气相色谱仪质谱联用仪

JJF气相色谱仪质谱联用仪ThelatestrevisiononNovember22,2023台式气相色谱-质谱联用仪校准标准范围本标准适用于离子阱和四极杆型台式气相色谱-质谱联用仪〔以下简称台式GC-MS〕的校准，其它类型台式GC-MS的校准可参照此标准进展。引用文献JJF1001―1998JJF1059―1999GB/T15481―1995GB/T6041―2023质谱分析方法通则JJG003―1996JJG700―1999气相色谱仪检定规程OIML/TC16/SC2/R83Gaschromatograph/massspectrometersystemforanalysisofrganicpollutantsinwater使用本标准时，应留意使用上述引用文献的现行有效版本。术语和计量单位区分力〔resolution〕区分两个相邻质谱峰的力量，对于台式GC-MS以某离子峰峰高50％处的峰宽度〔简称半峰宽〕表示，记为Wu。1/2基线噪声〔baselinenoise〕基线峰底与峰谷之间的宽度，单位计数。信噪比(signal-to-noiseratio)待测样品信号强度与基线噪声的比值，记为S/N。质量色谱图〔masschromatogram〕质谱仪(和色谱图是两回事)质谱仪在肯定质量范围内自动重复扫描所获得的质谱数据，可以不同形式再现，其中以一个或多个离子强度随时间变化的谱图，称为质量色谱图。质量准确性〔massaccuracy〕仪器测量值对理论值的偏差。u(atomicmassunit)原子质量单位。概述气相色谱－质谱联用仪是将气相色谱仪与质谱仪通过肯定接口耦合到一起的分析仪器。样品通过气相色谱的分别后的各个组分依次进入质谱检测器，组分在离子源被电离，产生带有肯定电荷、质量数不同的离子。不同离子在电场和/或磁场中的运动行为不同，承受不同质量分析器把带电离子按质荷比〔m/z〕分开，得到依质量挨次排列的质谱图。通过对质谱图的分析处理，可以得到样品的定性、定量结果。气相色谱－质谱联用仪主要包括气相色谱系统〔一般不带检测器〕、离子源、质量分析器、检测器、真空系统和计算机系统等几局部。计量特性GC-MS1。技术指标要求质量范围不低于600技术指标要求质量范围不低于600u质量准确性**±u区分力〔R〕**W1/2<1uEI100pgm/z272S/N≥10:1〔峰峰值〕信噪比**正CIngm/z183S/N≥10:1〔峰峰值〕负CI100pgm/z272S/N≥100:1〔峰峰值〕测量重复性*RSD≤10%谱库检索10测量重复性*RSD≤10%谱库检索10ng≥75％气相色谱柱箱温度控制柱箱温度稳定性〔10min〕优于%、程序升温重复性优于2%2、用于定性测试时，标*的可不做，用于定量测试时，标*的必需做，但可使用客户自己的工作标准溶液，指标也可依据用户使用要求而定；3、本技术指标仅供参考，不作为合格性推断依据。校准条件仪器室内不得有猛烈的机械振动和电磁干扰，不得存放与试验无关的易燃、易爆和强腐蚀性气体或试剂；试验室温度：(15~27)相对湿度：≤75％；标准物质和试剂八氟萘-异辛烷溶液标准物质，100pg/μL。不确定度要求苯甲铜-异辛烷溶液标准物质，10ng/μL。不确定度要求六氯苯-异辛烷溶液标准物质，10ng/μL。不确定度要求硬脂酸钾脂-异辛烷测试溶液，10ng/μL。不确定度要求异辛烷或正己烷，液相色谱级或同等级别。校准设备微量注射器，10μL。气相色谱仪检定专用测量仪。校准工程和校准方法仪器不能有影响校准的外观缺陷，按键开关、调整旋钮等各部件工作正常。区分力仪器稳定后，执行Autotune命令进展自动调谐，直到调谐通过，打印调谐报告，得到半峰宽W

