基本设计：安捷伦的 ICP-MS 和 ICP-MS/MS 系列仪器在设计上有诸多相似之处，旨在确保安捷伦 ICP-MS/MS 仪器（非半导体配置）能够提供与安捷伦品质出众的单四极杆 ICP-MS 系统同样出色的基质耐受性和稳健性。这些仪器采用高能量等离子体（CeO/Ce 比低至 1%）和超高基质进样 (UHMI) 气溶胶稀释技术，能够耐受总溶解态固体 (TDS) 含量高达 25% 的样品，使其成为常规应用的理想选择。

示意图显示了气溶胶由雾化室流经带稀释气体端口的管道。标记部分显示经处理的气溶胶进入等离子体。箭头表示气体流向

图 1. 带气溶胶稀释气体端口的安捷伦 UHMI 接头。UHMI 可稀释并打碎气溶胶液滴，从而提升气溶胶的干燥与分解效率。转载自本简报。

软件：两类仪器均由 Agilent ICP-MS MassHunter 软件控制，该软件集成了众多实用工具。这些工具及功能有助于方法开发（方法向导、IntelliQuant）、配置（预设方法，包括 EPA 方法）、优化（透镜自动调谐）、数据采集、报告生成和仪器维护 (EMF)，显著提升了仪器易用性。

戴着护目镜和蓝色手套的科学家正在操作连接到分析实验室设备的计算机。实验室环境整洁有序，充满科技感。

图 2. 用于安捷伦 ICP-MS 和 ICP-MS/MS 仪器的 Agilent ICP-MS MassHunter 仪器控制软件。

碰撞/反应池 (CRC) 技术：安捷伦 ICP-MS 和 ICP-MS/MS 采用相同的 CRC，即八极杆反应池系统 (ORS4)，它可在氦气 (He) 碰撞模式、增强型高能氦气模式（HEHe 模式）或反应池气体模式下运行。氦气模式通过动能歧视 (KED) 和碰撞诱导解离 (CID) 机制，消除了阻碍关键痕量元素准确分析的许多多原子（分子）干扰问题。

He KED 通过在反应池出口处施加能量差，将体积较大的多原子干扰离子与体积更小、迁移性更强的单原子分析物离子分离（体积较大的干扰离子与 He 原子发生碰撞的频率更高，进而损失更多能量）。尽管 He KED 模式可用于消除大部分来自等离子体气体或样品基质的干扰，但在某些情况下仍需要使用 HEHe 或反应池气体，例如硅 (Si)、磷 (P) 和硫 (S) 等元素的痕量测定。此外，He KED 无法解决待测离子面临的同量异位（相同质量）和双电荷离子 (M++) 重叠干扰问题。

不连续进样：安捷伦 AVS MS 附件可提高 ICP-MS 和 ICP-MS/MS 的分析效率，是高通量常规应用的理想选择

安捷伦 ICP-MS 与 ICP-MS/MS 仪器的差异

单离子质量过滤器：安捷伦单四极杆 ICP-MS 仪器通常采用性质温和的反应性气体运行，比如氢气 (H2)，以消除部分目标分析物面临的干扰。然而，当向 CRC 中通入反应性更强的气体（例如氧气 (O2) 或氨气 (NH3)），来分析基质复杂且多变的样品时，许多离子将与反应池气体反应，生成相应的反应产物离子。

这些额外生成的多原子离子会干扰其他分析物，非但无法解决原有问题，反而带来了新的干扰。或者，如图 3 所示，在使用 O2 作为反应池气体分析硒 (80Se) 时，分析物在池中形成了 80Se16O+。该产物离子的质荷比 (m/z) 为 96，可以在不受 m/z 为 80 的离子干扰的情况下进行检测。不过，在使用单四极杆 ICP-MS 时，m/z 96 处的干扰离子（Zr、Mo 和 Ru）会导致以 SeO 测得的 Se 结果出现假阳性。

使用氧气作为反应气体，对分析物离子硒进行分离的示意图。所有离子均进入反应池。硒形成 SeO。仅质荷比为 96 的离子可通过 m/z 设定为 96 的四极杆过滤器。这些离子包括 SeO，但也包括 Zr、Mo

图 3. 单四极杆 ICP-MS。使用 O2 作为反应气体，Se 与其发生反应，由此避免 m/z 80 处的干扰（Ar2+、Gd++ 和 Dy++）。80Se+ 在反应池中转化为 80Se16O+，并在 m/z 96 处进行测量。然而，Zr、Mo 和 Ru 均会在 m/z 96 处造成重叠干扰，导致 Se 分析数据错误。

双离子质量过滤器：为应对上述挑战，安捷伦 ICP-MS/MS 系统在 CRC 之前增加了一个单位质量 (1 u) 四极杆质量过滤器 Q1，用于筛选进入反应池的离子，使其与池内反应气发生反应（图 4）。从反应池出来的所有离子再经第二个四极杆 (Q2) 过滤，之后进入检测器。

这种串联质谱 (ICP-MS/ MS) 运行模式，能够准确控制 CRC 中的反应化学过程，使该技术可用于各种样品类型的常规检测。增加一个四极杆还可提高 ICP-MS/MS 的丰度灵敏度 (AS)，减少峰尾重叠现象。

：串联四极杆质谱仪在 MS/ MS 模式下的离子分离示意图。箭头指示离子穿过四极杆（Q1 和 Q2），反应气体（氧气）位于它们之间。Se 的检测形式为

图 4. ICP-MS/MS。Q1 仅允许 m/z 80 的离子进入反应池，所有其他离子均被剔除。80Se+ 在反应池中与 O2 反应气体反应，转化为 80Se16O+。Q2 测量 m/z 96 处的 SeO+。Zr、Mo 和 Ru 不会产生干扰，因为它们已被 Q1 剔除。

ICP-MS/MS 的常规应用

对于大多数常规样品检测，ICP-MS/MS 的运行方式与单四极杆 ICP-MS 颇为相似，在 He KED 模式下，Q1 仅充当离子导轨而非质量过滤器。

然而，对于受到严重干扰的分析物，包括同量异位或 M++ 干扰，Q1 可确保只有特定 m/z 的离子才能进入 CRC，剔除所有其他离子。这种 MS/MS 配置能更精准地控制反应模式下的干扰，从而实现对复杂基质样品的准确测量。

即使是传统上被认为不受干扰的质量数较高的元素（如 Cd 和 Hg），也能从 ICP-MS/MS 技术中获益。镉会受到 MoO 的干扰，汞则会受到 WO 和 WOH 的干扰。许多样品中含有一定量的钼，部分样品甚至含有钨，这会导致分析结果出现偏差。ICP-MS/MS 采用反应性池气体，成功解决了这些干扰问题。

在关于此主题的下一篇文章中，我们将重点介绍 ICP-MS/MS 在常规检测中的应用示例，请务必关注下一期《ICP-MS 期刊》。