器类型有不同的应用，但是其工作原理相同。
测量单位为道尔顿（Da），代替其它单位，比如原子质量单位（amu）。
1Da=单个碳12（12C）同位素原子质量的1/12。
以前认为质谱仪不具定量能力，仅能作为定性设备，辅助化合物的鉴定。
但现今，已经证实质谱兼具定性和定量功能。
只有分子转化为气相离子后，质谱仪才能测量其质量。
为了达到这一目的，质谱仪使分子带上电荷，然后将带电离子流转化为数据系统能够识别的成比例电流。
数据系统将这一电流转化为数字信息，得到质谱图。
图2：
a）像色谱图形一样，当总离子电流随时间改变时，总离子电流（TIC）的丰度增加。
b）每个峰的数字部分表示此刻的离子，其构成了离子电流，离子电流通常被称为轮廓图或连续采集。
X或‘时间'轴为质荷比（m/z），在图谱中（比如同位素）能读出相邻离子的分辨率。
c）轮廓图谱通常缩减为‘棒状图，从每个峰的顶点降低质心，形成棒状图，从而减小存放文件的大小，有利于增加分辨信息。
对目标分析物，有很多适合的方式，使其电离成离子：
1）在平面上，激光激发溶解在基质中的化合物，比如基质辅助激光解吸离子化（MALDI）法。
2）通过与带有能量的离子或电子的相互作用，比如电子轰击离子化（EI）。
3）自身输送过程的一部分，像我们已熟知的电喷雾电离（ESI），在此种电离中，从液相色谱流出的洗脱液经高电压作用，从气溶胶中形成离子。
例子按照其质荷比（m/z），进行分离、检测而得到测量。
将相对离子流（信号）与m/z制图，得到质谱图。
小分子通常仅带单一电荷：
因此m/z是质量与1的比值。
"1"表示在离子化过程中增加了一个质子（表示为M+H+，或如果丢失一个质子表示为M-H-），或如果丢失一个电子形成离子，被称为自由基正离子（M+）。
质谱仪的准确性，或质谱仪怎样测量实际真实的质量，可在本入门指南的后续章节中看到。
较大分子自身结构的多个位点可捕获电荷。
小肽通常能带2个电荷（M+2H+），而非常大的分子具有多个位点，可使用简单的算法，推断谱图中表示的离子质量。
图3：
当准确校正后，低分辨率的质谱仪也可以得到非常准确的质量，但是因为较多的数据挤占了有限的分辨空间，因此不能提供更多的谱图信息。
常见的含有9个氨基酸的Bradykinin多肽的代谢片段（BK1-5或Arg-Pro-Pro-Gly-Phe），ACE（血管紧缩素转化酶）用于扩张血管的抑制剂，可携带2个电荷（单个电荷或M+H的单同位素值为573.3149，而双电荷峰，或M+2H为287.1614）。
戴带双电荷的同位素峰，也会挤占有效的分辨空间。
能够分析的分子有多大？
解吸电离（如在第22页所述）扩展了分析的能力，可分析分子量大、非挥发性、易碎的分子。
对分子量40,000Da的常规检测，其准确度可达0.01%，（即质量偏差在4Da）允许过程中发生较小变化的测定，比如蛋白质的翻译后修饰。
可带多个电荷扩展了质谱仪的测量范围，可以超越其设计的上限，可检测1000000Da或更大的质量。
同位素和元素的质谱仪
天然同位素丰度已清楚的表征。
虽然通常认为丰度比较稳定，但是同位素丰度可能出现显著的特征性改变。
在代谢研究中，应用同位素比例测定（同位素丰富的元素作为示踪剂），在气候研究中，测量温度依赖性氧和碳的变化。
在实际中，使用高准确性的质谱仪，测量前，将复杂分子转化为简单分子化合物，这样转化后的化合物能通过扇形磁质谱仪检测。
元素分析通常针对无机材料，确定元素组成，而不是结构，在一些情况下，可分析固体金属样品。
常见于诱导偶合等离子体（ICP）源，放电器（或较低能量的发光放电）电离样品。
