به دام اندازی یون در دام پاول۹۳- قسمت ۴

= m/z 66/4
یعنی با کاربرد یک پتانسیل ۷۵۷ ولت در الکترود حلقوی ، فقط یون هایی با m/z 66/4 ذخیره خواهند شد . پتانسیل که در الکترود حلقوی که یک LCMO معینی را به دست می دهد ، استفاده شده است به این صورت به دست می آید :
m/z 66/4 ]/ V = [LCMO 757
LCMO ) (۱۱/۴۰ =
این محاسبات به ویژه زمانی که یک یون متلاشی می شود مفید خواهد بود که فقط می خواهیم حد پایین m/z را برای یونهای ذخیره شده ی متلاشی شده، بدانیم . یعنی جرم آستانه .
)
طبق معادله ی (۱-۲۳ ) می بینیم که تقریباً با بدست می آید بنابراین وقتی ۰/۴۵ باشد می شود . هرچند اگر از این تقریب مربوط به و بالاتر برویم بقیه ی اندازه های محاسبه شده ی حدود ۵% بیشتر میشود . برای m/z 1340 که۰۴۵/ ۰= است ، به طوریکه تقریب بالا معتبر باشد، اندازه ی برابر با ۰/۰۳۱۸ میشود.
طبق معادله ی (۱-۲۱) ، فرکانس ( یا تناسبهای بیشتر ) توسط ۲ / بدست می آید . بنابراین ،وقتی و rad
و rad s-1 ۱۰۶ ۱/۰۴۹ = یا به طور مرسوم تر باشد ؛ متناظر حدود ۵% بیشتر است چنانچه که برای ۱۳۴۰ m/z ، برابر ۱۶/۷ KHz است.

برای دانلود متن کامل این فایل به سایت torsa.ir مراجعه نمایید.

  1. d) حوزه ی جرمی

حد بالای محدوده ی جرمی توسط نسبت جرم به بار بدست می آید . اجازه دهید که بگوییم اندازه ی وقتی که ماکزیمم دامنه ی r.f برای الکترود حلقوی به کار میرود ، دقیقا ۹۰۰/۰ است . طبق معادله (۱-۲۰) دیده می شود که/v برابر با یک ثابت است . این ثابت می تواند از عبارت بالا مربوط به در اندازه ی با ۹۰۰/۰ = و v=7340v معین شود . محدوده ی جرمی یونهای باردار تنها تا ۶۵۰ Da تشخیص داده شده است.
e ) گسترش محدوده ی جرمی در ازای v=7340v(o-p) و پس زنی یون بواسطه ی نوسان محوری بر حسب۹۰۰/۰ = ، حد بالای جرم تله یونی ۶۵۰ Da است . یعنی برای ۰/۹۰۰ = ، m/z ۶۵۰ است.
اگرچه تحت این شرایط فرایند تله یونی، یونهای با m/z 1300 در تله یونی باقی می مانند و به یک اندازه برابربا ۴۵۰ / ۰دارند.
اگر بر انگیختگی رزونانسی در۵۰ ۴/۰ = با تحریک KHz 167 (در بالا ببینید) انجام شده باشد،یون های با ۱۳۰۰ m/zممکن است در نقطه ای از مسیر در ماکزیمم دامنه ی r.f باشند . و برای یونهای باردار تنها تا دو برابر یعنی ۱۳۰۰Da ممکن است برسند.
f ) تفکیک پذیری جرمی
سرعت اسکن جرم نرمال تله های یونی فینینگان و واریان از ابتدا تا سال۱۹۹۵ برابر Da ۵۵۵۵ بود و علاوه بر محدوده ی جرمی معمولی از ۱۰-۶۵۰ Da ، پهنای قله حدود ۵Da/0 تعیین شده بود. تفکیک جرمی بعنوان محدوده ی جرم بر حسب پهنای قله تعریف شده است.
بنابراین با جرم افزایش می یابد اما این گفته تا حدی به اشتباه می اندازد. چنانچه که در مثال زیر می توان دید: تفکیک جرمی برای m / z 65 حدود ۱۳۰ است ، در حالی که برایz 650 m / ، ۱۳۰۰ است. کارائی واقعی این وسیله ، اندازه گیری پهنای سیگنال یون به محض پس زنی یون عامل است. بمحض کم کردن سرعت اسکن، کشف شد که پهنای قله کاهش می یابد به طوریکه برای یک جرم معین، تفکیک جرمی افزایش می یابد. اگرچه در دستگاههای آزمایش، پهنای قله از کمتر از ۳mDa قابل مشاهده اند. باریکترین پهنای قله در دستگاه های تجاری حدود Da ۲/۰ است . بطوریکه برای m/z 200 یک تفکیک جرمی حدود ۱۰۰۰۰ دریافت شده است.
G )
اعتباراصلی ارتفاع چاه پتانسیل در این است که مقدار انرژی جنبشی را که یک یون در سر تا سر
برانگیختگی رزنانسی قبل از اینکه از تله یونی دفع شود را تعیین می کند . دامنه ی چاه پتانسیل در راستای ممکن است از تقریبV/8 = تخمین زده شود. برای مثال برای m/z 134 با۴۵/۰اهمیت اساسی عمق چاه پتانسیل برای تعیین مقدار انرژی جنبشی ای است که هر یون ممکن است طی برانگیختگی تشدید شده بدست آورد تا از تله یون خارج شود. اندازه چاه پتانسیل در راستای z ممکن است . از تقریب v/8 = تخمین زده شود؛ از این رو برای مثال در مقدار نسبت جرم به بار ۱۳۴ است در:

