飞行时间质量分析器(Time
of flight analyzer)
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飞行时间质量分析器的主要部分是一个离子漂移管。图9.10是这种分析器的原理图。离子在加速电压V作用下得到动能,则有: |
1/2
mv2=eV 或 v=(2eV/m)1/2 |
(9.3) |
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式中: |
m:离子的质量 |
e:离子的电荷量 |
V:离子加速电压 |
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离子以速度v进入自由空间(漂移区),假定离子在漂移区飞行的时间为T,漂移区长度为L,则: |
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由式(9.4)可以看出,离子在漂移管中飞行的时间与离子质量的平方根成正比。也即,对于能量相同的离子,离子的质量越大,达到接收器所用的时间越长,质量越小,所用时间越短,根据这一原理,可以把不同质量的离子分开。适当增加漂移管的长度可以增加分辨率。 |
飞行时间质量分析器的特点是质量范围宽,扫描速度快,既不需电场也不需磁场。但是,长时间以来一直存在分辨率低这一缺点,造成分辨率低的主要原因在于离子进入漂移管前的时间分散、空间分散和能量分散。这样,即使是质量相同的离子,由于产生时间的先后,产生空间的前后和初始动能的大小不同,达到检测器的时间就不相同,因而降低了分辨率。目前,通过采取激光脉冲电离方式,离子延迟引出技术和离子反射技术,可以在很大程度上克服上述三个原因造成的分辨率下降。现在,飞行时间质谱仪的分辨率可达20000以上。最高可检质量超过300000Da,并且具有很高的灵敏度。目前,这种分析器已广泛应用于气相色谱-质谱联用仪,液相色谱-质谱联用仪和基质辅助激光解吸飞行时间质谱仪中。下图是基质辅助激光解吸飞行时间质谱仪原理图:
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