四极滤质器由四个相互平行,高度精确,电气隔离电极。电极的方向,有一个双曲线(四极)它们之间的电场。常见的四极制造技术涉及到定位四个圆的波兰人在这样一个时尚的中心杆配合的一个虚构的广场。
图1所示。典型的四极电源连接的示意图
应用精确的直流和射频电压四极棒有助于集中质量的离子分析四极中心。为一个特定的系统中,电压的振幅标识质量或范围的群众通过四极稳定的轨迹。的四极电极中和离子不稳定的轨迹。两个四极电气连接是必需的。典型的四极电源连接的示意图如图1所示。
马蒂厄方程
当讨论四极理论,按照惯例提到马蒂厄方程:
在上面的方程中,u =沿着坐标轴位置(x或y)和被表示为Ωt / 2, t是时间和Ω应用射频频率;e =一个电子的电荷;U =应用直流电压;V =应用zero-to-peak射频电压;m =离子的质量;和r0=电极之间的有效半径。这个二阶线性微分方程的解如下:
上述方程是直觉地减少到类似的无限的正弦和余弦函数的总和。考虑离子轨迹作为无限的正弦和余弦函数,成功与每个术语包括更高的频率和振幅小,是可以接受的。这表示,在每一个x和y方向,运动是正弦,谐波频率增加的由微动和macromotion基本频率(ξ0)。
图形解决方案
图形化治疗可以回答问题如“离子有一个稳定的电压应用轨迹吗?离子通过四极吗?。马蒂厄方程的解的家庭边界附近,原点是描绘在图2中,显示四个不同地区的稳定轨道离子通过四极,利用马修和q参数。传统的操作区域四极杆质量过滤器由该地区是一个如图2所示。
图2。马修稳定图在二维空间(x, y)。同时重叠的区域标记为A, B, C, D。
第一个稳定的放大视图区域如图3所示,显示马修参数合适的替换和q轴转化为RF-DC电压空间m / z 219。r0计算基于圆四极杆直径9.5毫米和操作频率为1.2 mhz。内部的区域边界特征电压稳定的轨迹,而区域外边界特征不稳定的轨迹的稳定区域。
图3。扩大的地区从图2“A”(“第一稳定地区”)
恒定的分辨率扫描
稳定图的上半部分的多个质量策划在同一个RF-DC空间如图4所示。图4显示的底部时将量化的离子电流扫描射频和直流电压值沿着这扫描线作为时间的函数。如果离子不同的群众直接进入四极的入口,只有一些离子将遍历四极到达探测器在出口处。这依赖于电压是否产生稳定的轨迹。
图4。为m / z稳定图28日,69年和219年在RF-DC策划的空间,直接显示扫描线通过原点。
减少质量扫描条直线的斜率(扫描的点线在图5中)允许扫描行通过稳定图的主要区域。转,这扩大了质量峰。这个特征的形状稳定图的结果是,随着分辨率降低(使峰宽),质量峰的前缘的位置移动到较低的表观质量比三倍的后缘质量峰搬到较高的表观质量。这个移动质量峰中心质量明显降低。
图5。当扫描线的斜率降低,峰值质量扩大,质心位置移动质量明显降低。
实验质量扫描两个决议证明这种效果如图6所示。
图6。实验质量从15到35 m / z扫描演示两种不同质量的决议。
单位质量分辨率扫描
商业四极通常与质量分辨率,而不是一个常数解决模式。等质量分辨率线性增加而上升的质量单位质量分辨率,或恒峰宽。扫描行通过原点需要曲线与DC /射频电压比的增加与提高质量以获得整个质量范围的单位质量分辨率(图7)。
图7。为了实现恒峰宽质量范围,一个扫描行过原点必须曲线增加直流射频电压比与提高质量。
传统上,近似的理想曲线扫描是利用直线在模拟硬件通过提高扫描线的斜率和降低其拦截如不经过原点(图8)。
图8。为了实现恒峰宽质量范围,一个扫描行过原点必须曲线增加直流射频电压比与提高质量。
过程中洞察系统拦截,很大程度上影响低质量分辨率称为δm和扫描线的斜率很大程度上影响高质量分辨率称为delta-Res。的误差函数,描述“理想”之间的偏差曲线扫描功能和直线近似已经实施商业系统(图9)。这种模拟校正电路通常被称为“线性化电路的电路过程的见解。
图9。误差函数的表示直线近似之间的差异和理想的曲线扫描功能已经在商业系统中实现。
结论
这种图形化的方法可以帮助理解四极操作直观地没有广泛探索运动方程。传统的四极总结理论给人错误的印象,四极与常数分辨率和常数/ q比率。相反,商业四极通常使用一些电子或软件实现扫描弯曲的近似函数定义的物理单位质量的决议。
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