۱-۸ عملکرد گیراندازی یون به عنوان یک طیف سنج جرمی

ما از دیوکسین به منظور نشان دادن نحوه ی استفاده از به دام اندازی یون به عنوان یک طیف سنج جرمی استفاده خواهیم کرد ، دیوکسین مثال بسیار خوبی از طیف سنجی جرمی یون به دام افتاده در شیمی تحلیلی می باشد . ترکیباتی مانند دیوکسین اغلب در مخلوط های پیچیده تعیین می شوند. جایی که ممکن است آن ها به مقادیر ناچیز یافت شوند و تحت شرایطی که، تفکیک سازی گاز یک روشی متداول برای معرفی نمونه می باشد . در این مثال ۴۰۰ پیکو گرم دیوکسین را در ۲ میکرو لیتر از نونان حل می کنیم.فشار هلیوم در به دام انداختن یون
قرار داده شده است.به منظور این که خنک سازی یون های حدود Torr تشکیل شده را به سرعت فراهم کند.زمانی که هلیوم می تواند مستقیما در سیلندر استفاده شود،گاز حامل هلیوم درون کروماتوگراف جریان می یابد تا فشار حالت پایه در یون ربا را فراهم کند. مولکول های دیوکسین به درون یون ربا کشیده می شوند، در آنجا توسط الکترون های-۸۰ev ۵۰ که از یک رشته گرمی گسیل شده اند، بمباران می شوند و وارد یون ربا می شوند ، همان طور که در شکل (۱-۱۱)، قسمت a نشان داده شده است.مدت زمان یونش برای تولید تعداد از قبل تعیین شده ی یون ها در فرآیندکافی است که به عنوان کنترل بهره خودکار AGC شناخته شده است تعداد یون شکل گرفته در طول یک یونش پشت سر هم در مدت ،برای مقیاسگذاری زمان یونش لازم برای تولید تعداد یون ها استفاده می شود. از این رو یون های تشکیل شده تحت تأثیر پتانسیل به دام اندازی تله ی پتانسیل فوراً در یون ربا قرار می گیرند. در طول یونش، یک الکترود حلقه در ولتاژ اولیه فرکانس رادیویی و یک فرکانس ثابت (f1MHz در بیشتر وسایل ) تحریک می شود، به همین دلیل، تمام یون هایی که در محدوده ی نسبت داده شده در میدان چهار قطبی اعمال شده به دام انداخته می شوند . مقدارولتاژ فرکانس رادیویی اولیه یک LCMO ، در محدوده ۲۰-۵۰ = را اعمال می کند، بنابراین یون های کمتر از نسبت ذخیره نمی شوند. هیچ پتانسیلی ناشی از جریان مستقیمی بین الکترودهای حلقه وکلاهک انتهایی اعمال نمی شود (U= ) . بنابراین میدان محدود به طول خالص نوسانی است. در طول یونش و بعد از آن، یون ها مسیرهای مدل لیساژو را طی می کنند و همزمان حدود ۲۰۰۰۰ برخورد در ثانیه با هلیوم انجام می دهند. آن یون هایی که از یون ربا جدا نشده اند نزدیک مرکز تله متمرکز می شوند. در شکل (۱-۱۱) قسمت (b) ، در مدتی که دامنه ی فرکانس رادیویی در دوره ی ۸۵- ۳۰ میلی ثانیه صعود می کند، مسیر یون جرمی انتخاب شده و تحلیل جرم صورت می گیرد.
شکل(۱-۱۱) – نگاهی اجمالی به طیف سنج جرمی در زمان. مرحلهی اوّل: یک دامنه فرکانس رادیویی به دام افتاده برای ۳۰-۰ میلی ثانیه ( ms) ، زمانی که یونها از مولکولهای نمونه شکل میگیرند و ذخیره میشوند، بهکار می رود.مرحلهی دوم: یک دامنه فرکانس رادیویی روی دورهی ۸۵-۳۰ میلی ثانیه جریان مییابد، در خروج یون با جرم انتخابی ( مورد نظر ) و تحلیل جرمی اتفاق میافتد.
هر قطعه ی یون محبوس شده در یون ربا ، با یک مقدار ارتباط داده می شود که بر طبق معادله ی (۱-۲۰) محاسبه می شود و در نمودار استحکام روی محور قرار می گیرد. یون هایی که نسبت آن ها نسبتاً بالا ست، مقدارهای نزدیک به مبدأ دارند و یون هایی که نسبت آن ها کم است مقادیر شان نزدیک به محدوده ی پایای گسترده شده است. همان طور که در شکل ( ۱-۱۲-a) نشان داده شده است ، از تنوع اندازه ی آدم های چوب مانند برای مشخص کردن تغییرات استفاده کرده ایم. در محل برخورد محور و حد پایدار ، در جایی که ۰/۹۰۸ = ( شکل ۱-۸ را ببینید) ، مسیرهایی که در آن یون ها به دام می افتند در راستای محورها ( به طور محوری ) ناپایدار می شوند همچنین یون هایی که نسبت آن ها کمتر از باشد ذخیره نمی شوند.