。1/2注：1.(EC-43校准条件标准物质和试剂中没有，纯度有没有要求也可承受手动谐通。对于不能打印调谐报告的仪器，可依据调谐结果测量并计算半峰宽W。1/2质量范围以全氟三丁胺调谐样品进展调谐，质量数设定到达600以上，观看质量数600以上(含600)的质谱峰。EI源仪器调谐通过后，参照附录C条件，注入100pg/μL的八氟萘-异辛烷溶液1μL，提取m/z=272离子，再现质谱图，依据公式〔1〕计算S/N。S/N=H/H (1)272 噪声式中：H——提取离子(m/z)的峰高272H——基线噪声。噪声7.4.2CI源参照条件，注入10ng/μL的苯甲铜-异辛烷溶液溶液1μL，提取m/z=183离子，再现质谱图，依据公式〔1〕计算S/N。负CI源参照条件，注入100pg/μL的八氟萘-异辛烷溶液1μL，提取m/z=272离子，再现质谱图，依据公式〔1〕计算吗S/N。质量准确性参照条件，注入10ng/μL的硬脂酸钾脂-异辛烷溶液1μL，记录m/z74、143、199、255和298等硬脂酸钾脂主要离子的实测质量数，有效数值保存到小数点E，依据公式〔2〕计算实测值与理论值之差，以此评价质量准确性。＝

-M (2)i测 i理式中： ——第i个离子三次测量平均值，u；i测M i个离子理论值，u；i理注：1、以最高点及其左右两点的三次扫描所得到的质量数平均值作为实测结果；2、以实测值与理论值之差确定值最大的一个作为评价质量准确性数据。测量重复性μLng/μL六次，提取六氯苯特征离子m/z=284，再现质量色谱图，按质量色谱峰进展面积积分，依据公式〔4〕计算RSD：RSD

×1×100% (3)6i6i1(xx)2i61式中：xi次测量峰面积；ix6i——测量序号。注：对于CI气相色谱柱箱温度掌握柱箱温度稳定性把铂电阻温度计的连线连接到数字多用表〔或色谱仪检定专用测量仪〕上，然后把温度计的探头固定在柱箱中部，设定柱箱温度为70定后，观看10min，每变化一个数记录一次，求出数字多用表最大值与最小值所对应的温度差值，其差值与10min稳定性。程序升温重复性5020010℃/min据一次，直至终温稳定。此试验重复2~3〔Rd〕，其值应≤2％，结果按下式计算。式中：tmax

——相应点的最大温度〔℃〕；t——相应点的最小温度〔℃〕；mint——相应点的平均温度〔℃〕。谱库检索后，在系统供给的谱库内对硬脂酸甲酯进展检索。校准结果处理依据校准结果，发校准证书，全部校准工程及其结果均应在证书中反映。校准结果的表达依据JJF1071-2023送校单位的名称和地址、校准日期、校准所用测量标准的溯源性及有效性说明、校准环境等方面内容。复校时间间隔台式气相色谱-质谱联用仪的复校时间间隔由用户自定，推举不超过2换重要部件、修理或对仪器性能有疑心时，应随时校准。附录A记录格式附录B证书格式附录C气相色谱和质谱参数质谱参数EI离子化能量：70eV；扫描范围：信噪比测试，m/z＝200～300；质量准确性测试，m/z＝20～350；重复性测试，m/z＝200～300；溶剂延迟：3min〔或视具体状况而定〕；离子源和四极杆温度依据厂家推举值设定；其它参数，如电子倍增器或光电倍增器工作电压，均以自动或手动调谐时确定的值作为校准参数。CI反响气：依据厂家推举方法选择载气种类和流量；扫描范围：负化学源信噪比测试，m/z＝200～300；正化学源信噪比测试，m/z＝100~230；重复性测试，依据测试对象确定；溶剂延迟：3min〔或视具体状况而定〕；离子源和四极杆温度依据厂家推举值设定；其它参数，如电子倍增器或光电倍增器工作电压，均以自动或手动调谐时确定的值作为校准参数。色谱参数〔参考条件〕色谱柱：DB-5MS30m×mm×μm，或其它类似色谱柱；进样口温度：250℃；传输线温度：250程序升温：八氟萘和苯甲酮，70〔2min〕→10℃/min→2205min)；六氯苯和硬脂酸甲酯，15010℃/min→250℃(5min)；进样方式：不分流进样；进样量：μL；载气：高纯氦；mL/min，恒流或恒压〔无恒流掌握部件〕。注：当色谱柱不同时，柱箱温度可作相应转变。附录D不确定度评定GC-MS不确定度主要来自：1、n次测量相对标准偏差，A类，记为：u；12、所承受标准物质的不确定度，B类，记为：u2。