四重極型質量分析計

四重極型質量分析計（）とは、質量分析計の一種。
4本の電極ロッド（四重極）に直流電圧と交流電圧を与えることで、ある特定の質量（m/z値）のイオンだけがはじき飛ばされずに通過できる電場を形成させる。
原理.
電場中のイオンの運動方程式は、formula_1方向については次のように書ける。formula_2方向についても同様である。
4本の円柱状電極に正と負の直流電圧formula_4と高周波交流電圧formula_5を組み合わせた電圧を印加して電場を作る。イオンは通常10～20Vの低加速電圧で加速されて四重極に導かれ、電場によって振動する。
これらを運動方程式に代入し、
を用いて書き換えるとマシュー方程式が得られる。
この微分方程式に0でない周期解が存在するとき、その周期解をマシュー関数という。
この解を与える条件についてformula_12を横軸、formula_13を縦軸にとった図で表現でき、formula_1についての安定領域とformula_2についての安定領域が重なるようなformula_13およびformula_12のときだけイオンが四重極内を安定的に通過することができる。つまりこの振動は電圧と周波数に応じてある一定のm/z値をもつイオンのみ安定な振動をして、電極内を通過し検出器に到達することができる。しかしそれ以外の高m/zイオン群は振動が大きくなり負電極に衝突する。逆に低m/zイオン群は正電極に衝突し電極を通過することができない。
したがって、直流電圧と交流電圧の比を一定に保ちつつ、交流電圧を直線的に変化させることで、全イオンを通過させることができる。
質量範囲.
測定されるイオンの質量ｍは電極に与える交流電圧の大きさformula_18とその周波数formula_19および電極間の距離formula_20で決まり、次の式で与えられる。
この式から、質量の大きいイオンを分析するにはformula_18を大きくし、formula_20とformula_19を小さくすればよい。
しかし実際にはformula_20は数mm以下にはできず、周波数formula_19を小さくするとイオンが十分に振動できなくなる。
そのため、測定可能な質量範囲は交流電圧formula_18で決まり、現在の装置では上限が3000程度である。
質量分解能.
質量分析計の質量分解能Rとは、識別できる質量差formula_28で表される。
四重極型の質量分解能は、原理的には質量に比例し、通常formula_28が0.5程度である。したがって質量範囲3000まで測定できる装置での最大質量分解能は6000程度となる。