四极质量分析器.ppt
质量分析器,王光辉中国科学院 化学研究所 质谱中心(科技部、科学院、教育部共建),四极质量分析器及电路连接,QM-1,四极质量分析器电极电位变化,QM-2,四极质量分析器工作原理,QM-3,要求：杆的尺寸及装配精度优于 12 m,四极质量分析器工作原理,QM-4,四极质量分析器工作原理,QM-5,四极质量分析器工作原理,QM-6,分辨率 与 灵敏度,QM-7,原因,分辨率 与 灵敏度,QM-7b,全氟三丁基氨，FC 43,ay=Kqy+b(b 0),分辨率RF offset(b)改变截距在整段质量范围分辨率变化相近,分辨率RF gain(U/V)改变斜率高质量端分辨率有显著变化,四极质量分析器工作原理,QM-8,四极质量分析器调谐,QM-9,四极质量分析器调谐,QM-10,四极质量分析器调谐,QM-11,四极质量分析器调谐,QM-12,离子在四极杆中振荡频率,RF电源:Vcos t主频率：=/2=1 MHz由于惯性，离子振荡频率低于主频率。离子振荡频率：f=v/2，1(稳定区)当 qu 0.4，au+(qu2/21/2(近似)由 au 和qu 确定，因此当离子在稳定区锥顶的条件下通过四极杆时，质量不同的离子，振荡频率相同，离子振荡频率 大致为主频率的 1/2。,QM-13,四极质量分析器的质量歧视效应,QM-14,V=伏特m=原子质量单位(amu)v=米/秒z=电荷数，单电荷离子 z=1,离开离子源的离子，动能相同，即1/2(m1v12)=1/2(m2v22)m1 m2v1 v2,四极质量分析器的质量歧视效应,质量大的离子，在四极杆中振荡的次数较多，因此损失较大。电透镜电压随质量扫描而改变(改变进入主四极杆的离子动能)，可减少质量歧视效应。,QM-15,质量扫描对离子动能(向前运动)的要求,若扫描速率为：5000 amu/s 由一个质量切换到下一个质量的时间为：1/5000 s=210-4 s=200 s离子通过四极杆的时间应小于 200 s。向前运动速度太高会降低分辨率。,若扫描速率为：1000 amu/s 由一个质量切换到下一个质量的时间为：1/1000 s=110-3 s=1000 s离子通过四极杆的时间应小于 1000 s。,QM-16,噪声与电压扫描,数字化电压扫描，一般采用步长为 0.1 u。若扫描速率为 1,000/s,则在每一步上，可停留 1/10,000 s,即 100 s。若使用 1 MHz 的 A/D 芯片，则在每一步上可采 100 个数据，平均 100 个数，可降低噪声(100)1/2=10,QM-17,SIM 可提高 S/N,微扫描可提高定量分析的重复性,(33.2534.25)min 切换M1 M8周期 0.2s，微扫描为 0.1u粗略估算 在每次切换可停留 0.2s/24 8 msAD：1 MHz每次切换可采 8000个数据平均后，噪声下降(8000)1/2，约2个量级,SIM 降低 噪声,QM-18,非质量选择离子噪声(中性粒子噪声？),非质量选择离子造成噪声,透镜组可阻挡非质量选择离子,QM-19,QM-20,电透镜可降低非质量选择离子噪声,非质量选择离子噪声,极片透镜 阻挡非选质量择离子,短四极杆 阻挡非选质量择离子,QM-21,1 10-6 3.5 1010 分子数/厘米3,弯曲 预过滤四极杆,QM-22,Overcoming Field Imperfections of Quadrupole Mass Filters with Mass Analysis in Islands of StabilityXianZhen Zhao,Zilan Xiao,and D.J.Douglas*Anal.Chem.2009,81,58065811,克服畸变四极场对分辨率的不利影,QM-23,杆长：200 mm，r0=4.50 mm。主高频(RF):1 MHz。,12 B,克服畸变四极场对分辨率的不利影,QM-24,克服畸变四极场对分辨率的不利影,QM-25,四极质量分析器,动画演示,动画演示,QM-26,休闲的丹顶鹤,