因此，得到合成标准不确定度uc：u2 u21 2u2 u21 2将合成标准不确定度乘以包含因子k〔k=2〕得到扩展不确定度U扩展：附录E硬脂酸甲酯主要离子峰理论值离子〔m/z〕 7487129143199255267298附录F质量数〔m/z〕质量数〔m/z〕质量数〔m/z〕50131265691323147014532676150352811643769316941495176415100181426101214464112219502113220503114226614119264615质谱仪的工作原理质谱仪是一种分析各种同位素并测量其质量及含量百分比的仪器。当一束带电的原子核通过质谱仪中的电场和磁场时，凡其荷质比不相等的，便被分开。S和S1 2为两个狭缝，从离子源引出的离子受到施于S1

及S间的电位差，在通过S2

的匀强磁场区。进入磁场时的速度由下式打算：V2=2〔q/m〕v (1)正离子在这一磁场中运动时其轨道如图中所示半径为r的圆。当离子走过一半圆而抵达照相底片P时会在它上面留下痕迹。由轨道半径r=mv/qB〔见洛仑兹力〕，得v=qb^r/m (2)合并(1)、(2)v，即得q/m=2V/b2r2V、br可直接测量得到，所以假设我们能够用其他方法打算离子所带q，则由上式便可求出离子的质量。我们可以用质谱仪将电荷一样而质量不同的离子分开。科学家应用这种仪器在1920种元素的原子被称为同位素。汤姆逊首先利用电磁场测定电子的荷质比的原理，同样可运用到带正电的离子，从荷质比很简洁算出该离子的质量。正离子通常带电量等于一个电子〔称为单电荷离子〕。但有时也带有两个、三个甚至四个电子电量〔称为多电荷离子〕。目前应用的质谱仪是格外准确的仪器，它不但可以测量出每种同位素之准确质量，并可测定每种同位素在元素中所占的百分比。如将这种仪器略加修改，也可应用到同位素分别。质谱仪的形式很多，但所应用的主要原理及构造却大同小异。图3-32空中，正离子流自离子源引出经过窄隙S进入一曲圆形之电场C1C2，调整C1C2之间的电压，可选择肯定能量之正离子，这些正离子随着电场之外形弯曲90°而进入一个半圆形的匀强磁场中，磁场的方向与图面垂直且指向纸内，进入磁场之正离子受磁力作用而沿半圆形轨道进展。因正离子e/m之大小不同，轨道形成大小不等的半圆。分别落在底片上的不同位置也就是说元素将按其质量大小的挨次而排列，故称之为“质谱”。假设我们分别测出每种粒子的电流。就能从这些电流大小的比例中，得出该种在离子源中被电离的物质的各种同位素的成分比例。它也可以把化合物中的不同物质的离子分开和成分分析。质谱分析法主要是通过对样品的离子的质荷比的分析而实现对样品进展定性和定量的一种方法。因此，质谱仪都必需有电离装置把样品电离为离子，有质量分析装置把不同质荷比的离子分开，经检测器检测之后可以得到样品的质谱图，由于有机样品，无机样品和同位素样品等具有不同形态、性质和不同的分析要求，所以，所用的电离装置、质量分析装置和检测装置有所不同。但是，不管是哪种类型的质谱仪，其根本组成是一样的。都包括离子源、质量分析器、检测器和真空系统。本节主要介绍有机质谱仪的根本构造和工作原理。离子源〔Ionsource〕离子源的作用是将欲分析样品电离，得到带有样品信息的离子。质谱仪的离子源种类很多，现将主要的离子源介绍如下。电子电离源(ElectronIonizationEI)电子电离源又称EI源，是应用最为广泛的离子源，它主要用于挥发性样品的电离。图是电子电离源的原理图，由GC或直接进样杆进入的样品，以气体形式进入离子源，由灯丝F发出的电子与样品分子发生碰撞使样品分子电离。一般状况下FT7070eV出的。在70eV电子碰撞作用下，有机物分子可能被打掉一个电子形成分子离子，也可能会发生化学键的断裂形成碎片离子。由分子离子可以确定化合物分子量，由碎片离子可以得到化合物的构造。对于一些不稳定的化合物，在70eV的电子轰击下很难得到分子离子。为了得到分子量，可以承受1020eV的电子能量，不过此时仪器灵敏度将大大降低，需要加大样品的进样量。而且，得到的质谱图不再是标准质谱图。离子源中进展的电离过程是很简单的过程，有特地的理论对这些过程进展解释和描述。在电子轰击下，样品分子可能有四种不同途径形成离子：样品分子被打掉一个电子形成分子离子。