在万亿分之一（ppt）水平使用专用仪器检测较为常见。
常见的电离方法
电子离子化[EI]
电子电离（EI）为很多人所熟知。
（在较早的时候称为"电子撞击"，但是从技术上来说不准确。
）EI，通常将样品暴露在70eV的电子下，被称为"硬"技术。
电子与目标分子互作用的能量，通常要比分子的化学键要强的多，因此分子发生电离。
过量的能量按照特定方式打开化学键。
结果产生能够预见的、可鉴别的碎片，通过这些碎片，我们能够推测出分子结构。
这些能量可将单个电子激发，从分子外层逸出，形成正离子自由基，得到丰富的碎片波谱。
不同于"较软"的大气压电离技术，波谱响应会受到离子源设计特征的影响，EI技术完全独立于离子源的设计。
同一化合物在一台EI质谱仪产生的图谱与另一台EI质谱仪得到的图谱非常相似，基于这一原理，可建立图谱库，将未知化合物的谱图与参照谱图比较。
化学电离[CI]
分子过度裂解的称为"软"技术。
化学电离（CI）通过一较温和的质子转移过程生成离子，有利于分子离子的生成。
将样品暴露到大量的溶剂气体，如甲烷形成质子化的分子离子（M+H）。
反向过程将形成负离子。
在一些情况下，质子被转移到气体分子上，形成负离子（M-H）。
采用EI分析时，碎片丰富的化合物，有时可采用CI分析，以增加分子离子的丰度。
类似于EI，样品必须具有热稳定性，因为在离子源里，被测物需要加热气化。
对起始电离步骤，CI的电离机理依赖于EI，但是在离子源里是有高压化学反应气体，比如甲烷、异丁烷或氨。
比被测物（R）的浓度高很多反应气体通过电子电离作用，发生电离，起初产生R+t，溶剂离子。
R+离子与中性R分子发生碰撞，形成稳定的次级离子，其具有反应性，然后通过离子分子反应，使被分析物分子（A）离子化.
负离子化学电离[NCI]
对含捕获电子基团（例如，氟原子或硝基苄基）的被测物，能形成负离子化学电离（NCI）。
比EI的灵敏度提高了很多倍（据报道，在某种情况下可提高100到1000倍以上）。
NCI广泛应用于各种小分子，这些小分子通过或能够被化学修饰，促进电子捕获。
在负离子中，有两类主要的负离子形成机制：
电子捕获和反应物离子化学离子化。
在CI条件下，电负分子能够捕获热电子，产生负离子。
实际上的负离子化学电离，通过被测化合物（AH）与带负电的反应离子（R-或R-）之间反应引起电离。
可能存在几类离子分子反应的类型，最常见的是脱质子反应。
气相色谱[GC]
可能对很多人来说，第一次接触质谱是将其作为气相色谱的检测器。
GC/MS联用仪类型的范围已大大扩展，超越早期仪器设计的范围，在使用中满足日渐严格的法规要求，像环境分析、食品安全筛查、代谢组学，以及包括法医学、毒理学和药物筛查的临床应用。
在过去，两种类型的质谱主导着GC/MS分析：
扇形磁场和单四极杆质谱仪。
对于前者，可提供高分辨率和准确的质量分析，用于有极高灵敏度要求的分析中。
后者适合目标化合物的常规分析。
[液相色谱]
扇形磁场质谱仪，具有最具挑战的GC/MS分析能力：
环境或工业样品中的二英，或竞技比赛中非法使用兴奋剂的筛查。
在扇形质谱仪上能够以飞克（fg）检测水平进行高分辨率或选择性的分析。
四极杆GC/MS系统推出不久，在目标分析应用中就已取得认可。
美国环境保护局（USEPA）要求对大量环境污染物样品采用四极杆GC/MS质谱仪分析。
因为这些分析应用的检测级别仅在皮克到纳克之间，相对于扇形磁场来说，四级杆磁场的灵敏度较低，但四极杆并没因此受到限制，相反，采用四级杆可大大降低成本，方便使用，并且便于携带。
