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离子阱
阅读:299时间:2018-06-22 09:38:22

离子阱又称离子陷阱,是一种利用电场或磁场将离子(即带电原子或分子)俘获和囚禁在一定范围内的装置,离子的囚禁在真空中实现,离子与装置表面不接触,应用最多的离子阱有“保罗阱”(四极离子阱,沃尔夫冈·保罗)和“Penning阱”。离子阱可以应用于实现量子计算机,量子计算机以粒子的量子力学状态,如原子的自旋方向等表示0和1,称为“量子比特”,离子阱利用电极产生电场,将经过超冷处理的离子囚禁在电场里,实现量子比特。

应用原理

  离子阱一个重要的能力是做MS/MS或MSn。当在离子阱上作MS/MS时,有几种方法可以激发离子,让其碎裂。最有效的和被最广泛地使用的是共振激发(resonanceexcitation)。在用于MS/MS时,使用加在端盖电极上的ac电压(注:ac电压分两种,一个高幅的ac电压会导致共振逐出,一个低幅的ac电压会引起共振激发)。共振激发的ac电压一般幅度很小(1V左右),持续时间大概为几十个毫秒。ac的频率需和离子的运动频率匹配;而离子的运动频率和主要的trapping场的幅度和离子的m/z有关。
  当离子的振动频率与ac频率相同时发生共振,离子从ac电压上吸收能量,振幅加大,在一个理想的四极场中,如持续施加共振电压,离子的振幅将随时间线性增大。离子的动能随振幅平方的增大而增大,因此离子会和中性气体碰撞,使化学键断裂,获得MS/MS。设置比较好的参数,才能获得充分的、信息量丰富的MS/MS。
  最重要的一个参数就是Q,Q值正比于RF电压的幅度,反比于m/z。从经典的稳定图上看到,Q大于0.908时,离子会在不稳定的轨道上,不能被捕获,即Q?0.908,离子才能被捕获。当RF一定时,小于某一个m/z的离子就不会被捕获。这个m/z的值被叫作低质量cut-off(LMCO)。

功能应用

  离子阱有全扫描和选择离子扫描功能,同时利用离子储存技术,可以选择任一质量离子进行碰撞解离,实现二级或多级MSn分析功能。但离子阱的全扫描和选择离子扫描的灵敏度是相似的。
  广泛应用于蛋白质组学和药物代谢分析。现在已经出现了很多离子阱质谱与其它分析仪器联用的技术,如气相色谱-离子阱质谱联用仪(GC-ITMS)、ftr-ITMS联用技术。
  离子阱分析器它是由环行电极和上、下两个端盖电极构成的三维四极场。将离子储存在阱里,然后改变电场按不同质荷比将离子推出阱外进行检测。

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