ICP-MS讲座：13. 四极杆ICP-MS的典型离子透镜系统

                     四极杆ICP-MS的典型离子透镜系统

离子透镜系统的形式是根据真空系统的某些使用性能来确定的。质量分析器工作需要的低气压由扩散泵或涡轮分子泵产生，用一个差分抽气小孔隔开，采用两级抽气是最有效也是最经济的。Sciex制造的Elan仪器使用了不同结构的真空泵。不管使用什么样的真空泵，在离子透镜轴上要使用一个光子挡板以阻挡从等离子体来的光子直射到离子检测器形成背景。光子挡板的尺寸由它后面的孔径决定，并在后面孔上投射阴影，这还会影响透镜的设计。
离子透镜的功能是把截取锥后面的离子云尽可能多的在四极质量分析器的入口处形成圆截面的轴向束。到目前为止报道的所有的ICP-MS系统都使用了有机质谱上发展起来的四极杆系统，杆的直径为12-18 mm，长200 mm。为了维持高质量数的离子的传输，必须使离子以相对慢的速度沿棒的轴迁移，以便离子能有足够的射频场循环数而达到较高的分辨率。这需要离子以较低的离子能量分散进入分析器的杆系统，正常的也就是几个eV。离子在四极杆系统入口处的能量主要是离子源，等离子体和(杆)系统之间的直流电势差。因为高于提取孔的等离子体的电势由等离子体的激发和工作参数所决定，因此通常设置一个调节分析杆对锥口部分的平均直流电压，称为极偏压。这个极偏压能够使电势落在根据最佳离子能量而设置的等离子体和四极杆之间。极偏压还能用做离子能量粗略测量的阻滞电势。但低能离子可能会由于四极杆末端的弥散场效应受到抑制，这些可以通过使用某种形式的入口光学系统使其降至最小。在PlasmaQuad和Elan系统使用的四极杆中，离子首先进入短的入口或四极杆的前端小杆系统。这样就组成了一套和主杆同样直径的一套同轴杆，但仅仅25 mm长。这些小杆上的RF电势和主杆相同，而直流成份却被省去了。在主四极杆的出口末端也使用了相似的小四极杆用以改善引出场。