無機質(zhì)譜儀器大多采用四級桿（Quadrupoles）：由四根帶有直流電壓（DC）和疊加的射頻電壓（RF）的準確平行金屬或陶瓷鍍金園柱桿構(gòu)成，相對的一對電極是等電位的，相鄰兩對電極之間電位相反。當一組質(zhì)荷比不同的離子進入由DC和RF組成的電場時，只有滿足特定條件(特定質(zhì)荷比)的離子作穩(wěn)定振蕩通過四極桿，到達監(jiān)測器而被檢測。四極桿的理論上有個馬修方程式，這個是四極桿的理論基礎(chǔ)。通過掃描RF場可以獲得質(zhì)譜圖。

四極桿的材質(zhì)十分關(guān)鍵了，對于高性能的四極桿（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 種類型：四極桿動態(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，兩端留有離子進出的孔，桶壁留有碰撞或反應(yīng)氣體進出的孔。充入碰撞或反應(yīng)氣，維持在比周圍真空腔內(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，作用機理可分為3種：碰撞解離型(CID) 、動能歧視型(KED) 和化學反應(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待測離子的能量差別，作用機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。對于不同類型的干擾沒有特定選擇性。

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

    3、化學反應(yīng)型（CR）是通過離子-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)過化學分辨后，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)量分析器進行測定。具有高度選擇性，適用于對于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)等類型。當反應(yīng)條件適合時，具有極強的消除干擾能力。缺點是針對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重要突破。碰撞/反應(yīng)池技術(shù)的原理和應(yīng)用源于有機質(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)之間增加了一個四極桿，即ICP串聯(lián)質(zhì)譜儀，可更好地實現(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)。