Ячейка столкновений/реакций
Ячейка столкновений/реакций — это устройство, используемое в масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой для удаления мешающих ионов посредством ионных/нейтральных реакций. [1]
Динамическая реакционная ячейка
[ редактировать ]Ячейка реакции столкновения, известная под торговым названием «Ячейка динамической реакции», была представлена компанией Perkin-Elmer на их приборе Elan DRC (за которым последовали Elan DRC II и Elan DRC-e). Динамическая реакционная ячейка представляет собой камеру, расположенную перед традиционной квадрупольной камерой устройства ИСП-МС для устранения изобарических помех. [2] [3] [4] [5] Камера имеет квадруполь и может быть заполнена реакционными (или столкновительными) газами ( аммиак , метан , кислород или водород ), по одному типу газа или смесью двух из них, которая реагирует с введенным образцом. устранение некоторых помех.
DRC характеризуется следующими параметрами, которые можно изменять: RPq (соответствующий параметр q из уравнения Матье ), RPa (соответствующий параметр a из уравнения Матье ), которые относятся к напряжению, приложенному к квадрупольным стержням, и газовый поток реакционного газа.
Газообразный аммиак является лучшим решением для большинства помех, но до идеального газа ему еще далеко. Иногда для конкретных изотопов необходимо использовать другой газ для получения лучших результатов или даже математической коррекции, если ни один газ не дает удовлетворительного преимущества.
Интерфейс реакции столкновений (CRI) или мини-ячейка столкновений/реакций
[ редактировать ]Собственный интерфейс столкновительной реакции (CRI) [6] [7] используется в Bruker ICP-MS Aurora M90 для разрушения мешающих ионов. Эти ионы удаляются путем впрыскивания столкновительного газа (He) или реактивного газа (H 2 ) или их смеси непосредственно в плазму, протекающую через конус скиммера и/или конус пробоотборника. Подача реактивного/столкновительного газа на кончик конуса скиммера вызывает дополнительные столкновения и реакции, которые разрушают многоатомные ионы в проходящей плазме. По сути, CRI представляет собой мини-ячейку столкновений/реакций, установленную перед параболической оптикой ионного зеркала.
Осевая полевая технология
[ редактировать ]Технология осевого поля (AFT) представляет собой запатентованное усовершенствование DRC, разработанное Perkin-Elmer, которое состоит из двух дополнительных стержней, помещенных в ячейку DRC, меньших по размеру, чем стержни обычного квадруполя, с целью более быстрого «подталкивания» ионов к выходу за счет создание дополнительного электрического потенциала, минимизация времени, необходимого для нахождения газа в ДРК, и повышение скорости анализа. Суплиметарный потенциал стержней AFT не вносит существенного вклада в глобальную энергию, но значительно улучшает время прохождения ионов.
Технология ячейки столкновений с распознаванием кинетической энергии
[ редактировать ]В приборе XSeries2 компании Thermo Scientific для устранения помех используется коллизионная/реакционная ячейка, состоящая из нерасходуемого гексаполя и шиканового ионного дефлектора, который отклоняет ионный луч от оси и приводит к низкому фоновому фону прибора <0,5 интегрированных отсчетов в секунду ( icps) с вакантными массами, такими как 5 и 220. Этот гексаполь по своей сути является частью системы термолинз и присутствует на пути иона независимо от использования ячейки столкновений. Смеси газов столкновений/реакционных газов могут содержать 1% NH 3 в He, 7% H 2 в He и 100% H 2 , где NH 3 и H 2 представляют собой химически активные газы, а He представляет собой газ столкновений. В ячейке 3-го поколения используется распознавание кинетической энергии, при котором квадрупольное смещение немного менее отрицательное (более положительное), чем гексапольное смещение. Многоатомные ионы, генерируемые в плазме, могут иметь больший атомный радиус, чем ионы аналита аналогичной массы, т.е. мешающий NaAr. + (масса 63) крупнее аналита Cu + (масса 63). Таким образом, при использовании столкновительной/реактивной газовой смеси эти более крупные частицы подвергаются большему количеству столкновений/реакций в ячейке, в которых они теряют все больше энергии, а затем исключаются из квадрупольного фильтра масс из-за барьера кинетической энергии.
Октопольная реакционная система
[ редактировать ]Другой реализацией этого типа устранения помех является октопольная (вместо квадрупольной) коллизионная ячейка, реализованная в Agilent серии 7500 компании . Октопольная реакционная система (ОРС)) использует только гелий или водород, а объем ячейки меньше, чем у DRC. Маленькие молекулы гелия и водорода сталкиваются с большими нежелательными многоатомными ионами, образующимися в плазме, и расщепляют их на другие ионы, которые можно разделить в квадрупольном масс-анализаторе. Однако, в отличие от DRC, система OCR основана только на реакциях столкновений, а не на химических реакциях.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Йип, Ю.; Шам, В. (2007). «Применение технологии столкновительных / реакционных ячеек в масс-спектрометрии с изотопным разбавлением». TrAC Тенденции в аналитической химии . 26 : 727. doi : 10.1016/j.trac.2007.03.007 .
- ^ В. Баранов; С. Таннер (1999). «Динамическая реакционная ячейка для ИСП-МС. Часть 1: Вклад энергии радиочастотного поля в термодинамику ионно-молекулярных реакций». Дж. Анал. В. Спектр. 14 : 1133–1142. дои : 10.1039/a809889a .
- ^ С. Таннер; В. Баранов (1999). «Динамическая реакционная ячейка для ИСП-МС. Часть 2: Уменьшение помех, возникающих внутри ячейки». Дж. Ам. Соц. Масс-спектр. 10 : 1083–1094. дои : 10.1016/S1044-0305(99)00081-1 .
- ^ «Руководство для начинающих по ИСП-МС Р. Томас » . Архивировано из оригинала 8 августа 2018 г. Проверено 10 августа 2017 г.
- ^ Скотт Д. Таннер ; Владимир Баранов ; Дмитрий Бандура (2002). «Реакционные ячейки и ячейки столкновений для ИСП-МС: обзор учебного пособия». Спектрохимика Акта Б. 57 : 1361–1452. Бибкод : 2002AcSpe..57.1361T . дои : 10.1016/S0584-8547(02)00069-1 .
- ^ И. Калиниченко, Заявка на патент в соответствии с Договором о патентной кооперации WO 2004/012223 A1.
- ^ Ван, СюэДун; Юрий Калиниченко. «Принципы и характеристики интерфейса реакции на столкновение для» (PDF) . Вариан . Проверено 20 января 2009 г.