وقتی یک بار یون بتواند درون یون ربا تصادفاً در مرکز تله پیدا کند آن هم در مدت زمانی حدود ۱-۳۰ میلی ثانیه، دامنه ی پتانسیل مربوط به فرکانس رادیویی صعود پیدا می کند صعود بزرگی پتانسیل فرکانس رادیویی که به عنوان یک پلکان تحلیلی یا برررسی تحلیلی توصیف می شود، موجب می شود مقدارهای برای تمام قطعات یون در وطول این پلکان افزایش می یابد. وقتی مقدار برای هر قطعه یون به مقدار ۹۰۸/۰ می رسد،یون در راستای محور مربوط به الکترودهای انتهای کلاهک خارج می شود.
این روش خروج یون فقط در حد نمودار پایا می تواند اتفاق بیفتد و به نا پایداری محور انتخابی جرمی اشاره می کند، که توسط استفاده از تلفیق محوری تعویض ده است .در اصل تلفیق محوری اسمی بود که به خروج تشدید شده ی یون ها در یک فرکانس ۴۸۵کیلوهرتزی و از یک مقدار فقط کمی کوچکتر از ۹۰۸/۰، داده شده است.
شکل (۱-۱۲ ) ( a )- نمایش طرحوار نقاط کار ( که مختصاتی در فضای و هستند )در یک نمودار ثابت برای چند یون ذخیره شدهی ویژه به طور همزمان. ترتیب نقاط کار بر حسب تغییرات نسبت توسط شکلهایی که از لحاظ اندازه متفاوتند، نشان داده شده است. ( b ) یونهایی که نزدیک پایین منبع پتانسیل محوری نسبی با عمق مستقرند، نشان داده میشوند. نردبان شانس خروجی تشدید شده برای نوع خاص یون را نشان میدهد.
وقتی دامنه فرکانس رادیویی صعود پیدا کند ، یون ها در ۴۸۵ کیلو هرتزی وقتی که مقدار به ۹۰۸/۰ می رسد ، تشدید پیدا می کنند . در این روش ، یون ها در راستای محوری خارج می شوند تا نسبت را افزایش دهند. وقتی یون ها بیشتر نزدیک مرکز یون ربا تمرکز می یابند. تا به شکل یک پیاز، خروجی تشدید
شده اثری بروی یون ها می گذارد به این صورت که یون هایی که نسبت آن ها کم است را برداشته و در درونی ترین لایه ی پیازی قرار می دهد، به دلیل همین تأثیر، اختلال های باری فضا توسط قطعات یونی دیگر تحریک می شوند تا یون ها در فضای باز آزاد شوند و تفکیک پذیری جرم افزایش یابد. . نتیجه دیگر ناشی از خروج تشدیدی این است که یون های خارج شده می توانند هر فرکانسی را به خارج با خود حمل کنند .خروج تشدید ی به طور تصویری در شکل (۱-۱۲ –) نمایش داده می شود . این شکل نشان می دهد که یون ها چگونه نزدیک به چاه پتانسیل محوری در عمق Dz مستقر می شوند. نردبان احتمال بودن خروج تشدیدی را در هر فرکانسی برای قطعات یون نشان می دهد . برای مدوله ( فرکانس) محوری، نردبان در یک مقدار که فقط کمی از ۹۰۸/۰ کمتر است، قرار داده می شود . یون هایی که بطور تشدیدی خارج شده اند از میان حفره های الکترون های کلاهک انتخابی عبور می کنند بنابراین فقط نیمی از آن ها روی یک تقویت کننده که پشت یکی از الکترودهای انتخابی کلاهک قرار داده شده است، پرت می شوند ( مورد حمله قرار می دهند ) علامت های یون طوری خلق شده اند که یک طیف جرمی مربوط به افزایش نسبت تولید کننده ی یون ربای چهار قطبی به عنوان یک طیف سنج جرمی عمل می کند هنگامی که به روشی که گفته شده عمل کند. یک طیف سنج جرمی توسط به کار اندازی یک تابع کاوش ( انتشار امواج ) ( شکل زیر را ببینید ) بر روی تعدادی از زمان های خاص توسط تعدادی از ریز انتشارات به دست آمده از میکرو اسکن هستند. در مثال بعدی در مورد بدست آوردن طیف جرمی ، یک دسته طیف جرمی در هر ثانیه تولید می شود. یک طیف جرمی ناشی از ۸ ،۷ ،۳ ،۲ – تتراکلرودی بنزو- p– دیوکسین به روشی که شکل (۱-۱۳ ) نشان داده شده است به دست می آید. +دارای نسبت ۳۲۰ = است و یون +[M+2 ] خوشه مولکولی که ۳۲۲ = در شکل (۱-۱۳ ) نشان داده شده است متناظر با گنجایش اتم cl ۳۷ می باشد. یون که متعلق به حاصل از C ۱۳ متصل شده به[C ۱۳ ] , ۷,۸۳ ,۲ – تتراکلرودی بنزو –p – دیو کسین می باشد. دارای۳۲۲ = به نمونه خارج شده افزوده می شود.
شکل (۱-۱۳ )- طیف سنج جرمی ۲,۳,۷,۸-تترا کلرودی بنزو-p-دیوکسین . یون [M+2]+. برای شاخه مولکولی در نسبت جرم به بار برابر با ۳۲۲ نشان داده شده است زمانی که [۱۳C12]-2,3,7,8-تترا کلرودی بنزو-p-دیوکسین در نسبت جرم به بار ۳۳۴ نشان داده شده است. فرآیند تفکیک پذیری اولیه حاصل از فقدان COCl به ترتیب موجب افزایش نسبت جرم به بار به ۲۵۹ و ۲۷۰ می شود.

