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质量分析器种类

2021.11.10

质量分析器种类

质量分析器依据不同方式将离子源中生成的样品离子按质荷比m/z的大小分开。质量分析器主要分为:扇形磁场,飞行时间质量分析器,四极杆质量分析器,离子阱,傅里叶变换离子回旋共振分析器。

扇形磁场是历史上最早出现的质量分析器,其利用不同质荷比的带电离子在稳定磁场内偏转的半径不同,将离子分开检测。

飞行时间质量分析器则是利用不同质荷比的离子经加速电压加速后,飞过一定距离所需的时间不同,即质荷比小的离子飞行速度快,先到达检测器,质荷比大的飞行速度慢则后到,从而获得分离。

四极杆、离子阱、傅里叶变换离子回旋共振、轨道阱等质量分析器是利用离子囚禁技术来实现对带电离子的捕获、储存、筛选及分离,即根据离子振动频率的方式来区分。质荷比小的离子,频率较大,质荷比大的离子,频率较小。

四极杆质量分析器由四根相互平行并均匀安置的金属杆构成,离子进入后,在交变电场作用下产生振荡,在一定的电场强度和频率下,只有较窄质荷比范围的离子有稳定的运动轨迹,能通过四极杆电极到达检测器,其他离子则由于振幅大而撞到极杆上,实现不同质荷比离子的分离检测。离子阱质量分析器由一个环形电极和两个端盖电极组成,当环电极施加射频电压,两个端电极接地时,就会形成一个电势阱,使离子能够长时间地囚禁于阱内,通过调整扫描参数,使离子运动的频率增加,当和外加频率共振时,离子从外场吸收能量、轨迹变大、抛出阱外而被检测。

傅里叶变换离子回旋共振(FTICR)质量分析器是根据磁场中离子回旋频率来测量离子质荷比(m/z)。彭宁阱(Penning trap)捕获的离子被垂直于磁场的振荡电场激发形成一个更大的回旋半径,当回旋的离子束接近一对捕集板时,捕集板上会检测到感应电流信号。通过傅里叶变换,可以将这些电流信号转换成质谱信号。轨道阱(orbitrap)质量分析器是近年来发展的一种新型的质量分析器,其是利用作用在纺锤形电极上的静电场将离子束缚,通过测定离子轴向场的谐振运动频率来确定其质荷比。


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