四極桿質譜計

四極桿質譜計是一個順序質量分析器,通過它實現對被提取的離子束進行m/z分析。典型的四極桿過濾器由四根筆直的金屬或表面鍍有金屬的極棒組成。

工作原理

四極質譜計的主要部分為四極濾質器,它是由四根截面呈雙曲面的平行電極(桿)組成的。四極質譜計的組成還包括離子源、使離子能穿過濾質的孔徑的一套離子光學系統、四極桿上的電源控制系統、出口孔徑、離子探測器和相關的電子學系統,以及使離子在飛行過程中能處於超高真空中的超高真空系統。離子的質量分離在電極形成的四極場中實現。在相對的一對電極上加上[U+Vcos(ωt)]電壓,在另一對電極上加上-[U+Vcos(ωt)]電壓,其中U是直流電壓,Vcos(ωt)是一個高頻交變電壓。被加上的電壓會影響從離子源來的離子流穿過四個電極中心的軌跡。對於給定的直流電壓和高頻交流電壓,只有具有一定質荷比(m/e)的離子可穿過四極濾質器被檢測到,而其他離子會偏離其原來的軌道。可用保持U和V不變而改變ω,或固定ω而改變U和V的方法將離子源產生的離子按質量分開。

特點

四極濾質器是一種無磁鐵分析器,體積小,重量輕,操作容易,掃描速度快。這種分析器的離子流通量大,靈敏度高,因此用於殘餘氣體分析。四極濾質器的主要缺點是質量範圍不能很高,解析度低和有質量歧視效應。

具體介紹

學科:岩礦分析與鑑定
詞目:四極桿質譜計
英文:quadrupole mass spectrometer
釋文:四極桿是一個順序質量分析器,通過它實現對被提取的離子束進行m/z分析。典型的四極桿過濾器由四根筆直的金屬或表面鍍有金屬的極棒組成。幅度為U和V的直流和射頻電壓分別施加在每根極棒上,被分析的離子沿軸向被引進四極桿裝置的一端,其速度由它們的能量和質量決定。施加的射頻電壓使所有離子偏轉進入一個振盪路徑而通過極棒。若適當地選擇射頻和直流電壓,則只有給定的m/z離子才能獲得穩定的路徑而通過極棒,從其另一端出射,其他離子被過分偏轉,與極棒碰撞,並在極棒上被中和而丟失。在任何給定的時間內,只有具有給定的m/z的離子才被傳輸。m/z值可被非常快速地掃描或變換,但不同m/z的離子不能用常規的四極桿同時予以檢測。因此,一台四極桿ICP-MS類似一台具有快速、靈活的順序掃描的ICP-AES。四極桿質譜計體積小,可方便地與ICP源這樣的高壓離子源一起使用,但其解析度不足以將名義上m/z值相同,但在化學性質上有差異的離子分開。

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