四極桿質(zhì)譜儀是一種廣泛使用的質(zhì)譜分析工具,因其高分辨率、高靈敏度和相對簡單的操作而在化學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。
四極桿質(zhì)譜儀的基本結(jié)構(gòu):
1.樣品引入系統(tǒng):負(fù)責(zé)將樣品氣體或溶液引入到質(zhì)譜儀中,常見的引入方式有電子噴霧、基質(zhì)輔助激光解吸/電離(MALDI)等。
2.離子源:將樣品分子電離,生成帶電的離子。常用的離子源有電子轟擊源(EI)、化學(xué)電離源(CI)、電噴霧電離源(ESI)等。
3.四極桿分析器:主要功能是對離子進行篩選和分離。通過調(diào)節(jié)直流電壓和射頻電壓,四極桿能夠篩選出特定質(zhì)量-to-電荷比(m/z)的離子。
4.離子檢測器:用于檢測經(jīng)過四極桿分析器分離出的離子,常使用的是電子倍增計(EM)或離子計數(shù)器。
5.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng):將檢測器輸出的信號轉(zhuǎn)換為質(zhì)量譜圖,并進行數(shù)據(jù)分析和處理。
工作原理:
1.離子的產(chǎn)生:樣品在離子源中被電離生成正離子或負(fù)離子。
2.運動方程:離子在電場中的運動可以用牛頓運動方程描述。四極桿的電場由直流電和射頻電組成,電場的組合使得不同質(zhì)量的離子在不同頻率下具有穩(wěn)定的軌跡。
3.選擇性過濾:在電場中,只有特定m/z比的離子能保持穩(wěn)定的軌跡并通過四極桿,而其他質(zhì)量的離子則會由于不穩(wěn)定而被排斥出電場。
4.檢測與分析:通過調(diào)節(jié)電壓,可以逐步掃描不同的m/z比,從而獲取完整的質(zhì)譜信息。
四極桿質(zhì)譜儀的優(yōu)點:
1.高分辨率:能夠提供高分辨率的質(zhì)量分析,適合復(fù)雜樣品的研究。
2.快速分析:由于可以迅速調(diào)整電場,適合實時監(jiān)控和快速分析。
3.靈敏度高:高度靈敏的檢測器能夠檢測微量物質(zhì)。
4.廣泛的應(yīng)用:可以與其他技術(shù)(如氣相色譜、液相色譜)聯(lián)用,擴大了其應(yīng)用領(lǐng)域。
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