Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
LTQ Thermo Finnigan (линейная квадрупольная ловушка)

Линейной ионной ловушкой ( ЛИТ ) представляет собой тип масс - спектрометра с ионной ловушкой . В линейной ионной ловушке ионы удерживаются в радиальном направлении двумерным радиочастотным (РЧ) полем и в осевом направлении за счет останавливающих потенциалов, приложенных к концевым электродам. Линейные ионные ловушки обладают высокой эффективностью инжекции и высокой емкостью хранения ионов. [1]

История [ править ]

Одна из первых линейных ловушек была построена в 1969 году Черчем [2], который согнул линейные квадруполи в геометрию замкнутого круга и беговой дорожки и продемонстрировал хранение ионов 3 He + и H + в течение нескольких минут. Ранее Дрис и Пол описали круговой квадруполь. [ необходима цитата ] Однако он использовался для производства и удержания плазмы, а не для хранения ионов. В 1989 году Престедж, Дик и Малецки описали, что ионы могут быть захвачены в систему линейных квадрупольных ловушек для усиления ион-молекулярных реакций, таким образом, ее можно использовать для изучения спектроскопии накопленных ионов. [1]

Как это работает [ править ]

В линейной ионной ловушке используется набор квадрупольных стержней для удержания ионов в радиальном направлении и статический электрический потенциал на концевых электродах для удержания ионов в осевом направлении. [3] Линейная ионная ловушка может использоваться как массовый фильтр или как ловушка, создавая потенциальную яму для ионов вдоль оси ловушки. [4] Масса захваченных ионов может быть определена, если m / z находится между определенными параметрами. [5]

Преимущества линейной конструкции ловушки - высокая емкость хранения ионов, высокая скорость сканирования и простота конструкции. Несмотря на то, что выравнивание квадрупольных стержней имеет решающее значение, добавляя ограничение контроля качества к их производству, это ограничение дополнительно присутствует в требованиях к обработке трехмерной ловушки. [6]

Селективный режим и режим сканирования [ править ]

Ионы либо вводятся внутрь ионной ловушки, либо создаются внутри нее. Они ограничиваются приложением соответствующих высокочастотных и постоянных напряжений, при этом их конечное положение сохраняется в центральной части ионной ловушки. ВЧ-напряжение регулируется, и волны многочастотного резонансного выброса подаются на ловушку для удаления всех ионов, кроме желаемых, для подготовки к последующей фрагментации и массовому анализу. Напряжения, прикладываемые к ионной ловушке, регулируются для стабилизации выбранных ионов и для обеспечения столкновительного охлаждения при подготовке к возбуждению.

Энергия выбранных ионов увеличивается за счет приложения дополнительного резонансного напряжения возбуждения, приложенного ко всем сегментам двух стержней, расположенных на оси X. Это увеличение энергии вызывает диссоциацию выбранных ионов из-за столкновений с затухающим газом. Образовавшиеся ионы-продукты удерживаются в улавливающем поле. Сканирование содержимого ловушки для получения масс-спектра осуществляется путем линейного увеличения ВЧ напряжения, приложенного ко всем секциям ловушки, и использования дополнительного резонансного напряжения выброса. Эти изменения последовательно перемещают ионы из диаграммы стабильности в положение, в котором они становятся нестабильными в направлении x, и оставляют поле захвата для обнаружения. Ионы ускоряются в два высоковольтных динода, где ионы производят вторичные электроны.Затем этот сигнал усиливается двумя электронными умножителями, а затем аналоговые сигналы интегрируются и оцифровываются.

Сочетание с другими масс-анализаторами [ править ]

Линейные ионные ловушки могут использоваться как автономные масс-анализаторы, и их можно комбинировать с другими масс-анализаторами, такими как трехмерные ионные ловушки Пауля, масс-спектрометры TOF, FTMS и другие типы масс-анализаторов.

Линейные ловушки и 3D ловушки [ править ]

Масс-спектрометры с трехмерной ионной ловушкой (или ловушкой Пауля) широко используются, но имеют ограничения. При использовании непрерывного источника, такого как источник, использующий ионизацию электрораспылением (ESI), ионы, генерируемые во время обработки трехмерной ловушкой других ионов, не используются, тем самым ограничивая рабочий цикл. Кроме того, общее количество ионов, которые могут храниться в трехмерной ионной ловушке, ограничено эффектами пространственного заряда. Сочетание линейной ловушки с трехмерной ловушкой может помочь преодолеть эти ограничения. [1]

Недавно Хардман и Макаров описали использование линейной квадрупольной ловушки для хранения ионов, образованных ESI, для инъекции в масс-анализатор орбитальной ловушки. Ионы проходили через отверстие и скиммер, квадрупольный ионопровод для ионного охлаждения, а затем попадали в ловушку квадрупольного накопителя. Квадрупольная ловушка имеет два набора стержней; короткие стержни возле выхода были смещены так, что большая часть ионов накапливалась в этой области. Поскольку орбитальная ловушка требует, чтобы ионы вводились очень короткими импульсами, к выходному отверстию прикладывались киловольтные потенциалы извлечения ионов. Время полета ионов к орбитальной ловушке зависело от массы, но для данной массы ионы вводились сгустками шириной менее 100 наносекунд (fwhm).