این مطلب را هم بخوانید :  جستجوی مقالات فارسی - رابطه‌ی بین فعالیت بدنی با BMI و تصویر بدن در دانش‌آموزان دختر دوره ...

۱-۹ تابع اسکن

مراحلی که به ترتیب در بالا تشریح شدند، می توانند مختصراً در یک تابع اسکن بیان شوند، تابع اسکن تغییر موقتی در تمام پتانسیل های موجود در الکترودهای تله یون ( یون ربا ) را نشان می دهد . یک تابع اسکن، یک نمایش تصویری از ترتیب قسمت های متفاوت فرآیند در نرم افزاری است که عملکرد تله یون را کنترل می کند . تابع اسکن برای عملکرد طیف سنج جرمی مربوط به تله یونی تشریح شده در بالا در شکل (۱-۱۴) نشان داده شده است[۵] .
شکل (۱-۱۴) – تابع اسکن برای بدست اوردن یک طیف جرمی EI . تابع اسکن دورهی یونیاش ، A ، را نشان میدهد که با فاصله توسط شیب تحلیلی با مدولاسیون محوری متقارن دنبال میشود.توجه کنید که پیش اسکن برای الگوریتم کنترل بهرهی خودکار نشان داده نشده است.

۱-۱۰ محاسبه معادلات حرکت یون در دام یون چهار قطبی :

اگر بخواهیم یون به دام افتاده در دام چهار قطبی حرکت نوسانی داشته باشد باید نیروی نوسان فنری به یون
وارد شود( در سه بعد )
(۱-۲۵) Ez=- z , y – = Ey ,x – =
حال باید به دنبال شکل هندسی دام و پتانسیل اعمالی به دام باشیم:
+
(۱-۲۶)