三维四极离子阱
* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-12-15 1:14:51 * 浏览: 5
三维四极离子阱的基本工作原理与四极质量过滤器相似，但是在结构和性能上都是独一无二的。在该仪器中，离子在三个坐标方向上受到振荡力的约束，使其被困在仪器内部，在极低的压力下，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。仪器的分析仪由环形电极和上，下端盖电极上的螺母组成（其中一个端盖电极上装有离子提取电极）。由于仪器的电极系统是绕Z轴对称旋转的三个双曲面，因此ri = 2zi（ro是环形电极的z *小半径，z0是两个端盖电极之间的小距离z * ）。在环形电极和端盖电极之间施加直流电压U和高频电压VcosccJt，并且两个端盖电极都处于地电位。在圆柱坐标系中使用r，Z和theta时，由于离子在theta中且其方向不受力影响，因此可以表示沿r，Z方向移动的火星微分方程的一般形式由于满足了r和Z方向的轨道稳定性条件，因此可以重叠两个n和q值之差为负两倍的Matrian稳定性图，以获得三维四极杆离子阱稳定性图。图12-38是三维四极离子阱的稳定性图。该仪器的质量扫描方法与四极杆质量过滤器的质量扫描方法相似，也就是说，通过以恒定的正交比用电压或频率进行扫描可获得质谱。有两种检测离子的方法：一种是离子共振感应吸收法，另一种是向引出电极施加负电压脉冲以将离子引出分析仪，然后使用电子倍增器进行检测。三维四极杆离子阱具有结构紧凑，重量轻的特点，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，但是在存储过程中会发生物理和化学过程离子非常复杂，因此很难处理质谱数据。 Paul在1953年发明了三维四极离子阱。详细介绍了仪器的离子存储原理。一些论文报道了用于真空残留气体分析的三维四极离子阱。在真空中包含四种气体成分的情况下，该残留气体分析仪可以检测到10 ^ -1lPa的分压，并且仪器的z *分辨率为300（峰值高度的50％）。道森改进了仪器的结构和离子检测方法。在端盖电极上开一个小孔，并使用栅极脉冲电压将离子引入电子倍增器进行检测。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，当总压力为10 ^ -1tPa时，离子在仪器中的存储时间可以达到几天。参考文献[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（峰高的50％）。早期的三维四极杆仪器的电极由固态金属制成，Paul的仪器由黄铜制成，后来的仪器由不锈钢电极制成，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。这种由不锈钢网制成的简单的三维四极分析仪重量仅为100g（包括十二级铍铜电子倍增器），z *可检测到的小分压为10 ^ -10Pa。为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，分析仪中的空间电荷效应以及离子分子反应过程。
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