分子离子进一步发生化学键断裂形成碎片离子。分子离子发生构造重排形成重排离子。通过分子离子反响生成加合离子。此外，还有同位素离子。这样，一个样品分子可以产生很多带有构造信息的离子，对这些离子进展质量分析和检测，可以得到具有样品信息的质谱图。电子电离源主要适用于易挥发有机样品的电离，GC-MS联用仪中都有这种离子源。其优点是工作稳定牢靠，构造信息丰富，有标准质谱图可以检索。缺点是只适用于易汽化的有机物样品分析，并且，对有些化合物得不到分子离子。化学电离源(ChemicalIonization，CI有些化合物稳定性差，用EI方式不易得到分子离子，因而也就得不到分子量。为了得到分子量可以承受CI电离方式。CI和EI在构造上没有多大差异。或者说主体部件是共用的。其主要差异是CI源工作过程中要引进一种反响气体。反响气体可以是甲烷、异丁烷、氨等。反响气的量比样品气要大得多。灯丝发出的电子首先将反响气电离，然后反响气离子与样品分子进展离子-分子反响，并使样品气电离。现以甲烷作为反响气，说明化学电离的过程。在电子轰击下，甲烷首先被电离：甲烷离子与分子进展反响，生成加合离子：加合离子与样品分子反响：生成的XH2+和X+比样品分子XH多一个H或少一个H，可表示为(M1)，称为准分子离子。事实上，以甲烷作为反响气，除(M+1)+之外，还可能消灭(M+17)+，(M+29)+等离子，同时还消灭大量的碎片离子。化学电离源是一种软电离方式，有些用EI方式得不到分子离子的样品，改用CI后可以得到准分子离子，因而可以求得分子量。对于含有很强的吸电子基团的化合物，检测负离子的灵敏度远高于正离子的灵敏度，因此，CI源一般都有正CI和负CI，可以依据样品状况进展选择。由CIEICI源主要用于气相色谱-质谱联用仪，适用于易汽化的有机物样品分析。快原子轰击源〔FastAtomicbombardmentFAB〕是另一种常用的离子源，它主要用于极性强、分子量大的样品分析。其工作原理如下图：氩气在电离室依靠放电产生氩离子，高能氩离子经电荷交换得到高能氩原子流，氩原子打在样品上产生样品离子。样品置于涂有底物〔如甘油〕的靶上。靶材为铜，原子氩打在样品上使其电离后进入真空，并在电场作用下进入分析器。电离过程中不必加热气化，因此适合于分析大分子量、难气化、热稳定性差的样品。例如肽类、低聚糖、自然抗生素、有机金属络合物等。FAB源得到的质谱不仅有较强的准分子离子峰，而且有较丰富的构造信息。但是，它与EI源得到的质谱图很不一样。其一是它的分子量信息不是分子离子峰M，而往往是〔M+H〕+或〔M+Na〕+等EIFAB源主要用于磁式双聚焦质谱仪。4．电喷雾源(ElectronsprayIonization，ESI)ESI是近年来消灭的一种的电离方式。它主要应用于液相色谱-质谱联用仪。它既作为液相色谱和质谱仪之间的接口装置，同时又是电离装置。它的主要部件是一个多层套管组成的电喷雾喷咀。最内层是液相色谱流出物，外层是喷射气，喷射气常承受大流量的氮气，其作用是使喷出的液体简洁分散成微滴。另外，在喷嘴的斜前方还有一个补助气喷咀，补助气的作用是使微滴的溶剂快速蒸发。在微滴蒸发过程中外表电荷密度渐渐增大，当增大到某个临界值时，离子就可以从外表蒸发出来。离子产生后，借助于喷咀与锥孔之间的电压，穿过取样孔进入分析器〔见图〕。加到喷嘴上的电压可以是正，也可以是负。通过调整极性，可以得到正或负离子的质谱。其中值得一提的是电喷雾喷嘴的角度，假设喷嘴正对取样孔，则取样孔易堵塞。因此，有的电喷雾喷嘴设计成喷射方向与取样孔不在一条线上，而错开一定角度。这样溶剂雾滴不会直接喷到取样孔上，使取样孔比较干净，不易堵塞。产生的离子靠电场的作用引入取样孔，进入分析器。电喷雾电离源是一种软电离方式，即便是分子量大，稳定性差的化合物，也不会在电离过程中发生分解，它适合于分析极性强的大分子有机化合物，如蛋白质、肽、糖等。电喷雾电离源的最大特点是简洁形成多电荷离子。这样，一个分子量为10000Da101000Da，进入了一般质谱仪可以分析的范围之内。