液相色谱[LC]
这是一项革命性的技术，为大约80%不能采用GC分析的化学物质提供了分析途径，在近几十年来促进了质谱技术的显著提高。
少数几个模型被挑出来（参见质谱‘简史'章节中的内容），开始实现MS与LC联用。
可以说LCMS联用开始于1970年代，在1990年代早期，我们今天所熟知的LCMS技术成熟起来。
很多现在我们使用的装置和技术都直接来自那个时候。
在1900年代早期，俄国植物学家MikhailS.Tswett定义了液相色谱技术。
他的研究工作主要是分离从植物萃取的叶色素，在他的研究中，他用溶剂冲洗装填微粒的柱子。
这是液相色谱最简单的形式，被测物溶解的溶液（流动相或浓缩相）与溶液流过的装填颗粒的床体（固定相）之间存在竞争作用，液相色谱就是依靠这种可预测、不断再现且具有很高精确性的相互作用实现分离。
近年来，在色谱柱中装填各种功能性组分，以及能够准确传送流动相的溶剂输送系统的发展，使得LC成为很多分析行业的支柱。
首字母缩略词HPLC是由CsabaHorváth在1970年提出，表明对液相色谱填充柱需要施加高压，以引起液体流动。
从那以后，液相色谱的效能不断提高，较小颗粒的填料和较高的选择性上都取得了发展，将首字母缩略词改为高效液相色谱。
[电喷雾电离]
在2004年，色谱仪和柱技术得到进一步的发展，提高了液相色谱的分离度、分离速度和灵敏度。
使用较小颗粒填料的色谱柱（1.7微米）、以15000psi（1000巴）的压力输送流动相的特殊设计色谱仪被称为超高效液相色谱（UPLC®技术）。
在1970年代，JohnKnox等研究人员已经预测了UPLC所包含的很多技术特征。
Knox预测最佳颗粒直径是1-2μm，并且色谱对摩擦热热灵敏。
在UPLC技术开发过程中，必须解决如何制作抗干扰、均一的小颗粒填料的技术。
HPLC和UPLC的基本入门手册，可在
电喷雾电离[ESI]
"大气压电离"（API）的最重要的技术是ESI，ESI为各相关技术提供了基础，这些相关技术能在大气压，而不是在真空（托）下形成离子。
样品溶解在极性溶剂中（一般比GC上使用的溶剂更难挥发），然后泵入不锈钢毛细管，不锈钢上施加2000到4000V的电压。
当液体在大气压下，从毛细管流出时，液体被雾化，被雾化的液滴进一步去溶剂，释放出离子进入质谱仪。
在静电吸引和真空联合效应下，诱导电离生成这些气态离子。
电势从液体转移到被分析物从而形成离子的机制仍然是个争论的主题。
在1968年，MalcolmDole提出电荷残留机制，在该机制中，他假定当液滴挥发时，液滴的电荷仍保持不变。
液滴表面张力最终不能平衡电荷斥力，将小液滴炸裂成很多更小的液滴。
持续发生这样的库仑力爆破，直到小液滴只含单一的被测物离子。
当溶剂从最后形成的小液滴中挥发掉，即形成气态离子。
在1976年，Iribarne和Thomson提出了一个不同的模型，即离子挥发机制，在该机制中，通过库仑裂解形成小液滴，这类似于Dole模型的形成方式。
但是，按照离子挥发理论，在液滴表面的电场强度相当高，使溶剂化离子逸出液滴表面，并直接将其转移进入气相，形成气态离子。
实际上，这两种机制可能协同起作用：
对于大于3000Da的物质，电荷残留机制起主导作用，而对于较低质量的分子，离子挥发机制起主导作用（参见R.Cole，"关于电喷雾电离质谱的一些原则"，质谱杂志，35，763-772[2000]）。
液相色谱的流出物，以电荷平衡状态进入ESI探针。
因此当溶剂离开ESI探针，溶剂需携带有净电荷。
为了确保ESI具有连续性，必须通过电化学反应给溶液充电，将电子转移到电极表面。
