飞行时间质谱仪TimeofFlightMassSpectrometer(TOF)是一种非常常见的质谱仪。该质谱仪的质量分析器是离子漂移管(iondrifttube)。
首先收集由离子源产生的离子。收集器中的所有离子速度都变为零。
在用脉冲电场加速后,它进入无场漂移管并以恒定速度飞向离子接收器。离子质量越高,到达接收器所需的时间越长;离子质量越小,到达接收器所需的时间越短。
根据该原理,不同质量的离子可以通过m / z值分开。飞行时间质谱仪可以检测各种分子量,扫描速度和简单的仪器结构。
飞行时间质谱仪的主要缺点是分辨率低,因为当离子离开离子源时离子具有不同的初始能量,因此具有相同质荷比的离子达到探测器的一定时间分布,导致分辨率降低。改进的方法之一是在线性检测器前面添加一组静电场镜以推回自由飞行的离子。
初始能量大的离子具有较长的初始距离并进入静电场镜。返回时间也很长,当离子返回时初始能量很小,因此它将聚焦在返回路径上的某个位置,从而提高了仪器的分辨率。
这种带有静电场镜的飞行时间质谱仪称为反射飞行时间质谱仪/反射飞行时间质谱仪。原理介绍(Tof-MS原理)飞行时间质谱有两种飞行模式,平行飞行模式和垂直飞行模式。
在现代质谱产品中,采用垂直飞行模式。特别是在大气化学领域,美国的研究团队主要使用质谱仪,而在欧洲,测量粒径的仪器是主要的。
其中,Aerodyne INC。,Ionicon GmbH,THSINC。
近年来已成为行业领导者。如图1所示,质谱仪需要在真空下工作以保护检测器,同时提高测量精度。
在图中所示的仪器中,首先通过微孔对气体样品进行采样,然后到达离子源,并将脉冲电场发送到飞行时间模块。然后使用垂直于进给方向的脉冲电场加速离子。
其主要目的是确定所有离子在水平方向上没有初始速度。在U型飞行之后,到达传感器。
不同离子到达传感器的时间是不同的,从而选择m / z。一般假设是离子只能携带一个电荷,因此得到的信号直接对应于检测到的离子的相对原子质量,因此在大多数质谱图中,x轴单位是原子质量单位(AtomicMassUnit,AMU)。
解决方案经过电子技术的大发展,ToF-MS的分辨率得到了极大的提高。因为必须解决离子到达传感器的时间,所以连续扫描传感器信号以减少平均时间。
该过程对模数转换器(ADC)的采样率有很高的要求。在Aerodyne和Ionicon的产品中,使用了四个数模转换器。
每个通道的采样率为500 MS / s(500 Msamples / sencond,500 megasamples /秒)。通过同步协调将4通道采样同步到相当于2 GS / s的采样率。
仪器分辨率(M / dM)可达0.1 amu。 ToF-MS和四极杆质谱(QuadruPoleMassAnalyzerMassSpectrometer,QMA-MS)在采样过程中一次只允许一个特定的m / z通过,因此如果要获得完整的质谱,则需要有所不同。
扫描m / z。大气化学领域四极杆质谱的主要生产商是Aerodyne的ACSM产品和THS。
ToF-MS可以在每次进样时收集样品中的所有m / z。通过24小时四极杆质谱检测获得的数据量通常约为2 MB,而ToF-MS在一天内收集的数据可达到10 GB。
化学电离质谱(化学电离质谱仪(CIMS))是大气领域中常用的软电离(SoftIonization)方法。使用化学电离的优点是不会产生离子碎片。
目前,在大气化学,硝酸,乙醇和水领域中使用的试剂是最常见的。这些电离方式称为质子转移反应(PTR)。
化学电离质谱法具有高选择性,因为质子转移反应需要特定的条件。其中,水的亲核能(质子亲和力)为707kJ / mol,乙醇为770kJ / mol。
这种能隙允许使用水作为反应物的质谱仪检测大部分有机物质,而使用乙醇作为反应物的质谱仪特异性地检测具有更高亲核性的胺。化学电离质谱法因其选择性而可用于定量分析。
电子电离电子电离是一种强电离方法,与强电离方法的软电离不同。钨丝用于产生电子,然后用电子束直接轰击电子。
该方法的优点是电离效率更高。缺点是它会产生大量碎片。
通过这些片段分析样品中的组分。然而,在该方法中,当使用单质作为样品时,可以获得详细的样品信息。
当样品变成混合物时,如大气观察,这种方法只能定性分析硫酸盐,硝酸盐,有机物,并且无法量化。 。
非电离大气中存在大量分子离子。基于质谱仪的电荷选择原理,这些自带电分子离子可以直接送到质量选择器。
