(完整版)Chapter-6-2質(zhì)譜學(xué)的發(fā)展與應(yīng)用-QITRD

第六章四極離子阱質(zhì)譜儀

（QuadrupoleIonTrapMassSpectrometer）

三、

四極離子阱質(zhì)譜儀的研究與開發(fā)

本節(jié)課內(nèi)容

1,離子阱質(zhì)譜儀的研究目標(biāo)；

2,圓柱型離子阱；

3,矩型離子阱；

4,數(shù)碼離子阱；

5,印刷線路板離子阱；

6,離子阱陣列。

1離子阱質(zhì)譜儀的研究目標(biāo)

(1),獲得性能更佳的離子阱；

(2),簡化離子阱制造技術(shù)和方法；

(3),豐富離子阱質(zhì)譜理論。yr0三維離子阱電極形狀是否可以變化？電極形狀的可能變化ACACRF-RF-2,圓柱型離子阱(CylindricalIonTrap)圓柱面離子阱結(jié)構(gòu)示意圖圓柱型離子阱示意圖

(R.Cooksetal,Anal.Chem.,2005,77,459-470)Results3,矩型離子阱(RectilinearIonTrap)

參考文獻(xiàn)：GCooksetal

1.RectilinearIonTrapMassSpectrometerwithAtomospheric

PressueInterfaceandElectrosprayIonizationSource,Anal.Chem.2006,78,718-725

2.RectilinearIonTrap:Concepts,Calculations,andAnalyticalPerformanceofaNewMassAnalyzer,Anal.Chem.2004,76,4595-4605矩形離子阱的工作方式矩型離子阱工作原理圖RIT結(jié)構(gòu)示意圖RIT等的電場分布情況FielddistributionsMSresult4,數(shù)碼離子阱(DigitalIonTrap)

Ref：

1,L.Ding,S.Kumashiro,ChineseVac.Sci.Tech.,21(2001),176

2,R.E.March,J.J.Todd,QuadrupoleIonTrapMassSpectrometry,2ndEd.Wiley-Interscience,2005.基本方法

將傳統(tǒng)離子阱質(zhì)譜通過掃描電壓得到質(zhì)譜峰的方法，改為掃描頻率得到質(zhì)譜峰。

優(yōu)點(diǎn)：

(1),提高了離子阱質(zhì)譜的質(zhì)量范圍；

(2),提高了離子阱質(zhì)譜的質(zhì)量分辨能力；

(3),簡化了離子阱質(zhì)譜的射頻工作電源。由：得到：離子掃描過程傳統(tǒng)電壓掃描：頻率掃描：電壓掃描：周期掃描：數(shù)碼離子阱工作模式離子注入冷卻預(yù)掃描冷卻質(zhì)量分析離子清空離子注入冷卻預(yù)掃描冷卻質(zhì)量分析離子清空GND(AC)GND(AC)RFRF射頻信號（RF）共振激發(fā)（AC）離子門射頻信號（RF）共振激發(fā)（AC）離子門5,印刷線路板離子阱(PCBIonTrap)

幾何結(jié)構(gòu)示意圖InnermultipoleFieldcanbeadjustedbychangingtheRatio“α”=Vside

/VcenterGNDSideCenter

四極單電極阱 幾種可能的結(jié)構(gòu)幾種離子逐出孔的影響

斜槽直槽內(nèi)層斜槽RF=0.780MHzAC=0.277MHzβ=0.71離子振動和彈出情況

6091+ions6101+ions按Gauss分布折算半峰寬分辨率653實(shí)際>900直槽RF=0.768MHzAC=0.266MHzβ=0.69離子振動和彈出情況6091+ions6101+ions半峰分辨率661小結(jié)有相似的彈出β值和分辨率，可以推斷離子在阱內(nèi)的運(yùn)動受槽的形狀影響不大；由于槽形狀的改變，使離子引出效率更加低下。階梯槽RF=0.768MHzAC=0.265MHzβ=0.69離子振動和彈出情況6091+ions6101+ions平面電極RF=0.768MHzAC=0.232MHzβ=0.604離子逐出情況模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比△V=0.024Res=V/△V=402175.2176.2四極多段電極離子阱（PCBIT）五段電極截面示意圖電壓和電場分布情況a=66.67%AC=1.2V離子振動和彈出情況40001+ions40011+ions半峰分辨率4000~50006離子阱陣列(IonTrapArray)

幾何結(jié)構(gòu)(1),Structure(oneexample)(2),Crosssectionandpowerconnection(3),FieldDistribution(4),Geometry&multipolesA2A4A6A8A100.4725-0.03165

-0.035140.0068580.002589Geometry:11x12.5x40mmMultipoles:(5),Example:Massanalyzerfunction二維離子阱陣列(1),2-D“Multiple”Massanalyzer

function(2),IontraparraywithMS/MSproperties.Differentshapes

Foradjustingfielddistributionandoptimizingperformance(1),Stageshape(2),Sectionshape

V2=aV1andV3=bV1

1>a>b(3),Cylindricalshape(4),Hyperbolicshape,andothers.實(shí)驗(yàn)結(jié)果Figure1.Massspectrumofcarbontetrachloride(CCl4)usinganiontrapinIonTrapArray<0.27Th117119121123massresolution:~450質(zhì)譜分析離子分離Figure2.Massisolation

ofacetophenoneions(m/z=105)usinganiontrapinITA.MassspectrumofacetophenoneIsolationofm/z=105ionsusingswiftwaveform10577105?選擇性質(zhì)量逐出1234Ionofm/z=117wasejectedIonofm/z=119wasejectedIonofm/z=121wasejectedMassspectrumofCCl4結(jié) 論IonTrapArray(ITA)withmanyiontrapscanbesimplybuiltbytwoprintedcircuitboard(PCB)plates,ortwoflat,ortwoothershapeelectrodes;EachiontrapinanITAhasthenormalfunctionsofa“conventional”iontrap,suchas