实验分析仪器--有机质谱仪离子引导系统的结构及简介
离子源产生离子后，需将离子引入在高真空下工作的质量分析器，并将中性分子去除。特别是利用电喷雾离子源等在大气压下产生的离子，它们需要从大气压环境进入到高真空环境，前后真空度相差约10个数量级或以上。这一过程，需要一个离子引导系统，建立一个中间过渡空间。
1.静电透镜
焦点常见静电透镜多由两个或多个中间有孔道的同心金属圆片或圆筒构成。静电透镜与光学中的玻璃透镜功能相似，具有传输和聚焦的作用。静电透镜可通过控制各电极电压来控制其聚焦的焦点，如图1所示，是一种常见的三电极静电透镜。该透镜由三个同轴电极组成，两端电压为0V，中间电压为U，在聚焦电子时，U为正，并根据离子的聚焦要求变化。
图1 静电透镜原理示意图
2.多极杆
除了静电透镜外，离子传输聚焦装置还有四极杆、六极杆和八极杆等多极杆装置。它们篇工作原理相似，都是通过各个对电极的射频电压控制离子的传输和聚焦。以四极杆为例，四极杆工作过程遵循 Mathieu方程，当方程中a值为0时，将会使较宽泛的质荷比范围内的离子通过，时四极杆成为了射频离子传输装置。六极杆、八极杆等多极杆作为传输装置各有优缺点，如六极杆的真空耐受性优于四极杆和八极杆，八极杆质量歧视效应小于四极杆和六极杆，而聚焦效果四极杆更优。
3.离子漏斗
ESI等大气压离子源在常压下产生的离子进入初级真空时常通过取样锥，以此来较好地保障仪器真空，并减少可能的污染。但取样锥也减少了样品离子进入质量分析器的效率，降低了质谱的灵敏度。1992年， Gerlich等设计了由一系列中心孔径相同环形电极组成的层叠环电极透镜，该透镜被视为离子漏斗的原型。该层叠环电极的相邻两个电极间加反相射频电压，形成一个“赝场”，离子通过电压梯度在径向进行传输。
1997年， Shaffer等发明了离子漏斗以替代离子取样锥，具有更高的离子收集传输效率该离子漏斗由28片内径逐渐缩小的环形电极组成内径由入口的22mm缩小至出口的1mm每片电极厚度为1.59mm，每两片电极由等厚的陶瓷片绝缘，并用电阻相连（如图2所示）形成线性梯度电场。该离子漏斗可提高质谱灵敏度近一个数量级。但这一结构也存在着较大的质量歧视问题，通过改进出口的内径尺寸，这一问题得到了解决。
2000年，Kim等对离子漏斗进行了进一步改进，将极片增加至100片，并调整了电极间距。前55片极片内径均为25.4mm，后45片极片内径依次递减，最后一片极片内径为1.5mm该设计应用在 FTICR--MS上获得了当时质谱的最高灵敏度（约30zmol）。为了增强离子传输效率，有的离子漏斗会在电极中增加射流干扰装置jet disrupter）。
图2 电极离子漏斗
（a）左为28片电极离子漏斗实物照片，右为100片电极离子漏斗实物照片，加有射流干扰装置
（b）左为28片电极离子漏斗俯视照片，右为100片电极离子漏斗俯视照片
离子漏斗不但在质谱仪中作为离子传输装置在使用，还在离子禁、离子冷却、与EESI离子源联用、与离子迁移谱联用等多方面得应用。