在其它的效应中，该过程可能引起溶液pH值的变化。
据推测，在阳离子模式时，带正电液滴离开喷雾器，电极（氧化作用）必定要吸收电子。
（在阴离子模式下，则相反。
）电活性电极的表面面积、电流大小和化学品种类及其电极电势的特性都将产生影应。
总的来说，ESI是一高效过程。
不过，反应的活化量和能量差异对不同的物种是不同的。
溶液流速和使用的电流对每个液滴形成也有限制。
分子间的竞争以及目标被测物抑制效应也较为常见。
扩展ESI的基本理论，比如将液体的体积极端的减小，例如在纳喷雾时，液体体积流速减少到30nL/min，这已经证实可提高效率，尤其在蛋白质和氨基酸这种样品非常宝贵、稀少的研究中。
大气压化学电离[APCI]
虽然大气压化学电离（APCI）技术与ESI同时发布，但是在1985年Fenn的研究成果发布，ESI很快商业化，而直到此时，APCI也没有广泛被采用。
在1973年，Horning首次提出APCI，采用包括HPLC在内的各种导入技术，分析挥发性组分。
APCI的附加功能是，将ESI难以转化为气相离子的被测物，即那些极性很小且易挥发的被测物经浓缩相（或液体）导入质谱仪。
不同于ESI，APCI通过在热的气流中蒸发引导液，将中性被测物转化为气相。
化学电离依赖于电荷在反应离子和目标分子之间的转移，产生可被分析的目标离子。
大多数情况下，以阳离子模式在目标分子与小的H+离子之间形成加合物，虽然与盐的加合物也比较常见。
生物分子电离方法
用于生物大分子鉴定的电离技术已经成熟，这类技术电离方式比较温和，不会将生物分子打碎。
在生物分子分析和蛋白组学中公认有两个"能量沉积"过程，分别是电子捕获解离（ECD）2和电子转移解离（ETD）3。
两种电离法都可以断裂邻近电子捕获位点的化学家键，不同于其它裂解过程，比如碰撞诱导解离（CID），断裂的键在分子内不是最不稳定的。
实测的断裂对肽序列的依赖性较低，因此在肽骨架中，大多数氨基酸之间的断裂往往不依赖于分子大小。
在肽的ECD和ETD中，最主导的裂解形成c和z离子。
ECD已证实，对不稳定的翻译后修饰分析有效，比如磷酸化作用和O-糖基化，以及完整蛋白的裂解分析。
当结合酰胺氢/氘交换分析时，已表明ESI质谱法能进一步辅助阐明溶液中蛋白的结构细节。
使用较少量样品，由电荷状况分布和ESI在蛋白质上形成的一系列多电荷离子，可以得到较大蛋白的溶液组成信息，而通过其它技术，比如紫外圆二色光谱（CD）和色氨酸荧光不容易实现（但是通常将这些和其它相关技术，比如核磁共振，联合使用）。
其它技术只能测定溶液大量蛋白的平均属性，而采用MS的另外一个好处是能提供瞬间或折叠中间体的结构细节。
其他电离方式
纯净化合物可置于进样棒或固体探针的顶端，导入离子源。
随着加热，样品升华或蒸发，进入气相。
在大多数情况下，按此法接着发生电离。
但是在一些情况下，电离与升华或蒸发同时发生。
大气压光电离（APPI）
-被测物直接或掺杂剂辅助光量子电离，电离电势低于10eV（主要由氪气灯的光量子能量输出）。
LC通常使用的溶剂电离电势大于10eV。
在实验室中，APPI是主要的API替代方法之一，因为APPI扩展了非极性被测物的电离范围，可以电离那些ESI和APCI有效电离的化合物。
基质辅助激光解吸（MALDI）
-是一种软电离技术，用于完整蛋白、肽和大多数其它生物分子（寡核苷酸、碳水化合物、天然产物和脂），以及异质样品的分析（复杂生物样品的分析，比如蛋白水解消化物）。
-高能的光量子与混入有机基质的样品之间的相互作用，通常具有低于皮克摩尔的灵敏度。
