無(wú)機(jī)質(zhì)譜儀器大多采用四級(jí)桿（Quadrupoles）：由四根帶有直流電壓（DC）和疊加的射頻電壓（RF）的準(zhǔn)確平行金屬或陶瓷鍍金園柱桿構(gòu)成，相對(duì)的一對(duì)電極是等電位的，相鄰兩對(duì)電極之間電位相反。當(dāng)一組質(zhì)荷比不同的離子進(jìn)入由DC和RF組成的電場(chǎng)時(shí)，只有滿足特定條件(特定質(zhì)荷比)的離子作穩(wěn)定振蕩通過(guò)四極桿，到達(dá)監(jiān)測(cè)器而被檢測(cè)。四極桿的理論上有個(gè)馬修方程式，這個(gè)是四極桿的理論基礎(chǔ)。通過(guò)掃描RF場(chǎng)可以獲得質(zhì)譜圖。

四極桿的材質(zhì)十分關(guān)鍵了，對(duì)于高性能的四極桿（如給ICPMS使用的四極桿）通常需要采用陶瓷、石英等高硬度、低膨脹的材料。

目前商品化的碰撞/反應(yīng)池系統(tǒng)主要有以下 4 種類(lèi)型：四極桿動(dòng)態(tài)反應(yīng)池（DRC），六極桿碰撞池（CCT），八極桿碰撞/反應(yīng)池（ORS）和無(wú)多極桿的碰撞反應(yīng)接口（CRI）。除 CRI 外，都是由桶狀的池體構(gòu)成，池體內(nèi)裝有多極桿，兩端留有離子進(jìn)出的孔，桶壁留有碰撞或反應(yīng)氣體進(jìn)出的孔。充入碰撞或反應(yīng)氣，維持在比周?chē)婵涨粌?nèi)壓力稍高的增壓狀態(tài)。

碰撞反應(yīng)池消除干擾的方法原理：

    目前碰撞反應(yīng)技術(shù)已經(jīng)作為 ICP-MS 去除多原子離子干擾的主要手段，作用機(jī)理可分為3種：碰撞解離型(CID) 、動(dòng)能歧視型(KED) 和化學(xué)反應(yīng)型(CR)。

    1、碰撞解離型（CID）工作方式的有效性取決于干擾分子離子與目標(biāo)待測(cè)離子的能量差別，作用機(jī)理是多原子離子在和氣體碰撞后分解為中性粒子和離子而去除其干擾。對(duì)于不同類(lèi)型的干擾沒(méi)有特定選擇性。

    2、動(dòng)能歧視型（KED）的原理是：多原子離子的碰撞截面比待測(cè)離子大，在和氣體碰撞過(guò)程中會(huì)損失更多的動(dòng)能，通過(guò)在碰撞反應(yīng)池后設(shè)置合適的能量壁壘可使干擾離子不能進(jìn)入質(zhì)量分析器而去除其干擾。

    3、化學(xué)反應(yīng)型（CR）是通過(guò)離子-分子反應(yīng)將離子束中的多原子或同質(zhì)干擾粒子消除的過(guò)程，封閉的池體內(nèi)引入一種碰撞或反應(yīng)性氣體，粒子束中的分析離子和多原子干擾離子經(jīng)過(guò)化學(xué)分辨后，由只加射頻的多極桿傳輸元件將離子束有效地傳輸?shù)劫|(zhì)量分析器進(jìn)行測(cè)定。具有高度選擇性，適用于對(duì)于CID 或 KED 方式消除干擾效果不足的特定元素。其中離子-分子反應(yīng)有電荷轉(zhuǎn)移、質(zhì)子轉(zhuǎn)移、原子轉(zhuǎn)移、締合反應(yīng)和縮合反應(yīng)等類(lèi)型。當(dāng)反應(yīng)條件適合時(shí)，具有極強(qiáng)的消除干擾能力。缺點(diǎn)是針對(duì)不同的干擾需要選擇不同的反應(yīng)氣體和反應(yīng)條件，而且化學(xué)反應(yīng)可能產(chǎn)生一系列副反應(yīng)產(chǎn)物和未知的新干擾。

碰撞/反應(yīng)池技術(shù)是解決ICP-MS 多原子離子干擾的一個(gè)重要突破。碰撞/反應(yīng)池技術(shù)的原理和應(yīng)用源于有機(jī)質(zhì)譜分析中混合物的結(jié)構(gòu)分析以及離子 - 分子反應(yīng)的基礎(chǔ)研究。多極桿碰撞/反應(yīng)池是介于離子透鏡系統(tǒng)和質(zhì)量分析器之間，腔體內(nèi)可充入各種碰撞/反應(yīng)氣體, 與聚焦后的離子進(jìn)行碰撞和/或反應(yīng)。值得關(guān)注的是，在碰撞/反應(yīng)池與離子聚焦系統(tǒng)之間增加了一個(gè)四極桿，即ICP串聯(lián)質(zhì)譜儀，可更好地實(shí)現(xiàn)離子與反應(yīng)氣的選擇性“可控反應(yīng)”，即串聯(lián)ICP-MS技術(shù)。