Iontová cyklotronová past

Iontová cyklotronová past je variantou hmotnostního analyzátoru v hmotnostní spektrometrii , která je založena na principu iontové cyklotronové rezonance . Ionty jsou drženy v Penningově pasti magnetickým polem pohybujícím se v kruhu pod vlivem Lorentzovy síly . V prvním kroku jsou ionty zavedeny do pasti a uzamčeny v konstantním elektrickém poli, čímž se pro ně vytvoří elektrostatická studna. Ionty jsou pak vzrušené. Při vystavení elektrostatickému poli o dané rádiové frekvenci (nebo pulzu obsahujícímu mnoho různých frekvencí) začnou ionty absorbovat energii a postupně zvětšovat poloměr rotace , dokud nenarazí na stěnu pasti (pokud je tam umístěn detektor , tj. proud z mrtvých je detekován na stěnách iontů, pak se takové zařízení nazývá omegatron ). Pokud je náboj indukovaný ionty detekován na deskách instalovaných podél lapače, pak se zařízení již nazývá iontový cyklotronový rezonanční hmotnostní spektrometr s Fourierovou transformací . V druhém případě je náboj indukovaný ionty digitalizován a zaznamenán jako signál, poté je provedena Fourierova transformace tohoto signálu pro identifikaci jeho frekvenčních složek. Frekvence úzce souvisí s poměrem hmotnosti iontu ( m ) k jeho náboji ( z ), takže poměr m / z lze snadno určit.

Jak to funguje

Fenomén iontově-cyklotronové rezonance je spojen s pohybem iontů v magnetickém poli. Ionty se ve statickém a rovnoměrném magnetickém poli pohybují v kruhu pod vlivem Lorentzovy síly . Cyklický pohyb může být doprovázen rovnoměrným axiálním pohybem, tvořícím točité schodiště, nebo pohybem kolmým k poli, například v přítomnosti elektrického nebo gravitačního pole, vytvářejícím cykloidu . Úhlová frekvence (ω = 2π f ) tohoto pohybu cyklotronu pro dané magnetické pole B je určena vzorcem

\omega ={\frac {ZeB}{m)),

kde je náboj iontu, je elementární náboj a je hmotnost iontu. $Z$ $E$ $m$

Elektrický náboj se stejnou frekvencí tedy bude rezonovat s iontem, který má hodnotu rovnou $F$ $m/z$

{\frac {m}{z}}={\frac {eB}{2\pi f)).

Penningova past využívá silné jednotné axiální magnetické pole k omezení iontů v radiálním směru a kvadrupólové elektrické pole k axiálnímu omezení. Statický elektrický potenciál je generován pomocí tří elektrod : prstencových a dvou miskovitých blokovacích elektrod.