-在1988年，由Tanaka，Karas和Hillenkamp第一次推出的技术。
快原子轰击（FAB）
-软电离的早期方式，使用铯离子流，从溶解在甘油或类似基质的样品喷射出离子。
解吸附
-等离子体解吸附（PD）：
核裂解片段与沉积在金属箔上的固体样品的相互作用。
-次级离子MS（SIMS）：
高速离子撞击沉积在金属板上薄层样品，或包含在液体基质的薄层样品（液体SIMS）。
-场解吸：
对沉积在支撑物上的样品，施加高梯度场。
-解吸附电喷雾电离（DESI）：
像实时直接分析（DART）、大气压固体分析探针（ASAP）等紧密相关的技术，以及其它近来进入市场的技术，这些技术往往通过在一个表面的二次相互作用得到离子。
在DESI中，带能液体流对准沉积在平面上的样品，在大气压下引起二次电离。
使用什么类型的仪器？
在质谱分析中，对实验控制力是尤其重要的。
一旦在周密的控制条件下得到离子，必须以适合的灵敏度将每个离子作为离散事件实施检测。
极少量的气体载量使GC成为联用技术早期理想的选择，但仅仅适合20%的化合物分析。
现今，我们在大多数情况下雾化LC洗脱液，将其作为质谱仪中导入被测物实施电离的方法，该技术要求确保真空环境。
任何质谱仪的一个重要设计元素是泵的容量。
真空必须完全分布到仪器的所有稀薄大气区域，并且泵容量必须充足，以满足设计上的要求，比如离子入口的大小和需要去除蒸汽的量。
分析器：
质谱仪的心脏
分析器是分离或区分导入离子的仪器。
在离子源可以形成正负离子，以及不带电的中性粒子。
但是，在指定时刻仅能记录一种极性。
现代的质谱仪能够在毫秒间转换极性，得到高保真记录，即使快速短暂事件，如典型的UPLC或GC分离中，峰仅仅大约1秒宽。
四级杆和扇形磁场
在1953年，西德物理科学家WolfgangPaul和HelmutSteinwedel描述了四级杆质谱仪。
在4根平行杆之间，叠加的射频（RF）和恒定的直流（DC）电势能够作为质谱分离器，或过滤器，仅限于特点质量范围的离子，以恒定振幅振荡，能够在分析器上收集。
现代仪器制造商将四级杆瞄准到特定的应用中。
单四级杆质谱仪要求基质干净，以避免无用离子的干扰，表现出非常好的灵敏度。
三重四级杆，或串联四级杆（参见四级杆），是将一个四级杆加到另一个附加的四级杆上，四级杆串联后能以各种方式发挥作用。
一种途径是通过离子独有的质荷比（m/z）分离并检测复杂混合物中的目标离子。
证实串联四级杆有效的另一途径是当与可控裂解分析联用时。
这些分析通常将目标离子与其它分子（典型的气体，如氩）进行碰撞，母离子裂解成产物离子，MS/MS质谱仪通过其独特组成部分鉴别目标化合物。
图6：
当设置过滤某一特定离子，那么其它质量的离子则会以多种方式中丢失，比如撞击到四级杆上，或直接偏离去检测器的轨道。
四级杆分析器由四根杆组成，通常平行排列，材质为金属，比如钼合金。
已投入
了大量的技术和研究，设计开发四级杆。
按照离子在DC和RF场中的运动，将质量分类。
通过在软件上改变参数，系统可改变场强，在任何指定时间内，某一m/z值的离子被过滤掉，或通过四级杆到达检测器。
相比于一些质谱仪的设计，比如飞行时间（TOF）质谱仪，四级杆分辨率较低。
而四级杆相对简单，容易使用，是具有较高实用性的质谱仪，能以相对低的成本提供各种接口。
在比较和说明MS的分析能力时，一些专业用语是必需的，在该入门指南的后续内容中将会给出完整的定义：
分辨力（通常缩写为"res"-质谱仪分离两种质量的能力）：
-低分辨力=单位质量=1000
