【摘要】 离子束通过以下两种方式被引出离子源:间歇性过程,例如等离子体或者激光解析;暂时性地在离子源聚焦透镜上加上所需的电压。

(3)飞行时间质谱

飞行时间质谱(Time-of-flight mass spectrometry,TOF-MS)是利用动能相同而质荷比不同的离子在恒定电场中运动,经过恒定距离所需时间不同的原理对物质成分或结构进行测定的一种质谱分析方法。飞行时间质量分析器最早由Stephens在1946年提出,由Wiley和McLaren设计的飞行时间质谱仪在1955年发布,此质谱仪随后成为第一台商用仪器。从20世纪80年代末开始,越来越多的人开始对飞行时间质谱仪产生兴趣。尤其值得注意的是,基质辅助激光解析离子化技术(Matrix-assisted laser desorptionionization,MALDI)以及电喷雾电离技术(Electrospray ionization,ESI)的出现,使飞行时间质谱得到了新的应用。

传统的线性飞行时间质谱仪的结构如图三所示。离子束通过以下两种方式被引出离子源:间歇性过程,例如等离子体或者激光解析;暂时性地在离子源聚焦透镜上加上所需的电压。电极和引出栅之间的电压差,使得离子向飞行管加速。由于所有的离子需要相同的动能,不同质量的离子飞行速度也就出现了差别,质荷比小的离子飞行速度快,质荷比大的飞行速度慢。离开加速区后,离子进入无场区,在到达飞行管另一端的检测器前由于飞行速度不同而被分开。这种结构的飞行时间质谱仪被称为直线型飞行时间质谱仪。理论上来讲,只要飞行管的长度足够长,可以检测的分子量是没有上限的。但这种直线型飞行时间质谱仪分辨率较低,主要原因是离子初始能量不同,使得具有相同质荷比的离子到达检测器的时间有一定的分布,造成分辨能力下降。

 

图三 飞行时间质谱的结构(直线型)

 

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