Analizator cyklotronowego rezonansu jonów
Analizator cyklotronowego rezonansu jonów (ICR, Ion Cyclotron Resonance) - analizator stosunku masy do ładunku jonów wykorzystujący w swym działaniu zjawisko rezonansu cyklotronowego, polegające na wielokrotnym przekazywaniu energii przez zmienne pole elektryczne cząstkom krążącym w polu magnetycznym tylko tym których częstotliwość obiegu jest taka sama jak częstotliwość pobudzającego pola. Analizator jest elementem konstrukcji spektrometrów mas.
Zasada działania edytuj
Analizator jest cyklotronem. Częstotliwość ruch jonów po okręgu w polu magnetycznym cyklotronu zależy od natężenia pola magnetycznego oraz stosunku masy do ładunku elektrycznego jonów (m/z). Jony o większym m/z (cięższe) poruszają się z mniejszą częstotliwością. Duanty cyklotronu zasilane są zmiennym polem elektrycznym, jony poruszające się synchronicznie do pola elektrycznego są przyspieszane. Jony, które zaabsorbowały energię (zostały wzbudzone) poruszają się z tą samą częstotliwością, jednak promień ich ruchu staje się większy.
Aby stwierdzić ile jonów uległo wzbudzeniu przy danej częstotliwości, można mierzyć energię pochłoniętej fali elektromagnetycznej.
Można także umieścić w cyklotronie płyty. Jony wzbudzone mają większy promień ruchu kołowego, więc przelatują bliżej płyt, wzbudzając prąd. Prąd ten jest mierzony. Widmo m/z jest tworzone przez działanie na jony polem elektromagnetycznym o zmieniającej się częstotliwości i rejestrację zmian natężenia prądu w płytach detektorowych (lub zmiany absorpcji fali elektromagnetycznej).
W analizatorze panuje bardzo wysoka próżnia - ciśnienie nie większe niż 10-4 Pa, zwykle 10-6 Pa lub mniejsze. Im niższe ciśnienie, tym wyższa rozdzielczość analizatora cyklotronowego. Rozdzielczości analizatorów cyklotronowych mogą być bardzo duże, zwykle kilkaset tysięcy, a mogą dochodzić nawet do miliona (przy m/z 500 Th). Rozdzielczości tych analizatorów szybko maleją wraz ze wzrostem m/z analizowanych jonów.
Stałe pole magnetyczne jest zapewniane przez elektromagnesy nadprzewodzące. Elektromagnesy stosowane w analizatorach ICR dostarczają pola o sile od 3 do 12 T. Zwiększenie siły pola magnetycznego zwiększa rozdzielczość urządzenia. Analizatory ICR charakteryzują się także bardzo dużą czułością.
Zobacz też edytuj
Bibliografia edytuj
- E. de Hoffmann, J. Chatette, V. Stroobant (1994) Spectrométrie de masse; Masson Editeur, Paris; tłum. L. Konopski (1998) Spektrometria Mas; Wydawnictwa Naukowo-Techniczne (ISBN 83-204-2291-4).
- Robert A. W. Johnstone, Malcolm E. Rosse (1996) Mass spectrometry for chemists and biochemists; Press Syndicate of the University of Cambridge; tłum. Karol Bal i Marek Daniewski; red. techn. Krystyna Jurkowska (2001) Spektrometria mas; Wydawnictwo Naukowe PWN SA (ISBN 83-01-13605-7).