简单分析一下反应池和碰撞池技术吧。
首先,这两种池最大的差别在于通入的气体:当通入气体与干扰离子发生化学反应,就是反应池;如果仅仅是发生物理反应,就是碰撞池。至于是四极杆池、六极杆池还是八极杆池,只有离子通过率的差别,没有反应池或者碰撞池的差别。
反应池通入的是NH3、CH4、O2、N2O 这些化学活性较强的气体,它们容易与干扰离子发生反应,使干扰离子中性化或改变其质量,从而达到消除干扰的目的。与此同时,反应气也会同待测离子发生反应,通过率降低,故待测元素的灵敏度也会降低。由于是利用反应前后离子质量的不同,故可以理解为质量歧视。
碰撞池则引入惰性气体,如He、Ar、Xe、H2(严格来说,氢气是弱反应气体)。这些气体也会与干扰离子(多原子团)发生反应,但只有在“惰性气体的碰撞能量高于多原子团离解能量”的情况下,才发生反应——因此这不是碰撞池的主要工作模式。
干扰离子(多原子团)和待测离子(单原子) 以一定的初始离子动能进入池中,惰性气体与大部分干扰离子(多原子团)发生碰撞,碰撞的能量不足以使多原子团离解。与此同时,惰性气体也与待测离子(单原子)碰撞。经过多次碰撞后,干扰离子(多原子团)和待测离子(单原子)的能量发生变化:①待测离子是单原子,而干扰离子是多原子团,有更大的体积,即有更大的碰撞面积,因此受碰撞频率更高。碰撞次数越多,干扰离子(多原子团)的动能损失就越大,它和待测离子(单原子)之间的能量差也就越大。在碰撞池出口设置能量过滤,就能有效分离两者,从而达到消除干扰的目的。由此可见,碰撞池的主要工作模式是“动能歧视技术”。
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