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四级杆质谱仪(Quadrupole Mass Spectrometer)来源于其四级杆质量选择器。在四级杆中,四根电极杆分为两两一组,分别在其上施加射频(Radio Frequency, RF)反相交变电压。位于此电势场中的离子,被选择的部分稳定后可到达检测器(Detector),或者进入之后的空间进行后续分析。 原理: 虽然现实中使用的四级杆质量选择器大多使用圆柱形,然而理想的质量选择器外形为双曲线形。质量选择器的大小通常在几厘米到几十厘米之间。 四级杆质量选择器的四根极杆被对应的分为两组,分别施加反相射频高压。其中两组电压的表达式分别为: 两组电压只有符号相反。其中U为直流(DC)分量,V为射频(达到发射频率的交流电,RF)分量的振幅(在此处用到的是V_rms而不是Vp-p)。 在通常情况下,U的值为500-2000 V,V为0-3000 V 。 在这样的电场环境下,离子会根据电场进行震荡。然而,只有特定荷质比的离子可以稳定的通过电场。当极杆上的电压被指定时,质量过小的离子会受到很大的电压影响,从而进行非常激烈的震荡,导致碰触极杆失去电荷而被真空系统抽走;质量过大的离子因为不能受到足够的电场牵引,最终导致碰触极杆或者飞出电场而无法通过质量选择器。 在四级杆质量选择器的硬件中,通常的做法是调整射频工作频率w来选择离子的质量,调整U与V的比值来调整离子的通过率。本节对应的图片可见,三角形区域为该质量的离子稳定的区域。U与V的比值在此体现为斜率。可见,U/V越大,离子的选择精度越高,仪器的解析能力越强,但是能稳定通过的离子数量减小;而U/V比值越小,离子通过的数量多,但是解析度下降。经过权衡之后,大多数四级杆质谱仪的解析能力大约都是1Th,体现在质谱图上就是半峰宽度大约为1Th或者1Da。 值得指出的是,当U值为零,即四级杆上仅施加射频电压时,所有离子均可通过。这样操作的意义是,可以使离子束更加聚拢。通常当作离子镜(Ion Lens)使用。最典型的扩展就是八极杆和六极杆的出现,实际是源自四级杆的基本工作特性。
Analab研究室 四级杆质谱仪原理虚拟实验室[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/05/200805161531_89685_1627719_3.jpg[/img][img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=89686]四级杆质谱仪原理[/url]
四级杆质谱仪使用的射频电源升压变压器为保证具有足够高的Q值,通常采用空气骨架,导致射频电源体积较大,线圈绕组过多,给安装调试带来诸多不便。进一步地,射频电源取样反馈电路通常采用电阻取样或光耦隔离取样,导致电路复杂,稳定性不高。而且,四级杆质谱仪通常采用模拟芯片实现PFM控制,其控制精度难以保证,且规模化生产一致性较差。 四级杆质谱仪对周围环境的要求 四级杆质谱仪的安装和正常运行对周围环境都有比较严格的要求: ①周围无强烈震荡源及电磁感应装 置; ②电源要求接地交流电230V,频率50/60Hz; ③室温要求15—28oC(59—82.4下);④相对湿度要求20%一80%。可见使用过程中要特别注意室内温度和湿度的控制。另外,为了方便仪器散热和维修,要在仪器后侧、左右侧和顶部留有足够的空间。 四级杆质谱仪的技术参数: 超高分辨能力 超高质量精度,500ppb 超快数据采集速度,50Spectra/s 超高灵敏度-检出限可达fg-ag级灵敏度水平 扫描间动态范围可达5个数量级 优异的线性及同位素匹配度 全面支持Agilent JetStream双喷雾技术 及HPLC-Chip接口,多功能复合离子源等 以上便是今天关于四级杆质谱仪的使用对周围环境有什么要求的全部分享了,希望对大家今后使用本设备能有帮助。