Wozu dient der "Quadrupol" im Gaschromatographen-Massenspektrometer?
Zunächst einmal, was ist ein Massenanalysator. Die Gaschromatographie-Massenspektrometrie ist ein analytisches Verfahren zur Messung des Masse-Ladungs-Verhältnisses von Ionen (Masse-Ladungs-Verhältnis). Die Wirkung des beschleunigenden elektrischen Feldes bildet einen Ionenstrahl, der in den Massenanalysator eintritt. In dem Massenanalysator werden die elektrischen und magnetischen Felder verwendet, um eine entgegengesetzte Geschwindigkeitsdispersion zu bewirken, und sie werden jeweils fokussiert, um ein Massenspektrum zu erhalten, wodurch ihre Masse bestimmt wird.
Der Quadrupol ist einer der am häufigsten verwendeten Massenanalysatoren. Das Quadrupol-Massenspektrometer ist ein dynamisches Massenspektrometer. Da es nur mit einem reinen elektrischen Feld arbeitet und kein Magnetfeld benötigt, ist sein Aufbau einfach und das Gewicht gering; es erfordert nur, dass die einfallende Energie der Ionen kleiner als eine bestimmte Obergrenze ist, und erfordert nicht, dass die einfallenden Ionen eine Energiefokussierung erreichen, damit die Struktur eingeführt werden kann. Einfache, hochempfindliche Ionenquelle, geeignet für Ionen mit einer gewissen Energiedispersion, wie z. B. Sekundärionen; schnelle Scangeschwindigkeit, Empfindlichkeit und Auflösung des Instruments können durch Anpassen elektrischer Parameter angepasst werden, und dasselbe Instrument kann unterschiedliche Analyseanforderungen erfüllen. Diese Vorteile sorgen dafür, dass der Quadrupol seit seiner Geburt viel Aufmerksamkeit erregt und sich schnell entwickelt hat. Gegenwärtig ist die Quadrupol-Massenspektrometer-Technologie ziemlich ausgereift. Als kompaktes, voll funktionsfähiges und kostengünstiges Massenspektrometrie-Instrument findet es breite Anwendung in den Bereichen Physik, analytische Chemie, Medizin, Umweltwissenschaften und Biowissenschaften.
Bei der tatsächlichen Verwendung werden zwei gegenüberliegende Elektroden unter den vier Elektroden miteinander verbunden, um ein Paar X-Elektroden und ein Paar Y-Elektroden zu bilden. Die Arbeitsstromversorgung des Quadrupol-Elektrodensystems ist eine sogenannte Hochfrequenzstromversorgung, die sowohl hochfrequente Wechselspannungs- als auch Gleichspannungskomponenten enthält. Wenn die positiven und negativen Ausgangsspannungen der HF-Leistungsversorgung jeweils auf ein Paar X-Elektroden und ein Paar Y-Elektroden geladen werden, wird in dem von den Quadrupol-Elektroden umschlossenen Feldraum eine Quadrupol-elektrische Feldverteilung erzeugt. Die Bewegung von Ionen in einem zeitabhängigen elektrischen Quadrupolfeld ist die Grundlage für den Ioneneinschluss und die Massenanalyse an Quadrupolelektroden.