三维四极离子阱
* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-10-31 16:26:09 * 浏览: 21
三维四极离子阱的基本工作原理类似于四极质量过滤器，但在结构和性能上都有其特殊之处。在该仪器中，离子在所有三个坐标方向上都受到振荡力的约束，使它们可以被捕获在仪器内部，在非常低的压力下，离子可以在仪器中保存几天。三维四极离子阱的结构如图12-37所示。仪器的分析仪由一个环形电极和一个在上下端盖电极上的螺母组成（其中一个端盖电极配有离子提取电极）。由于仪器的电极系统是三个绕Z轴对称旋转的双曲面，ri = 2zi（ro是环形电极的z *小半径，z0是两个端盖电极之间的z *小距离）。在环形电极和端盖电极之间施加DC电压U和高频电压VcosccJt，并且两个端盖电极均处于地电位。当使用r，Z，theta，圆柱坐标系时，由于离子是在theta方向上，因此可以将在r和Z方向上移动的火星微分方程的一般形式表示为需要同时分离的离子。满足r和Z方向的轨道稳定条件，因此可以将两个n和q值相差两倍的火星稳定图重叠，以获得三维四极离子阱的稳定图。图12-38是三维四极离子阱的示意图。这种仪器的质量扫描类似于四极质量过滤器的质量扫描，即，以恒定的正交比用电压或频率进行扫描以获得质谱。有两种检测离子的方法：一种是离子共振感应吸收，另一种是向提取电极施加负电压脉冲，然后将离子从分析仪中取出并通过电子倍增器进行检测。三维四极杆离子阱的特点是体积小，重量轻，可以在极低的压力下长时间存储离子，从而提高了仪器的检测能力，但是在存储离子的过程中，物理和离子发生的化学过程极其复杂，因此很难处理质谱数据。三维四极杆离子阱是保罗于1953年发明的。费舍尔的离子存储理论由Fischer等人详细描述。关于用于真空残留气体分析的三维四极离子阱的报道。在真空中有四个气体成分的情况下，残留气体分析仪可以检测到10 ^ -1lPa的分压，并且仪器的z *高分辨率功率为300（峰值高度的50％）。 Dawson通过在端盖电极上开一个小孔并将离子引入电子倍增器中以通过栅极脉冲电压进行检测，从而改善了仪器的结构和离子检测方法。以前，此类仪器的离子检测使用离子共振感应技术。实验表明，离子可以在10 ^ -1 tPa的全压力下在仪器中存储几天。文献[301]报道了一种三维四极杆仪器，其灵敏度为10 ^ -7A / Pa，分辨率为120（峰值高度的50％）。早期的三维四极仪器的电极由固态金属制成。保罗的乐器是黄铜制的。后来，该仪器制成了不锈钢电极，从而提高了仪器的真空性能。 Dawson和Schermann还用不锈钢网制成电极。 Dawson用不锈钢网制成的简单三维四极杆分析仪的质量仅为100g（包括一个12级铜电子倍增器），z *小可检测压力为10 ^ -10Pa。是75（峰高的50％）。此外，还研究了三维四极离子阱中的离子损失过程以及分析仪中的空间电荷效应和离子分子反应过程。
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