Chapter 8質(zhì)譜學(xué)的發(fā)展與應(yīng)用 FTICR

第八章

付立葉變換離子回旋共振質(zhì)譜儀

（FourierTransformIonCyclotronResonanceMassSpectrometry，F(xiàn)TICRMS)

編輯pptFTICR-MS編輯pptFTICR-MS編輯ppt本節(jié)課內(nèi)容：

1，F(xiàn)TICRMS結(jié)構(gòu)和原理

2，F(xiàn)TICRMS特點(diǎn)

3，F(xiàn)TICRMS應(yīng)用編輯ppt(1)，F(xiàn)TICRMS的基本結(jié)構(gòu)編輯ppt(2)，F(xiàn)TICRMS基本原理

利用不同質(zhì)荷比的離子在一穩(wěn)定磁場中的回旋運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的與質(zhì)荷比對應(yīng)的映像電流推斷其離子種類。編輯ppt離子在磁場中的運(yùn)動(dòng)示意圖編輯ppt離子在均勻磁場中的運(yùn)動(dòng)假定磁場強(qiáng)度為B，B=-B0k

離子質(zhì)量為m，電荷為q，速度為v，則有：

又，離子作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)離子角速度ω為編輯ppt所以有：

或得到：編輯ppt由可以看出：1，質(zhì)荷比為m/z的離子，其在磁場B中的回旋運(yùn)動(dòng)頻率f僅與磁場強(qiáng)度和其質(zhì)荷比有關(guān)，而與其初始速度無關(guān)。2，磁場B越強(qiáng)，其回旋運(yùn)動(dòng)頻率f越大離子回旋運(yùn)動(dòng)頻率與磁場強(qiáng)度的關(guān)系編輯ppt離子在不同磁場中的回旋運(yùn)動(dòng)頻率編輯ppt由得到：所以可以看出：1，質(zhì)荷比為m/z的離子，其在磁場B中的回旋運(yùn)動(dòng)軌道半徑與其初始速度，磁場強(qiáng)度，和其質(zhì)荷比都有關(guān)。2，磁場B越強(qiáng)，其回旋運(yùn)動(dòng)軌道半徑越小。離子回旋運(yùn)動(dòng)的圓周半徑特征編輯ppt質(zhì)量為m的離子,在溫度T下的熱運(yùn)動(dòng)速度約為：所以：室溫下，質(zhì)荷比m/z=100的離子，其在磁場B=3Tesla中的回旋運(yùn)動(dòng)軌道半徑r=0.08mm,而m/z=10000的離子，其在磁場B=3Tesla中的回旋運(yùn)動(dòng)軌道半徑r=0.8mm,編輯ppt離子在不同磁場中的離子回旋運(yùn)動(dòng)半徑編輯ppt具有較高初始動(dòng)能，即較高運(yùn)動(dòng)速度v的離子，其運(yùn)動(dòng)參數(shù)編輯ppt不同磁場強(qiáng)度下，離子初始動(dòng)能與回旋運(yùn)動(dòng)軌道半徑的關(guān)系編輯ppt小結(jié)：1，在FTICR中，離子在磁場B中的回旋運(yùn)動(dòng)頻率f僅與磁場強(qiáng)度和其質(zhì)荷比有關(guān)，而與其初始速度無關(guān),磁場B越強(qiáng)，其回旋運(yùn)動(dòng)頻率f越大2，離子在磁場B中的回旋運(yùn)動(dòng)軌道半徑r與其初始速度，磁場強(qiáng)度，和其質(zhì)荷比都有關(guān),磁場B越強(qiáng)，其回旋運(yùn)動(dòng)軌道半徑越小。3,質(zhì)荷比在一定范圍內(nèi)的離子，其在磁場B=3Tesla中的回旋運(yùn)動(dòng)軌道半徑都很小，故離子回旋共振運(yùn)動(dòng)的真空腔體無需很大。編輯ppt(3)，離子激發(fā)和ICR信號(hào)的產(chǎn)生和測量

離子回旋運(yùn)動(dòng)本身并不能給出有用的信號(hào)，必須用一與特定離子運(yùn)動(dòng)頻率同步的電場去激發(fā)此離子，并測量其“映象”電流。編輯ppt三種離子激發(fā)方式

A，把離子加速到一個(gè)較大的運(yùn)動(dòng)半徑，以便可以測量出所需電流信號(hào)；

B，把離子能量加速到碰撞解理限以上；C，把離子加速到更大的運(yùn)動(dòng)半徑使之可以溢出離子池.編輯ppt三種離子激發(fā)方式示意圖A， B， C，編輯ppt離子在被激發(fā)過程中，在兩塊電極板上所產(chǎn)生的“映象”電荷差為：ICR信號(hào)與誘導(dǎo)的電流成比例，因此與磁場強(qiáng)度無關(guān)，即：編輯ppt離子激發(fā)和信號(hào)測量示意圖編輯ppt離子激發(fā)和信號(hào)測量線路示意圖編輯pptFTICRMS電路示意圖編輯ppt 測量所得到的所有“映象”電流，后通過FT處理得到所對應(yīng)的離子信號(hào)離子編輯ppt2，F(xiàn)TICRMS特點(diǎn)

(1),質(zhì)量分辨率高，可達(dá)幾百萬或更高，為目前所有質(zhì)譜儀中最高的由得或編輯ppt因此 FTICRMS的質(zhì)量分辨能力正比于磁場強(qiáng)度，和離子回旋運(yùn)動(dòng)頻率的準(zhǔn)確性，即離子激發(fā)頻率的準(zhǔn)確性，也即離子激發(fā)電源的質(zhì)量。一般來講，電源的頻率準(zhǔn)確度很容易達(dá)到毫Hz或更小。編輯ppt不同條件下，F(xiàn)TICRMS的理論質(zhì)量分辨能力編輯ppt(2),同樣地，F(xiàn)TICRMS具有所有質(zhì)譜儀中最高的質(zhì)量測量精度。編輯ppt(3),FTICRMS的離子測量上限（質(zhì)量范圍）

其上限由離子池的尺寸決定，即離子的運(yùn)動(dòng)半徑必須小于池半徑：編輯ppt 室溫下，若磁場強(qiáng)度為7特斯拉，對于直徑為25.4mm(1inch)的離子池，可測量的最大離子（單電荷離子）為5.89*106Dalton編輯ppt不同條件下FTICRMS的質(zhì)量測量上限編輯ppt其他結(jié)構(gòu)的FTICR離子池編輯ppt(4),整臺(tái)儀器結(jié)構(gòu)龐大，造價(jià)昂貴。編輯ppt3，F(xiàn)TICRMS應(yīng)用編輯ppt