主题:【第十七届原创】三重四级杆质谱联用仪原理与构造

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zhangyongmei
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三重四级杆质谱联用仪(Triple Quadrupole Mass Spectrometer, TQMS)是一种高精度的分析仪器,广泛应用于定量分析和结构鉴定。下面将详细介绍其工作原理与构造。

原理

三重四级杆质谱联用仪的工作原理基于四级杆质量分析器(Quadrupole Mass Analyzer)的原理,并结合了两个额外的四级杆,形成了三重四级杆的配置。

1. 四级杆质量分析器原理:

· 四级杆由四根平行的电极组成,通过在相对的电极上施加交变电压和直流电压,可以在电极间形成一个电场。

· 当带电粒子(如离子)进入四级杆时,只有特定质量的离子能够在电场中稳定地通过四级杆,并被检测器检测到,其余质量的离子将被过滤掉。

2. 三重四级杆的配置:

· 第一级四级杆(Q1)作为质量过滤器,用于选择特定质量的离子。

· 第二级四级杆(Q2)作为碰撞室,在这里选定的离子与碰撞气体发生碰撞,导致离子碎裂成更小的碎片离子。

· 第三级四级杆(Q3)再次作为质量过滤器,用于选择特定的碎片离子,进行最终的检测。

构造

三重四级杆质谱联用仪的主要构造包括以下几个部分:

1. 进样系统:

· 包括进样器、色谱柱等,用于将样品引入质谱仪。

2. 离子源:

· 负责将样品中的分子电离成带电的离子,常见的离子源有电子电离(EI)、化学电离(CI)、电喷雾电离(ESI)等。

3. 第一级四级杆(Q1):

· 作为质量过滤器,只允许特定质量的离子通过。

4. 碰撞室(Q2):

· 碰撞室通常在Q1和Q3之间,在这里引入碰撞气体,使离子发生碰撞诱导解离(CID)。

5. 第二级四级杆(Q3):

· 作为第二个质量过滤器,选择特定的碎片离子进行检测。

6. 检测器:

· 检测器记录通过Q3的离子,并将其转化为电信号,这些信号随后被转换成质谱图。

7. 真空系统:

· 整个质谱仪需要在高真空环境下运行,以防止离子与空气分子碰撞而损失。

8. 数据系统:

· 用于控制仪器操作、收集数据、处理数据和生成报告的计算机系统。

三重四级杆质谱联用仪通过这种三重四级杆的配置,可以实现高选择性和高灵敏度的定量分析,广泛应用于药物代谢、环境监测、食品安全等领域。通过精确控制Q1和Q3的质量过滤以及Q2中的碰撞能量,可以实现对复杂样品中目标化合物的准确检测和定量。
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