質(zhì)譜中的三重四級桿原理
三重四極桿是質(zhì)量分析器的一種。由三個依次串聯(lián)的四極桿組成,其中第一個四極桿(Q1)和第三個四極桿(Q3)用作質(zhì)量過濾器,第二個四極桿(Q2)用作離子碰撞室。具有質(zhì)量掃描功能和串聯(lián)質(zhì)譜功能。
物質(zhì)氣化后以分子狀態(tài)進入質(zhì)譜儀后,經(jīng)過燈絲發(fā)射的電子轟擊后,成各種不同的碎片,有的是只掉了一個H,有的是掉了一個基團,有的成為更小的碎片,各種各樣的,然后這些碎片進入四極桿后,四極桿通過不同的電的方向變換,這些碎片在通過四極桿時,由于碎片的質(zhì)量和所帶的電核不同(質(zhì)荷比)所以,也隨著四極桿電的方向變換而改變前進方向,帶電碎片到達終點(接收端)的時間不同,質(zhì)荷比太小或太大的帶電碎片它們的方向變換也會過快或過慢(這個可以設(shè)置)會撞到四極桿而不能被檢測,中間的碎片會按質(zhì)荷比由小到大的順序先后到達接受端,而被檢測到。
當(dāng)極桿上的電壓被指定時,質(zhì)量過小的離子會受到很大的電壓影響,從而進行非常激烈的震蕩,導(dǎo)致碰觸極桿失去電荷而被真空系統(tǒng)抽走;質(zhì)量過大的離子因為不能受到足夠的電場牽引,最終導(dǎo)致碰觸極桿或者飛出電場而無法通過質(zhì)量選擇器。四級桿系統(tǒng)對于高頻電壓的需求,在四級桿質(zhì)譜的核心供電系統(tǒng)中通常不使用磁芯,而使用空氣芯變壓器以便保證電路對于高頻射頻的響應(yīng)。早期的起震元器件采用電容-電感-三極管的自激振蕩方式(美國喬治亞州的THS公司生產(chǎn)的質(zhì)譜依然采用此系統(tǒng))。
隨電子技術(shù)的發(fā)展,震蕩源多采用電壓控制振蕩器(Voltaged Controlled Oscillator, VCO)或采用直接數(shù)字合成(Direct Digital Synthesis, DDS)方式。