质谱仪是现代高端分析仪器的代表，具有很强的物质定性和定量分析能力。传统的实验室质谱仪具有体积大、功耗高、环境适应性差和不能移动等缺点，无法满足现场检测的需求。近年来，小型化质谱仪成为质谱学领域中的研究热点和前沿研究方向。简化结构的线性离子阱已被广泛应用到小型化离子阱质谱仪中。然而，现有的小型化线性离子阱质谱仪普遍存在离子探测效率低的问题，其原因在于:离子在质量分析过程中同时沿着两个相反的方向出射，在小型化质谱仪只能采用单边离子探测器的情况下，离子的最高探测效率必然小于50％，这将大幅度降低小型化离子阱质谱仪的最终分析灵敏度。
　　为解决现有小型化线性离子阱质谱仪离子探测效率低的共性问题，本文提出一种离子单向出射理论，其实质是在线性离子阱内构建非对称射频电场，使射频电场的场中心与几何中心发生偏移，进而使得束缚在场中心的离子距离其中一端的离子出射槽更近，最终诱导离子从靠近离子探测器的一边出射。理论上，该方法可以使小型化离子阱质谱仪采用单边离子探测器的模式下，大幅提高离子探测效率且保持相当的质量分辨率，而且适用于所有类型的线性离子阱。
　　基于提出的理论，本文从具体的技术实现手段上，提出了两种方法:(1)建立和优化非对称几何结构的线性离子阱，具体包括:通过改变三角形电极线性离子阱离子出射槽方向的电极角度，构建新型结构的非对称三角形电极线性离子阱(A-TeLIT);通过向右侧平移半圆柱电极线性离子阱y电极的半圆部分，从而构建新型结构的非对称半圆弧电极线性离子阱(T-HreLIT)。(2)在线性离子阱离子出射的电极上施加非对称射频电压从而构建非对称射频电场。对于这两种具体的实现方法，本研究分别采用模拟计算和实验的方法对它们的可行性和最终性能进行了论证。
　　模拟计算和实验结果证明:两种方法均能在线性离子阱中配置非对称射频电场，使小型化质谱仪在单边离子探测器模式，大幅提高离子探测效率，并保持相当高的质量分辨率。两种方法具有各自的优缺点，第一种改变线性离子阱电极结构的方法，其优点在于无需改变电路系统，电路简单，只能改变电极结构的形状，但该方法对加工精度要求较高;第二种施加非对称射频电压的方法电路结构复杂，但无需改变电极结构，加工难度低。本文提出的研究方法对现有的线性离子阱具有普适性，可大幅提高小型化线性离子阱质谱仪的离子探测效率。