小中大先回答你最后一个问题，做多级质谱只需要进样一次就可以。
至于它的原理，很多书都有介绍，你最好是找本书研究研究，比在这里道听途说好。
常用的做2级以上的质谱包括triple quadrupole(TQD)和ion trap(IT)两种质谱分析仪。
TQD只能做2级质谱，不能做3级及3级以上的质谱。之所以它能做2级质谱，是因为它有三个quadrupoles，第一个测full mass scan，第二个进行碰撞裂解，第三个测daughter ions scan。这个叫做空间上的ms2。基于它只有三个quadrupole，它不能再做下一级质谱（也就是ms3），如果要做ms3，它在空间上就要再多加两个quadrupole，依此类推。
IT就能做大于三级的质谱，和TQD不同的是，它是时间上的多级质谱，只要有足够的时间，理论上它可以做无穷级质谱（但是往往由于daughter ion的强度越来越小，检测器检测能力有限，不可能做很多级）。IT对离子的操作大致有四个steps：trapping, isolation, excitation, and ejection。
对于2级质谱，IT先collect 所有的离子，这个就是第一步trapping完成，然后改变IT的环电极的电压，只让用户选择的离子留下，其他的离子都赶出IT（这就是第二步isolation）。第三步就是再改变endcap电极的电压，选择性的把用户选择的离子振动起来，进行CID，等到离子被打碎以后，就可以进行第四步了，把所有的离子eject出离子阱，得到2极质谱的谱图。如果要进行更高一级质谱，先不要做第四步，只需要重复进行第二步和第三步，知道做到你想要的级数，最后再进行第四步。拿三级质谱举个例子。先collect所有离子（第一步），然后isolate母离子（第二步），打碎母离子（第三步），然后再isolate感兴趣的碎片离子sub母离子（再次第二步），再打碎这个sub母离子（再次第三步），最后eject所有碎片离子。
