要說近年來被公認增長z*快的分析儀器，毫無疑問非質譜儀莫屬。據美國ACS網站統計，目前國際上排名前十的儀器廠商中，有七家都在從事質譜儀的研發和生產。就中國而言，對質譜儀的需求也在快速增長。
質譜儀小型化
你問過真空系統意見么？
質譜分析是一種測量離子質荷比（質量-電荷比）的分析方法。s*先通過電離源將樣品中各組分電離成離子，接著在高真空（這里先劃一下重點）的質量分析器中，在電磁場的作用下主要根據質荷比（帶電離子質量/所帶電荷的數量）將離子進行分離，使這些離子z*后在探測器上產生可以被互相區分的信號。
對于不同的組分，電離生成的離子不同——故而質譜可以被用于鑒定樣品中的不同組分。
質譜儀基本結構示意圖
質譜技術發展至今已逾百年，質譜工作者們站在彼此的肩頭，將一個簡單的物理現象在理論和實踐上推到如今的高度，使其成為了分析領域z*重要的方法之一。
目前質譜已不僅是常規化學分析中的重要手段，逐漸也開始被用于生命科學、國土安全、食品安全、臨床醫學檢測和空間技術等熱門領域。
質譜技術的應用領域越來越廣泛
但我們知道，傳統的實驗室臺式質譜儀昂貴、耗能、連接氣路管道、需要強力真空泵，并且經常需要前端的分離系統，機體往往龐大笨重。若要應用于臨床、機場安檢、食品安全等原位現場測量場景，這顯然是不合適的。
這些應用的檢測任務往往不需要太高的分辨率及質量準確度（相對于傳統臺式質譜儀），需要滿足的是能夠測定一定數量的已知化合物，且快速（短短幾秒）得出檢測結果。
但因為是現場檢測，一個非常重要的特性儀器是必須有的，那就是小型化。
不過，說小型化就小型化
你問過真空系統的意見了嗎？
真空系統：
“不要以為我們好伺候、好欺負”
沒錯，在小型化質譜儀的設計中，z*大的一個挑戰在于真空系統。
上面在簡介質譜儀工作原理的時候，已經為大家劃出來了，“真空”是質譜儀內部工作的必要條件。保持高真空度可以防止分子、離子、電子之間發生碰撞，避免噪聲的產生。
也就是說，真空度越高，質譜儀的信噪比越好。
遺憾的是，真空系統往往比較笨重，小型質譜儀也只能選擇小型的真空泵，而泵速的下降，會直接導致系統真空度降低，這會嚴重影響質量分析器及探測器的正常運行。
而從目前的研究結果來看，質譜的背景噪聲主要來自探測器端，這源于一個叫離子反饋的作用。
常見的質譜探測器（如MCP、電子倍增器/EM）都是將離子轉化為電子；電子被電場加速、倍增并z*終檢出。而加速的電子會和殘余氣體分子碰撞，產生正離子。這些正離子在電場中會反向運動，再次轟擊產生電子，這個過程稱為離子反饋（Ion Feedback，IFB）。
由于正離子反向運動是需要時間的，所以離子反饋所產生的信號與真實信號本身并不會疊加，反而成為了噪聲/雜峰的重要來源。
離子反饋（Ion Feedback，IFB）過程示意圖
而低真空度下較高濃度的氣體分子是客觀存在的，因此相比于控制離子生成，更為明智的做法是控制生成離子的走向。但如今四級桿及離子阱質譜儀一般采用的電子倍增器（EM），卻并沒有辦法解決這一問題。
新探測器技術的出現，成為了質譜儀小型化的一個關鍵。