-较高或中等分辨力=1000到10000
-高分辨力=10000+
-非常高的分辨力=高达3-5百万Fragmentation
更详细的分辨率检查和我们怎样测定分辨率将在"质谱准确性和分辨率"章节说明。
"精确质量"（ExactMass）是化合物质量的理论值，而准确质量（AccurateMass）是化合物质量的测量值，有相关的误差范围，比如5ppm。
准确质量也经常用于针对具体的技术，而不是测得的质量。
MS/MS-描述了监测前体离子或碎片向产物离子转变的多种实验（多反应监测[MRM]和单反应监测[SRM]），总的趋势是在一台仪器上提高检测的选择性、专一性或灵敏度。
即前后两个质量分析器，两极质谱分析在一台质谱仪器中实现。
在三重四级杆质谱仪中有3套四级杆过滤器，但是仅有第1和第3套四极杆用作质量分析器。
近来的设计完全将中间设备区分开（取代早期设计的四级杆），增加了更多的功能，通常将其改称为串联四级杆。
第一套四级杆（Q1），作为质量过滤器，传输并加速选定离子，将其送向Q2（被称为碰撞室）。
虽然在一些设计中，Q2类似于其它两套四级杆，RF施加在杆上的作用仅是传输，而不是质量选择。
Q2中的压力较高，离子在碰撞室内与中性气体相碰撞。
结果经CID发生裂解。
碎片随后加速进入Q3，另一个质量过滤器，离子被排列后，进入检测器。
裂解CID也称为碰撞激活解离（CAD），为一种裂解机制，通过该机制在气相中，分子离子裂解，通常在真空区域经电势加速到高动能，接着与中性气体分子碰撞，比如氦、氮或氩。
部分动能通过碰撞而转化（或内化），这引起化学键的断裂，分子离子减小形成较小的碎片。
一些类似的‘特别目的'的裂解方法，包括电子转移解离（ETD）和电子捕获解离（ECD）。
图8：
MRM响应（左）和SIR响应（右）的比较图表明，由于基质的化学背景，被测物即使在溶液中，也不能由SIR数据确定被测物峰。
使用相同的GC/MS/MS质谱仪，选择m/z=146的丁基化离子作为前体离子，裂解该离子，得到产物离子（显示为57m/z），定量鉴别它的存在。
在一些控制工业中，为了满足阳性化合物的鉴别要求，每个MRM计为1.5"鉴别点"，而每个SIR计为1.0。
因此，为满足选择性要求，得到3"IPS"，每个化合物您需要2个MRM转换，或3个SIR。
扇形磁场，或扇形磁场质量分析器，是早期仪器，一直用到现今，尽管用的较少（已被现代的能以ESI电离模式工作的质谱仪取代，）。
例如，WatersAutoSpecTM，广泛用于极端高灵敏度的二英分析。
扇形磁场弯曲成弧形离子轨道。
离子的"动能与电荷"比率决定了轨道的半径，可通过电或磁场测定。
较大m/z的离子比较小m/z通过的轨道路径长。
通过改变磁场强度，可控制轨道路径。
双聚焦质谱仪可按各种组合方式，将磁场和电场结合起来，但扇形电场后接磁场更常见。
两种场最初联用时，按照离子流出离子源的动能采用扇形电场聚焦离子。
角度聚焦之前的能量聚焦，使相同质量，但分子式不同的离子实现分离。
离子阱和其它非扫描质谱仪离子阱质谱仪的原理类似于四级杆质谱仪。
不同于过滤式的四级杆质谱仪，离子阱和功能更强的离子回旋（ICR）质谱仪一样，将离子存储在三维空间中。
在饱和之前，离子阱或回旋加速器将选定离子射出以进行检测。
在离子阱范围内，可实现一系列实验分析，裂解目标离子，通过形成的碎片，以准确的确定前体离子。
RF电压产生的电场作用于排列成"三明治"几何构形（端盖相对的端盖电极）离
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