依据这一特点，目前承受电喷雾电离，可以测量分子量在300000Da5．大气压化学电离源(AtmosphericpressurechemicalIonization，APCI)它的构造与电喷雾源大致一样，不同之处在于APCI喷咀的下游放置一个针状放电电极，通过放电电极的高压放电，使空气中某些中性分子电离，产生HO+，3N+，O+和O+等离子，溶剂分子也会被电离，这些离子与分析物分子进展离子-分2 2子反响，使分析物分子离子化，这些反响过程包括由质子转移和电荷交换产生正离子，质子脱离和电子捕获产生负离子等。图是大气压化学电离源的示意图:大气压化学电离源主要用来分析中等极性的化合物。有些分析物由于构造和极性方面的缘由，用ESI不能产生足够强的离子，可以承受APCI方式增加离子产率，可以认为APCI是ESI的补充。APCI主要产生的是单电荷离子，所以分析的化合物分子量一般小于1000Da。用这种电离源得到的质谱很少有碎片离子，主要是准分子离子。以上两种电离源主要用于液相色谱-质谱联用仪。由上式可知，在肯定的B、V条件下，不同m/z的离子其运动半径不同，这样，由离子源产生的离子，经过分析器后可实现质量分别，假设检测器位置不变〔R〕、连续转变VBm/z扫描，得到样品的质谱。图是单聚焦分析器原理图，这种单聚焦分析器可以是180°的〔如图〕，也可以是90°或其它角度的，其外形象一把扇子，因此又称为磁扇形分析器。单聚焦分析构造简洁，操作便利但其区分力很低。不能满足有机物分析要求，目前只用于同位素养谱仪和气体质谱仪。单聚拢质谱仪区分力低的主要缘由在于它不能抑制离子初始能量分散对区分力造成的影响。在离子源产生的离子当中，质量一样的离子应当聚在一起，但由于离子初始能量不同，经过磁场后其偏转半径也不同，而是以能量大小挨次分开，即磁场也具有能量色散作用。这样就使得相邻两种质量的离子很难分别，从而降低了区分力。为了消退离子能量分散对区分力的影响，通常在扇形磁场前加一扇形电场，扇形电场是一个能量分析器，不起质量分别作用。质量一样而能量不同的离子经过静电电场后会彼此分开。即静电场有能量色散作用。假设设法使静电场的能量色散作用和磁场的能量色散作用大小相等方向相反，就可以消退能量分散对区分力的影响。只要是质量一样的离子，经过电场和磁场后可以会聚在一起。另外质量的离子会聚在另一点。转变离子加速电压可以实现质量扫描。这种由电场和磁场共同实现质量分别的分析器，同时具有方向聚焦和能量聚焦作用，叫双聚焦质量分析器〔见难，而且仪器造价也比较昂贵。四极杆分析器(Quadrupoleanalyzer)离子从离子源进入四极场后，在场的作用下产生振动，假设质量为m，电荷为eZ离子运动轨迹可由方程的解描述，数学分析说明，在a，q取某些数值时，运动方程有稳定的解，稳定解的图解形式通常用a，q参数的稳定三角形表示。〔图当离子的a，q值处于稳定三角形内部时，这些离子振幅是有限的，因而可以通过四极场到达检测器。在保持Vdc/Vrf不变的状况下转变Vrf值，对应于一个Vrf值，四极场只允许一种质荷比的离子通过，其余离子则振幅不断增大，最终遇到四极杆而被吸取。通过四极杆的离子到达检测器被检测。转变Vrf值，可以使另外质荷比的离子挨次通过四极场实现质量扫描。设置扫描范围实际上是设置Vrf值的变化范围。当Vrf值由一个值变化到另一个值时，检测器检测到的离子就会从m1变化m2m1到m2Vrf的变化可以是连续的，也可以是跳动式的。所谓跳动式扫描是只检测某些质量的离子，故称为选择离子监测〔selectionmonitoringSIM〕。当样品量很少，而且样品中特征离子时，可以承受选择离子监测。这种扫描方式灵敏度高，而且，通过选择适当的离子使干扰组份不被采集，可以消退组分间的干扰。SIM适合于定量分析，但由于这种扫描方式得到的质谱不是全谱，因此不能进展质谱库检索和定性分析。飞行时间质量分析器(Timeofflightanalyzer)飞行时间质量分析器的主要局部是一个离子漂移管。图是这种分析器的原理V作用下得到动能，则有：m：离子的质量离子以速度v进入自由空间〔漂移区〕，假定离子在漂移区飞行的时间为T，漂移区长度为L，则：由式可以看出，离子在漂移管中飞行的时间与离子质量的平方根成正比。