《四极质量分析器》PPT课件.ppt

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1、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-1RF:VcosωtMainRodPreRodACDCU-DCU+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0=U+Vcost0=U+Vcost=0(x2-y2)/r02ddx=ExzeEx=Fx=md2xdt2zemEx=0d2xdt2+d2xdt22zemr02+(U+Vcost)x=0d2ydt22zemr02–(U–Vcost)y=0QM-3要求：杆的尺寸及装配精度优于

2、12m四极质量分析器工作原理d2xdt2+(U+Vcost)x=02zemr028zeUmr02ω2ax=4zeVmr02ω2qx=x稳定区d2ydt2–(U–Vcost)y=02zemr024zeVmr02ω2qy=8zeUmr02ω2ay=y稳定区QM-4四极质量分析器工作原理QM-5xzyzxzyzxzyz四极质量分析器工作原理QM-6ax=8zeUmr02ω2qx=4zeVmr02ω2~U/m~V/m0.908ax=KqxU/V=K/2ax=Kqx+b分辨率与灵敏度FWHM1.0FWHM0.7F

3、WHM0.52.5e62.1e61.9e6FWHM0.3FWHM0.2FWHM0.10.8e61.5e61.4e6QM-7原因分辨率与灵敏度QM-7bInten.650,410FWHM0.95Inten.247,889FWHM0.86Inten.34,260FWHM0.9969219502Inten.569,794FWHM0.80Inten.217,004FWHM0.78Inten.29,740FWHM0.8869219502Inten.416,300FWHM0.59Inten.188,482FWHM0.66I

4、nten.25,286FWHM0.6369219502Inten.295,975FWHM0.46Inten.154,619FWHM0.52Inten.18,466FWHM0.4869219502Inten.254,519FWHM0.41Inten.135,979FWHM0.45Inten.14,942FWHM0.4569219502全氟三丁基氨，FC43ay=Kqy+b(b≠0)分辨率RFoffset(b)改变截距在整段质量范围分辨率变化相近分辨率RFgain(U/V)改变斜率高质量端分辨率有显著变化四极质量分

5、析器工作原理QM-8四极质量分析器调谐R1/2=0.64R1/2=0.69R1/2=0.87RFGain=4765RFOffset=4926高质量端分辨率差调谐斜率QM-9四极质量分析器调谐R1/2=0.59R1/2=0.61R1/2=0.59RFGain≠4765=4914RFOffset=4926高质量端分辨率差调谐斜率QM-10四极质量分析器调谐R1/2=0.84R1/2=0.68R1/2=0.78整段质量范围分辨率差调谐截距RFGain=4914RFOffset=4875QM-11四极质量分析器调谐RF

6、Gain=4914RFOffset≠4875=4926R1/2=0.62R1/2=0.64R1/2=0.54整段质量范围分辨率差调谐截距QM-12离子在四极杆中振荡频率RF电源:Vcosωt主频率：ν=ω/2=1MHz由于惯性，离子振荡频率低于主频率。离子振荡频率：f=βv/2，β≤1(稳定区)当qu<0.4，β≈[au+(qu2/2]1/2(近似)β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-13axqxβxqx=0.9

7、08四极质量分析器的质量歧视效应V=10伏V=20伏m/zv,mm/sv,mm/s10001.391.965001.962.781004.396.211013.8919.64杆长150mm，离子通过时间V=10伏V=20伏m/zss1000107.976.550076.553.910034.224.11010.87.6QM-14V=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

8、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。++m/z100，振荡916次m/z1000，振荡2850次四极杆长150mmQM-15质量扫描对离子动能(向前运动)的要求若扫描速率为：5000amu/s由一个质量切换到下一个质量的时间为：1/5000s=210-4s=200s离子