電感耦合等離子體質(zhì)譜儀是一種高精度、高靈敏度的分析儀器，其工作原理基于電感耦合等離子體技術和質(zhì)譜分析技術的結合。首先，通過霧化器將溶液樣品送入等離子體光源，在高溫下汽化并解離出離子化氣體。這些離子經(jīng)過取樣錐進入低真空環(huán)境中形成分子束，再經(jīng)過四極質(zhì)譜分析器進行質(zhì)量分離，最終到達離子探測器。根據(jù)探測器的計數(shù)與濃度的比例關系，可以測出元素的含量或同位素比值。
1、離子源
高溫等離子體產(chǎn)生：通過在電感線圈上施加強大的高頻射頻信號，在線圈內(nèi)部形成高溫等離子體。這種等離子體溫度高，通?？蛇_8000K左右，能夠使大多數(shù)樣品中的元素電離出一個電子而形成一價正離子。
氣體推動與平衡：利用氣體的推動作用，保證了等離子體的平衡和持續(xù)電離，使離子源穩(wěn)定地產(chǎn)生離子。
2、進樣系統(tǒng)
多形式進樣：要求所有樣品以氣體、蒸汽和細霧滴的氣溶膠或固體小顆粒的形式進入中心通道氣流中。針對不同樣品性狀，有多種引入方式，如溶液氣動或超聲方式引入、電熱蒸發(fā)方式引入、激光或火花方式引入、氣體發(fā)生方式引入等。
高效傳輸：進樣系統(tǒng)將處理后的樣品有效地傳輸?shù)降入x子體中，確保樣品能夠充分離子化。
3、接口部分
壓力匹配：接口是整個儀器最關鍵的部分之一，其功能是將等離子體中的離子有效傳出到質(zhì)譜。由于質(zhì)譜和等離子體之間存在溫度、壓力和濃度的巨大差異，接口技術需要解決如何將高溫、常壓下的等離子體中的離子有效地傳輸?shù)礁哒婵?、常溫下的質(zhì)譜儀的難題。
離子傳輸穩(wěn)定性：必須使足夠多的等離子體在兩個壓力差別非常大的區(qū)域之間有效傳輸，而且在離子傳輸?shù)娜^程中，不應該產(chǎn)生任何影響最終分析結果可靠性的反應，即樣品離子在性質(zhì)和相對比例上不應有變化。
4、質(zhì)量分析器
四極桿過濾器：利用靜電透鏡系統(tǒng)將穿過截取錐的離子拉出來，輸送到四極桿濾質(zhì)器。四極桿的工作是在四根電極之間的空間產(chǎn)生一隨時間變化的特殊電場，只有給定質(zhì)荷比（m/z）的離子才能獲得穩(wěn)定的路徑而通過極棒，從其另一端出射，實現(xiàn)離子的質(zhì)量分離。
快速掃描：四極桿掃描速度很快，大約每100毫秒可掃描整個元素覆蓋的質(zhì)量范圍，能夠快速地對不同質(zhì)荷比的離子進行檢測和分析。
5、檢測系統(tǒng)
離子檢測：經(jīng)過質(zhì)量分析器分離后的離子進入檢測器，檢測器對進入的離子個數(shù)進行計數(shù)，從而得到最終的元素的含量或同位素比值等信息。
高靈敏度檢測：具有很高的靈敏度，能夠檢測到極低含量的元素，檢出限可達納克每毫升或更低水平。