也即，对于能量一样的离子，离子的质量越大，到达接收器所用的时间越长，质量越小，所用时间越短，依据这一原理，可以把不同质量的离子分开。适当增加漂移管的长度可以增加区分力。飞行时间质量分析器的特点是质量范围宽，扫描速度快，既不需电场也不需磁场。但是，长时间以来始终存在区分力低这一缺点，造成区分力低的主要缘由在于离子进入漂移管前的时间分散、空间分散和能量分散。这样，即使是质量一样的离子，由于产生时间的先后，产生空间的前后和初始动能的大小不同，到达检测器的时间就不一样，因而降低了区分力。目前，通过实行激光脉冲电离方式，离子延迟引出技术和离子反射技术，可以在很大程度上抑制上述三个缘由造成的区分力下20230300000Da，并且具有很高的灵敏度。目前，这种分析器已广泛应用于气相色谱-质谱联用仪，液相色谱-质谱联用仪和基质关心激光解吸飞行时间质谱仪中。以下图是基质关心激光解吸飞行时间质谱仪原理图:离子阱质量分析器离子阱的构造如下图。离子阱的主体是一个环电极和上下两端盖电极，环电极和上下两端盖电极都是绕Zr20=2Z20〔r0为环形电极的最小半径，Z0为两个端盖电极间的最短距离〕。直流电压U和射频电压Vrf加在环电极和端盖电极之间，两端盖电极都处于地电位。离子阱的特点是构造小巧，质量轻，灵敏度高，而且还有多级质谱功能〔见节〕GC-MSLC-MS。傅立叶变换离子盘旋共振分析器〔Fouriertransformioncyclotronresonanceanalyzer，FTICR〕这种分析器是在原来盘旋共振分析器的根底上进展起来的。因此，首先表达一下离子盘旋共振的根本原理。假定质荷比m/e的离子进入磁感应强度为B的磁场中，由于受磁场力的作用，离子作圆周运动，假设没有能量的损失和增加，圆周运动的离心力和磁场力相平衡，即：〔单位为弧度/秒〕。由式可以看出，离子的盘旋频率与离子的质荷比成线性关系，当磁场强度固定后，只需准确测得离子的共振频率，就能准确的得到离子的质量。测定离子共振频率的方法是外加一个射频辐射，假设外加射频频率等于离子共振频率，离子就会吸取外加辐射能量而转变圆周运动的轨道，沿着阿基米德螺线加速，离子收集器放在适当的位置就能收到共振离子。转变辐射频率，就可以接收到不同的离子。但一般的盘旋共振分析器扫描速度很慢，灵敏度低，区分力也很差。傅立叶变换离子盘旋共振分析器承受的是线性调频脉冲来激发离子，即在很短的时间内进展快速频率扫描，使很宽范围的质荷比的离子几乎同时受到激发。因而扫描速度和灵敏度比一般盘旋共振分析器高得多。图是这种分析器的构造示意图：分析室是一个立方体构造，它是由三对相互垂直的平行板电极组成，置于高真空和由超导磁体产生的强磁场中。第一对电极为捕集极，它与磁场方向垂直，电极上加有适当正电压，其目的是延长离子在室内滞留时间；其次对电极为放射极，用于放射射频脉冲；第三对电极为接收极，用来接收离子产生的信号。样品离子引入分析室后，在强磁场作用下被迫以很小的轨道半径作盘旋运动，由于离子都是以随机的非相干方式运动，因此不产生可检出的信号。假设在放射极上施加一个很快的扫频电压，当射频频率和某离子的盘旋频率全都时共振条件得到满足。离子吸取射频能量，轨道半径渐渐增大，变成螺旋运动，经过一段时间的相互作用以后，所有离子都做相干运动，产生可被检出的信号。做相干运动的正离子运动至靠近接收极的一个极板时，吸取此极板外表的电子，当其连续运动到另一极板时，又会吸引另一极板外表的电子。这样便会感生出“象电流”〔见图〕，象电流是一种正弦形式的时间域信号，正弦波的频率和离子的固有盘旋频率一样，其振幅则与分析室中该质量的离子数目成正比。假设分析室中各种质量的离子都满足共振条件，那么，实际测得的信号是同一时间内作相干轨道运动的各种离子所对应的正弦波信号的叠加。将测得的时间域信号重复累加，放大并经模数转换后输入计算机进展快速傅立叶变换，便可检出各种频率成分，然后利用频率和质量的关系，便可得到常见的质谱图。利用傅立叶变换离子盘旋共