Iontový cyklotronový rezonanční hmotnostní analyzátor s Fourierovou transformací

Fourierova transformace rezonanční hmotnostní spektrometrie

Cyklotronový rezonanční hmotnostní analyzátor iontů s Fourierovou transformací (FT/ICR MS, hmotnostní spektrometrie s Fourierovou transformací) je typ hmotnostního analyzátoru pro stanovení poměru hmoty k náboji z cyklotronové frekvence iontu v pevném magnetickém poli.

Historie

Metodu FT-ICR vyvinuli Marshall a Komisarov (Alan G. Marshall, Melvin B. Comisarov, University of British Columbia). První článek se objevil v Chemical Physics Letter v roce 1974

Teoretické základy

Iont ve statickém a jednotném magnetickém poli se bude cyklicky pohybovat v souladu s Lorentzovou silou . Kruhový pohyb může být kombinován s rovnoměrným axiálním pohybem pro vytvoření spirály nebo s rovnoměrným pohybem kolmým k poli, jako například v přítomnosti elektrického nebo gravitačního pole, pro vytvoření cykloidy. Úhlová frekvence (ω = 2π f ) tohoto pohybu cyklotronu pro dané magnetické pole B je vyjádřena jako (v soustavě SI ):

kde z je náboj iontu (algebraické číslo), e je elementární náboj, m je hmotnost iontu

Ze vzorce vyplývá, že elektrický signál o frekvenci f bude rezonovat s ionty s poměrem hmotnosti k náboji jako:

Esence metody

Ionty jsou drženy v Penningově pasti (magnetické pole s elektricky omezujícími elektrodami), kde jsou ionty excitovány a zvětšují svůj poloměr pohybu působením oscilujícího elektrického pole kolmého k magnetickému. Excitace také způsobuje, že se ionty v jedné fázi pohybují v „balících“. Signál je detekován jako odraz proudu na dvojici elektrod, způsobený blízkostí takového „balíčku“ při pohybu cyklotronu. Na rozdíl od jiných metod nevyžaduje srážku iontů s detektorem - stačí se kolem něj pohybovat. Signál je součtem sinů jejich vln. Aplikací Fourierových transformací na získaná data lze získat hmotnostní spektrum pohybujících se iontů.

Možnosti

Rozdíly od jiných hmotnostních analyzátorů

Výhody

Nevýhody

Aplikace