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质谱仪离子导向装置的原理、应用和进展

2012-01-29朱治祥邓柳林刘成园

质谱学报 2012年3期

王 健,朱治祥,邓柳林,刘成园,潘 洋

(1.中国科学技术大学国家同步辐射实验室,安徽 合肥 230029;2.香港中文大学化学系,中国 香港 999077)

质谱法是鉴定分子结构的重要方法,在有机合成、石油化工、天然产物分析、环境监测、生物技术、临床分析和新陈代谢等研究和应用中扮演不可或缺的角色。质谱分析首先将待测物电离,并在真空条件下利用电场(磁场)将不同质荷比离子进行分离,从而获得质谱图。质谱仪器主要由进样系统、电离源、离子光学系统、质量分析器、信号检测系统和真空系统等几部分构成。其中,离子光学系统承担着将离子传输至质量分析器的重要作用。目前常用的质谱仪器,尤其是液相色谱-质谱联用装置,常常要求液相流出物在大气压下被电离(如电喷雾电离、大气压化学电离),而质谱质量分析器一般又要求在相对低的真空条件下(约10-4Pa)工作。由于前后真空度相差近10个数量级,必须设置数个差分抽气区来维持真空度,彼此间通过小孔或狭缝连接供离子通过。离子在进入质量分析器之前,会与中性气体分子发生大量的碰撞并偏离原先的飞行轨迹,最终无法被检测,从而降低灵敏度。因此,最大限度地减少离子在质谱仪传输路径上的损失尤为重要,实现这一目标的关键在于对离子光学系统更加合理的设计和运用。

离子光学系统一般由取样孔(sampling cone)、漏 勺 (skimmer)、离 子 导 向 装 置 (ion guide)和离子透镜(ion lens)等组成。其中,离子导向装置最为关键,在传输离子时它要对轴向发散的离子进行空间聚焦,以减少离子在传输中的损失[1]。……

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