一、快速扫描模式的基本概念

在质谱分析中，“扫描”是指仪器通过改变质量分析器（四极杆、扇形磁场、飞行时间通道等）的参数，对不同质量数（m/z）的离子进行顺序检测的过程。扫描速度是衡量质谱仪性能的关键指标之一。所谓快速扫描模式，即是仪器在保持灵敏度和精度的前提下，缩短对所有目标质量数扫描所需的时间。

快速扫描模式的典型特征包括：

• 更短的每点停留时间

• 更快的质量数跳跃速度

• 更高的采样频率

• 更短的整体分析周期

这对于动态样品（如瞬时变化的信号）、高通量检测、多点数据获取等应用场景尤为重要。

二、iCAP RQplus ICP-MS 的扫描性能设计

赛默飞iCAP RQplus ICP-MS 采用高性能四极杆质量分析系统，具备高速、稳定、精确的扫描能力。该仪器的设计在硬件和软件层面均支持快速扫描操作，并提供相应的技术优化。

1. 高速四极杆设计

iCAP RQplus ICP-MS 搭载的四极杆质量分析器具有高分辨率与高传输效率，支持快速质量切换与低延迟检测。仪器允许在几毫秒之内切换不同的质量数，不仅可以快速锁定目标元素，还能实现顺序多点扫描，大大提升检测效率。

2. 数字控制电子系统

仪器内部采用先进的数字射频控制技术，使得质量扫描过程更精准快速。在快速扫描模式下，质量轴调节和电压变化通过数字信号控制完成，相较于传统模拟控制系统具有更快的响应时间与更高的重复性。

3. 动态扫描设置

用户可在软件中定义多个扫描区段，并为不同元素或质量范围设定不同的扫描时间与扫描方式（如跳跃式扫描、连续扫描、定点采集）。通过灵活的扫描段划分，系统可以在保证检测灵敏度的同时，实现高速多元素检测。

4. 多重检测通道集成

在快速扫描模式下，iCAP RQplus 可整合反应池、碰撞池等方式进行质量过滤与干扰消除。通过多重质量选择技术（如KED模式、CCT模式），在快速扫描过程中依旧保持较强的抗干扰能力。

三、软件支持与操作实现

快速扫描模式不仅依赖于硬件系统的支撑，还需要配套软件系统提供操作平台。iCAP RQplus 所配套的 Thermo Scientific Qtegra 软件提供了强大的方法编辑功能，支持用户根据分析目标灵活定义扫描方式与扫描速率。

1. 灵活的时间分辨率设定

在Qtegra软件中，用户可以设定每个元素的停留时间、扫描次数、扫描间隔、期望采样点数等参数，从而对分析时间与数据密度进行平衡优化。例如在分析时间分辨率较高的样品时，可以缩短单元素停留时间，提高采样频率。

2. 跳跃扫描与定量扫描模式选择

软件支持多种扫描方式的组合，包括：

• 跳跃扫描（Peak Hopping）：系统仅扫描预设质量数，提高速度

• 连续扫描（Scan Mode）：系统在预定范围内逐点扫描，适用于未知谱图获取

• 多段扫描（Timed Events）：对不同时间段设置不同扫描策略

这种灵活性意味着用户可在单次分析中组合多种扫描策略，实现速度与准确度的平衡。

四、快速扫描在典型应用中的体现

1. 时间分辨动态监测

在某些样品（如等离子体样品、环境气溶胶、呼气分析等）中，元素浓度会随着时间迅速变化。快速扫描模式可以在极短时间内获取多个质量数的实时信号，确保在瞬态事件中仍能捕捉关键数据。例如，在核素释放动态监测中，可精确记录放射性同位素浓度的微秒级变化。

2. 多元素同时分析

在常规ICP-MS分析中，如果分析元素超过20种，且每个元素需重复扫描多次，则总分析时间往往超过5分钟。但借助快速扫描功能，iCAP RQplus 可将单次多元素扫描压缩至几十秒甚至更短，大大提高实验室分析通量。

3. 地质与考古样品分析

在地球化学、矿物探测等领域，快速扫描可用于对未知样品进行初步谱图扫描，在短时间内了解样品中主要元素的分布情况，并据此决定后续详细分析计划。

4. 临床与生物医学分析

在血液、尿液或组织样品的金属元素分析中，快速扫描模式可在尽量少的样品量下获取完整元素信息，同时减少分析周期，提高样品处理效率。

五、快速扫描模式的优势与挑战

优势：

• 提高样品通量，适应高效率检测需求

• 缩短检测周期，适合大批量样品连续作业

• 提高时间分辨率，有利于动态监测与瞬态分析

• 有助于未知谱图扫描与元素筛选

挑战：

• 在高速扫描下可能牺牲部分灵敏度

• 对仪器的硬件性能和系统稳定性要求较高

• 若样品基质复杂，快速扫描易受到干扰，需配合反应池优化

• 数据量大，需高性能软件进行数据解读与处理

六、总结

综上所述，赛默飞iCAP RQplus ICP-MS 完全支持快速扫描模式，其四极杆分析器、高速数字控制系统、灵活的扫描参数设置、反应/碰撞池功能及Qtegra软件平台共同构成了稳定高效的快速扫描解决方案。该模式适用于多种应用场景，包括高通量筛查、时间分辨动态监测、未知谱图分析等领域。

虽然快速扫描模式在某些情况下可能会牺牲部分灵敏度或对操作设定要求较高，但只要合理设置参数、结合内标校正、优化进样与仪器状态，仍可获得非常可靠的分析结果。iCAP RQplus 的快速扫描能力使其成为现代ICP-MS领域中兼具效率与精度的先进代表仪器，对于希望在保证数据质量基础上进一步提升实验室运行效率的用户来说，是一项极具价值的功能。