Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

4.4: Час польоту

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    26186

    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Час польоту. Аналізатор маси часу польоту (TOF) відокремлює іони в часі, коли вони рухаються вниз по льотній трубі (рис.\(\PageIndex{1}\)). Це дуже простий мас-спектрометр, який використовує фіксовані напруги і не вимагає магнітного поля. Найбільшим недоліком є те, що прилади TOF мають погану роздільну здатність маси, як правило, менше 500. Ці прилади мають високу ефективність передачі, немає верхнього m/z li mit, дуже низькі межі виявлення, і швидкі швидкості сканування. Для деяких додатків ці переваги переважують низьку роздільну здатність. Останні розробки в методах імпульсної іонізації та нові конструкції приладів з покращеною роздільною здатністю відновили інтерес до TOF-MS. (1)

    зображення
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Мас-спектрометр часу польоту.

    У джерелі аналізатора TOF пакет іонів утворюється дуже швидким (нс) імпульсом іонізації. Ці іони прискорюються в льотну трубку електричним полем (зазвичай 2-25 кВ), що застосовується між опорною пластиною та сіткою прискорення. Оскільки всі іони розганяються на однаковій відстані однаковою силою, вони мають однакову кінетичну енергію. Оскільки швидкість\((v)\) залежить від кінетичної енергії, рівняння\(\PageIndex{1}\) показує,\(\left(\mathrm{E}_{\text {kinetic }}\right)\) і маса\((m)\) легших іонів буде рухатися швидше.

    \[\mathrm{E}_{\text {kinetic }}=\frac{1}{2} m v^{2} \nonumber \]

    \(\mathrm{E}_{\text {kinetic }}\)визначається напругою прискорення приладу\((\mathrm{V}\)) і зарядом іона (е\(\times z)\). Рівняння\(\PageIndex{2}\) переставляє для отримання швидкості іона\((v)\) як функції напруги прискорення та значення m/z.

    \[v=\sqrt{\frac{2 \mathrm{~V} \times \mathrm{e}}{m / z}} \nonumber \]

    Після того, як іони прискорюються, вони потрапляють у польотну трубку від 1 до 2 метрів. Іони дрейфують через цю вільну область поля зі швидкістю, досягнутою під час прискорення. В кінці льотної трубки вони вдаряють детектором. Час затримки (\(\mathrm{t}\)) від утворення іонів до моменту їх досягнення детектора залежить від довжини області дрейфу (L), відношення маси до заряду іона та напруги прискорення в джерелі.

    \[\mathrm{t}=\frac{\mathrm{L}}{\sqrt{\sqrt{2 \times \mathrm{C} \times}}} \sqrt{m / z} \nonumber \]

    Рівняння\(\PageIndex{3}\) показує, що низькі іони m/z потраплять до детектора першими. Масовий спектр отримують шляхом вимірювання сигналу детектора в залежності від часу для кожного імпульсу іонів, що виробляються в області джерела. Оскільки всі іони виявляються, прилади TOF мають дуже високу ефективність передачі, що підвищує\(\mathrm{S} / \mathrm{N}\) рівень.

    Посилання

    1. Коттер, Р.Дж. анальний. Хім. 1992, 64, 1027А-1039А.