文档介绍：第十八章 质谱分析
基本原理
单聚焦分析器
双聚焦分析器
四极杆分析器
飞行时间
离子阱分析器
傅立叶变换离子回旋共振质量分析器
第三节 质量分析器的类型与原理
Mass spectrometry,MS
Type and principle of mass analyzer
2017/11/11
质量分析器原理
在磁场存在下,带电离子按曲线轨迹飞行;
离心力=向心力;m 2 / R= B0 z V
曲率半径: R= (m )/ z B0
质谱方程式:m/z = (B02 R2) / 2V
离子在磁场中的轨道半径R取决于: m/z 、 B0 、 V
改变加速电压V, 可以使不同m/z 的离子进入检测器。
加速后离子的动能:
(1/2)m 2= z V
= [(2V)/(m/z)]1/2
2017/11/11
单聚焦磁场分析器
方向聚焦:
相同质荷比,入射方向不同的离子会聚;
分辨率不高
缺少能量聚焦。
2017/11/11
双聚焦分析器
方向聚焦:
相同质荷比,入射方向不同的离子会聚;
能量聚焦:
相同质荷比,速度(能量)不同的离子会聚;
质量相同,能量不同的离子通过电场和磁场时,均产生能量色散;两种作用大小相等,方向相反时互补实现双聚焦。
2017/11/11
双聚焦分析器
2017/11/11
四极杆质量分析器
离子在场的作用下产生振动,如果质量为m,电荷为z的离子进入四极场,运动方程是:
保持Vdc/Vrf不变(直流电压/射频电压振幅),改变Vrf值。对应于一个Vrf值,四极场只允许一种质荷比的离子通过。
特点:分辨率较高;分析速度极快(适合联用仪器);
缺点:准确度和精密度低于双聚焦型。
2017/11/11
四极杆质量分析器
2017/11/11
飞行时间质量分析器
离子以速度v进入自由空间(漂移区),假定离子在漂移区飞行的时间为t,漂移区长度为L,则:
特点:质量范围宽,扫描速度快,不需电场和磁场。
分辨率低:原因在于离子进入漂移管前的时间分散、空间分散和能量分散。
能量相同,质量越大,达到接收器的时间越长。
t = L(m / 2zV)1/2
2017/11/11
离子阱质量分析器
环电极和上下两端盖电极,均为绕Z 轴旋转的双曲面,并满足:
r20=2Z20
r0 为环形电极的最小半径,Z0为两个端盖电极间的最短距离。
直流电压U和射频电压Vrf加在环电极和端盖电极之间。
在稳定区内的离子,轨道振幅一定,可以长时间留在阱内。一定质量的离子,在一定的U 和Vrf下,可以处在稳定区。如果在引出电极上加负电压,可以将离子从阱内引出, U和射频电压Vrf加在环电极和端盖电极之间。
2017/11/11