ICP-MS 是目前痕量和超痕量元素分析的重要手段，質 譜技術發展到現在有20 多種型號的質譜分析儀器，本文介紹 ICP-MS 基本工作原理，并選擇Agilent7700CX 和Thermo iCAP 兩款常用分析儀器做簡要比較。
一、ICP-MS 分析原理 樣品由載氣（氬氣）帶入霧化器系統進行霧化后，以氣溶 膠形式進入等離子體的軸向通道，在高溫和惰性氣氛中被充分 蒸發、原子化和離子化，產生的離子經過采樣錐和截取錐進入 真空系統，經過離子鏡聚焦，由四級桿質譜計依據質荷比進行 分離。經過質譜計的離子用電子倍增管計數，所產生的信號由 計算機處理，根據質譜峰的位置及元素濃度與計數強度的關 系，進行試樣中元素的定性和定量分析。
1.ICP-MS儀器構造 ICP-MS 儀器構造分為兩類，落地式和臺式， Agilent7700CX 和Thermo Fisher iCAP 都采用臺式（桌上型）設計，機械泵放置于儀器外部，利于儀器散熱，便于噪音 分離。ICP-MS 的真空系統由機械泵和分子泵來提供，分子泵 集成在主機上，機械泵通過管子和儀器相連，提供第一級真 空，氣壓維持在<2mba。
2.進樣系統 Agilent7700CX 在進樣器上增加了HMI 設計，HMI 大大提 高等離子體解離樣品基體的能力，與常規ICP-MS 儀器相比， 其耐鹽能力提高了十倍以上，并且幾乎可以消除高基體造成的 信號抑制現象。Peltier 制冷控溫的進樣系統，提高儀器穩定 性和有機溶劑分析能力。兩種霧化器都能減低多原子干擾離子 的生成。兩家的霧化器都是可以拆卸的，兩家公司都配置了多 樣類型的進樣裝置以供客戶選擇。對于其他類型的進樣分析， 以下幾種霧化器可以選擇：耐HF 酸的惰性霧化器（HF inert nebulizer）、PTFE 材質的Burgener 同心霧化器 （Concentric Burgener PTFE）、聚酰胺材質的同心霧化器 （Concentric Polyamide）和低流速霧化器等。
3.離子源（ICP） ICP 的裝置由3 個石英同心管組成，即外管，中間管和樣 品注入管。外管內徑為18mm，長大約100mm，中間管內徑為 13mm，樣品注入管1.5mm，這兩個管的開口端都短于外管的開 口端。矩管的作用主要是使等離子體放電與負載線圈隔開以防 止短路，并借助通入的外氣流帶走等離子體的熱量和限制等離 子體的大小。矩管的材料多為石英。Agilent7700CX 和Thermo Fisher iCAP 的中心管和矩管都可以根據實際需要的進行更換。兩廠家使用的的ICP 射頻發生器（RF Generator）是固態 RF 發生器，頻率分別是27MHz 和27.12MHz。
4.接口 ICP-MS 是由一個采樣錐和一個截取錐組成的，含有離子 的氣體通過采樣錐進入由機械泵支持的第一級真空室，以超聲 速度僅在幾微妙內就膨脹，在此室中形成一個超聲噴射流。噴 射流的中心部分通過截取錐孔。Agilent 和Thermo Fisher 家公司提供的都是雙錐設計，標配的都是鎳錐。兩家公司也可根據客戶的需要提供更耐腐蝕、更經用的鉑錐，但價格較高。 兩家公司在接口設計的最大不同是錐孔大小的設計。Agilent 采樣錐和截取錐的孔徑分別是1.0mm 和0.4mm，Thermo Fisher 分別是1.1mm 和0.5mm。
5.離子聚焦系統 離子聚焦系統是由一組靜電控制的離子透鏡組成，利用離 子的帶點性質，用電場聚焦或偏轉牽引離子，將離子和非帶點 離子分離（光子和中性離子）。 Agilent7700CX 的離子透鏡分別是提取透鏡和OMEGA 鏡。提取透鏡包括兩組透鏡，可以分別設置電壓、主要目的是提取孔錐的離子。提取透鏡后的OMEGA 透鏡是離軸的，但是 Off-axis Omega lens 設計以去除光子和中子干擾，沉積物會 沉積在擋板上，需要定期清洗，拆卸與清洗較麻煩，且必須泄 真空。有利于中性離子的排除，同時也達到離子聚焦的目的。 iCAP 離子光學系統由3個獨立部分構成的：直角轉彎透鏡 RAPIDLens）、中間透鏡組（The intermediate Lens）、分差孔徑組件（The DA assembly）。
6.反應池 反應池位于離子透鏡之后，四級桿之前。Agilent ThermoFisher 公司的碰撞反應池技術叫八級桿反應系統 ORS， Agilent 利用H2 與He2 或NH3 作為碰撞或反映氣體， 填充到質量分析器之前的八級桿碰撞室中，以碰撞反應去除多 原子（polyatom）干擾，因中性副產物無法去除而進入到質量 分析器，成為背景噪聲。Thermo iCAP 使用QCell設計，利 用He2 和H2 作為碰撞或反應氣體，充到質量分析器之前的八 級桿碰撞室中，以碰撞反應去除多原子（polyatom）干擾。
7.四級桿和離子檢測器 四級桿是由四根彼此距離相等的桿子組成，從離子運動的 方向看四級桿，水平方向為X 面，垂直的兩根桿為Y 的桿子加上正電壓，Y面的桿子上加了等量的負電壓。離子通 過透鏡和反應池，進入四級桿，只有符合測量質荷比要求的離 子才能通過四級桿，被檢測器檢測；不符合要求的離子則與四 級桿碰撞或離開四級桿之間的軌道被泵抽出系統。 Agilent 和Thermo Fisher 兩家公司都采用雙模式檢測 器，分為脈沖和模擬兩種，可同時測量一個樣品中的低濃度和 高濃度元素。線性范圍達8～9 個數量級。