Линейные ловушки и TOF [ править ]

Масс-спектрометр TOF также может иметь малый рабочий цикл, когда он соединен с непрерывным источником ионов. Сочетание ионной ловушки с масс-анализатором TOF может улучшить рабочий цикл. Как трехмерные, так и линейные ловушки были объединены с масс-анализаторами TOF. Ловушка также может добавить в систему возможности MSn. [1]

Линейная ловушка и FTICR [ править ]

Линейные ловушки могут использоваться для повышения производительности систем FT-ICR (или FTMS). Как и в случае с трехмерными ионными ловушками, рабочий цикл может быть увеличен почти до 100%, если ионы накапливаются в линейной ловушке, в то время как FTMS выполняет другие функции. Нежелательные ионы, которые могут вызвать проблемы с пространственным зарядом в FTMS, могут быть выброшены в линейную ловушку для улучшения разрешения, чувствительности и динамического диапазона системы. [1]

Линейная ловушка и тройной квадруполь [ править ]

Комбинация тройного квадрупольного МС с технологией LIT в виде инструмента конфигурации QqLIT, использующего осевой выброс, особенно интересна, поскольку этот инструмент сохраняет классические функции тройного квадрупольного сканирования, такие как мониторинг выбранной реакции (SRM), ион-продукт (PI ), нейтральные потери (NL) и ион-прекурсор (PC), а также обеспечивают доступ к чувствительным экспериментам по захвату ионов. Для небольших молекул количественный и качественный анализ можно проводить с использованием одного и того же прибора. Кроме того, для пептидного анализа расширенное многозарядное (EMC) сканирование позволяет повысить селективность, а сканирование с отложенной фрагментацией (TDF) предоставляет дополнительную структурную информацию. В случае QqLIT уникальность прибора заключается в том, что один и тот же масс-анализатор Q3 может работать в двух разных режимах.Это позволяет использовать очень мощные комбинации сканирования при выполнении сбора данных, зависящих от информации.

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e Дуглас, Дональд Дж .; Франк, Аарон Дж .; Мао, Дуньминь (2005). «Линейные ионные ловушки в масс-спектрометрии». Обзоры масс-спектрометрии . 24 (1): 1-29. Bibcode : 2005MSRv ... 24 .... 1D . DOI : 10.1002 / mas.20004 . ISSN  0277-7037 . PMID  15389865 .
  2. ^ Церковь, DA (1969-07-01). «Ионная ловушка накопительного кольца на основе линейного квадрупольного радиочастотного фильтра масс». Журнал прикладной физики . 40 (8): 3127–3134. Bibcode : 1969JAP .... 40.3127C . DOI : 10.1063 / 1.1658153 . ISSN 0021-8979 . 
  3. Перейти ↑ Douglas DJ, Frank AJ, Mao D (2005). «Линейные ионные ловушки в масс-спектрометрии». Обзоры масс-спектрометрии . 24 (1): 1-29. Bibcode : 2005MSRv ... 24 .... 1D . DOI : 10.1002 / mas.20004 . PMID 15389865 . 
  4. ^ Квадруполь; March, Raymond E .; Спектрометрия, масса (2000). «Масс-спектрометрия с квадрупольной ионной ловушкой: взгляд на рубеже веков». Международный журнал масс-спектрометрии . 2000 (1–3): 285–312. Bibcode : 2000IJMSp.200..285M . DOI : 10.1016 / S1387-3806 (00) 00345-6 .
  5. ^ Пэн, Инь; Остин, Дэниел Э. (ноябрь 2011 г.). «Новые подходы к миниатюризации масс-анализаторов с ионной ловушкой». Тенденции TrAC в аналитической химии . 30 (10): 1560–1567. DOI : 10.1016 / j.trac.2011.07.003 .
  6. ^ Шварц, Jae C .; Майкл В. Сенько; Джон EP Syka (июнь 2002 г.). «Двумерный квадрупольный масс-спектрометр с ионной ловушкой» . Журнал Американского общества масс-спектрометрии . 13 (6): 659–669. DOI : 10.1016 / S1044-0305 (02) 00384-7 . PMID 12056566 .