然后产生称为大气压接口(APi)的方法。该没有离子源的质谱通过直接筛选离子来获得离子的成分。
首先收集由离子源产生的离子。收集器中的所有离子速度都变为零。
在用脉冲电场加速后,它进入无场漂移管并以恒定速度飞向离子接收器。离子质量越高,到达接收器所需的时间越长;离子质量越小,到达接收器所需的时间越短。
根据该原理,不同质量的离子可以通过m / z值分开。飞行时间质谱仪可以检测各种分子量,扫描速度和简单的仪器结构。
飞行时间质谱仪的主要缺点是分辨率低,因为当离子离开离子源时离子具有不同的初始能量,因此具有相同质荷比的离子达到探测器的一定时间分布,导致分辨率降低。改进的方法之一是在线性检测器前面添加一组静电场镜以推回自由飞行的离子。
初始能量大的离子具有较长的初始距离并进入静电场镜。返回时间也很长,当离子返回时初始能量很小,因此它将聚焦在返回路径上的某个位置,从而提高了仪器的分辨率。
这种带有静电场镜的飞行时间质谱仪称为反射飞行时间质谱仪/反射飞行时间质谱仪。原理介绍(Tof-MS原理)飞行时间质谱有两种飞行模式,平行飞行模式和垂直飞行模式。
在现代质谱产品中,采用垂直飞行模式。特别是在大气化学领域,美国的研究团队主要使用质谱仪,而在欧洲,测量粒径的仪器是主要的。
其中,Aerodyne INC。,Ionicon GmbH,THSINC。
近年来已成为行业领导者。如图1所示,质谱仪需要在真空下工作以保护检测器,同时提高测量精度。
在图中所示的仪器中,首先通过微孔对气体样品进行采样,然后到达离子源,并将脉冲电场发送到飞行时间模块。然后使用垂直于进给方向的脉冲电场加速离子。
其主要目的是确定所有离子在水平方向上没有初始速度。在U型飞行之后,到达传感器。
不同离子到达传感器的时间是不同的,从而选择m / z。一般假设是离子只能携带一个电荷,因此得到的信号直接对应于检测到的离子的相对原子质量,因此在大多数质谱图中,x轴单位是原子质量单位(AtomicMassUnit,AMU)。
解决方案经过电子技术的大发展,ToF-MS的分辨率得到了极大的提高。因为必须解决离子到达传感器的时间,所以连续扫描传感器信号以减少平均时间。
该过程对模数转换器(ADC)的采样率有很高的要求。在Aerodyne和Ionicon的产品中,使用了四个数模转换器。
每个通道的采样率为500 MS / s(500 Msamples / sencond,500 megasamples /秒)。通过同步协调将4通道采样同步到相当于2 GS / s的采样率。
仪器分辨率(M / dM)可达0.1 amu。 ToF-MS和四极杆质谱(QuadruPoleMassAnalyzerMassSpectrometer,QMA-MS)在采样过程中一次只允许一个特定的m / z通过,因此如果要获得完整的质谱,则需要有所不同。
扫描m / z。大气化学领域四极杆质谱的主要生产商是Aerodyne的ACSM产品和THS。
ToF-MS可以在每次进样时收集样品中的所有m / z。通过24小时四极杆质谱检测获得的数据量通常约为2 MB,而ToF-MS在一天内收集的数据可达到10 GB。
化学电离质谱(化学电离质谱仪(CIMS))是大气领域中常用的软电离(SoftIonization)方法。使用化学电离的优点是不会产生离子碎片。
目前,在大气化学,硝酸,乙醇和水领域中使用的试剂是最常见的。这些电离方式称为质子转移反应(PTR)。
化学电离质谱法具有高选择性,因为质子转移反应需要特定的条件。其中,水的亲核能(质子亲和力)为707kJ / mol,乙醇为770kJ / mol。
这种能隙允许使用水作为反应物的质谱仪检测大部分有机物质,而使用乙醇作为反应物的质谱仪特异性地检测具有更高亲核性的胺。化学电离质谱法因其选择性而可用于定量分析。
电子电离电子电离是一种强电离方法,与强电离方法的软电离不同。钨丝用于产生电子,然后用电子束直接轰击电子。
该方法的优点是电离效率更高。缺点是它会产生大量碎片。
通过这些片段分析样品中的组分。然而,在该方法中,当使用单质作为样品时,可以获得详细的样品信息。
当样品变成混合物时,如大气观察,这种方法只能定性分析硫酸盐,硝酸盐,有机物,并且无法量化。 。
非电离大气中存在大量分子离子。基于质谱仪的电荷选择原理,这些自带电分子离子可以直接送到质量选择器。
然后产生称为大气压接口(APi)的方法。该没有离子源的质谱通过直接筛选离子来获得离子的成分。
