一旦离子被成功从ICP-MS接口区提取出来,通过一系列称为离子透镜的静电透镜直接被引入主真空室。在这个区域用一台涡轮分子泵保持约为10-3Torr的运行真空。离子透镜的主要作用是通过静电作用将离子束聚焦并引入质量分离装置,同时阻止光子、颗粒和中性物质到达ICP-MS检测器。
在离子束中含有所有的待测元素离子和基体离子,离开离子透镜后,离子束就进人了质量分离装置,目标是允许具有特定质荷比的待测元素离子进入检测器,并过滤掉所有的非待测元素、干扰和基体离子。这是ICP-MS的心脏部分,在这一区域用第二台涡轮分子泵保持大约为10-6Torr的运行真空。现在商业应用的ICP-MS设计通常是用碰撞/反应池技术消除干扰,在后续的四极杆中进行质量过滤分离。
Z后一个过程是采用离子检测器将离子转换成电信号。目前Z常用的设计称为离散打拿极检测器,在检测器纵向方向布置一系列的金属打拿极。在这种设计中,离子从质量分离器出来之后打击diyi个打拿极,然后转变成电子。电子被下一个打拿极吸引,发生电子倍增,在Z后一个打拿极就产生了一个非常强的电子流。用传统的方法通过数据处理系统对这些电信号进行测量,再应用标准溶液建立的ICP-MS校准曲线就可以将这些电信号转换成待测元素的浓度。