به دام اندازی یون در دام پاول۹۳

شد و بعنوان مد ناپایدار محوری جرم انتخابی که تجارتی شدن تله های یونی چهار قطبی را حدود ۱۴ سال پیش ممکن ساخت ، شناخته شد. شرط لازم این روش پس زنی یون با جرم انتخابی ، این است که یون ها در ابتدا در مرکز تله یونی تحت عمل نوسان تکانه گسسته جمع شوند اتم های هلیوم برای این هدف مفید، هستند. این روش ساده ی نسبی از عمل جرم انتخابی تله یونی به یک گردش درطیف جرمی منجر خواهد شد. تخمین زده شده است که بیش از ۴۰۰۰ ابزار تله یونی با یک قیمت کلی حدود یک ربع بیلیون دلار امریکا فروخته شده است. انحراف از یک کسر کاملی از این مبلغ طبق بخش خرید ممکن و دیگر ابزارها به سازماندهی قابل توجهی در صنعت طیف جرمی منجر شد.
ترکیب یک مفصل تله یون با یک فوتوگراف ( رنگ نگار) امروز به صورت تجاری در دسترس هست با قیمتی که استفاده این ابزارهارا برای اغلب حوزه های آکادمی شیمی مجاز میکند .بنابراین ابزارها در دسترس گروه نسبتاً بزرگی از دانش آموزان و هر دو گروه فارغ التحصیلان و دانشجویان قرار گرفته است. اتصال کروماتوگراف مایع (LC ) با الکترو اسپری ESI و با طیف جرمی MS در سالهای اولیه ۱۹۸۰ بعلاوه پیشرفت سریع در تکنولوژی تله یونی منجر به ظهور ابزارهای جدید تله یونی برای آنالیز بلورهای دو تایی ناپایدار حرارتی و قطبی نافرار شد. در سال ۱۹۹۵ ابزارهای تله یونی جدید (LQC از Finningan و GCQ و ESQUIREاز Bruker- Franzen) ارایه شدند که منابع یونی خارجی را با تزریق یونهای مولد خارجی در تله یونی استفاده می کنند. مرکز عمده استفاده این ابزارهای جدید کاربرد در LC/ESMS بود که بیوپلیمرهای سنگین مثل : پروتئین ها – پپتیدها و oligodeoxyribonucleotid ها را آنالیز می کرد. این ابزارها از لحاظ اندازه، پراکندگی الکترودها، فرکانسهای تحریک و سرعت اسکن جرم با ابزارهای رایج MS /GC متفاوت بودند.
امید براین است که این مقدمه محاوره ای درباره ی طیف سنجی تله یونی چهار قطبی برای دانشآموزان در هر گروه سنی ، یک دیدگاه نسبت به موشکافی هایشان و تسلط بیشتر بر تله یونی چهار قطبی و درک زیبایی های این نظریه بنیادی ارایه داده باشد. این نظریه به صراحت از طرز کار ابزارهای چهار قطبی مربوط به صد سال قبل از تله های یونی چهار قطبی و ارتباط با فیلتر جرمی چهار قطبی که توسط پاول و استینود اختراع شده بود، سخن گفته است که مثال روشنی از ارزش ذاتی تحقیق بنیادی دقیق است.
عمل پیشگام این مخترعان با دادن جایزه ی نوبل فیزیک در سال ۱۹۸۹به لفگانگ پاول، تصدیق شد. .
در این ارایه منابع برای این منظور آورده شده اند که شاید بعنوان راهنما زمینه ی طیف سنجی جرمی تله یونی و همچنین برای آن دسته از انتشارات که میخواهند که طرز کار روشهای خاص در تله یونی را شرح دهند، استفاده شوند. خواننده معطوف میشود به توضیحات جزیی Dawson و Whetten و ابزارهای پیشرفته ای اولیه چهار قطبی از Dawson ، گزارش کامل از ( در حد یک مورخ کوچک ) نظریه ی تله یونی توسط مارک ،بازبینی توسطTodd وGlish وMcluckey وMarck و سه جلد منتشر شده ی جنبه های عملی از طیف سنجی جرمی تله یونی که شامل گزارش ۳۰ آزمایشگاه میشود که در تحقیق تله یونی به کار گرفته شد.

برای دانلود متن کامل این پایان نامه به سایت  fumi.ir  مراجعه نمایید.

فصل اول

« به دام اندازی یون شارژ شده با میدان های الکترومغناطیسی»

مقدمه

خواسته های مورد نیاز: نیروی سه بعدی مرکز گرا
به عنوان نمونه : نیروی هماهنگ
معادله ی لاپلاس :
a و b و c همگی نمی توانند مثبت باشند.
به عنوان مثال : تقارن چرخشی
پتانسیل چهار قطبی : (Quadrupole potential)
سطوح هم پتانسیل: گردش ( دوران ) کامل هذلولی وارهای دوار.
در اینجا دو راه برای به دام اندازی یون وجود دارد:
برنامه های کاربردی ولتاژ فرکانس رادیویی RFکه به دام اندازی دینامیکی است و ” دام پاول ” نام دارد.
ولتاژ dc به اضافه میدان مغناطیسی در بعد Z که به” دام پنینگ” معروف است.

۱-۱ دام ایده آل سه بعدی” پاول “

پتانسیل برابر است با:
(۱-۱)
می توانیم معادله ی حرکت یون ها را هنگامی که در دام حرکت می کنند از معادله ی بنویسیم و به دست آوریم [ ۳]:
(۱-۲ )
“معادله دیفرانسیل متی یو “
در این جا پارامتر u نشان دهنده ی هماهنگ های x و y و z و یک پارامتر بدون بعد است که توسط ارائه شده و و پارامترهای به دام اندازی هستند.
پارامتر فرکانس شعاع از پتانسیل اعمال شده به الکترود حلقه است. با جانشین کردن عبارت به معادله‌ی ( ۱-۱) می توان آن را به صورت زیر نشان داد:
با جایگذاری معادله ی به دست آمده در معادله (۱-۲ ) خواهیم داشت.
(۱-۳) – =
معادله ی بالا نشان دهنده قانون حرکت نیوتن است. این معادله را می توان با استفاده از قضیه ی ” فلوکت” یاتکنیک های استاندارد تجزیه و تحلیل در چند مقیاس دقیقاحل کرد[۴]. مکانیک حرکت ذرات و زمان و به طور متوسط چگالی متوسط ذرات باردار در دام با در نظر گرفتن نیروها در هرسه بعد همراه نیست، برای مثال، در بعدx داریم :
(۱-۴)
در اینجا پتانسیل چهار قطبی (quadrupolar ) است، با توجه به:
(۱-۵)
که در اینجا پتانسیل الکتریکی اعمال شده و و و ثابت های وزنی و یک مقدار ثابت است به منظور بر آورده شدن شرایط معادله ی لاپلاس می توان نشان داد که:
+ برای دام یون:
و برای یک توده ی چهار قطبی :
با تبدیل معادله (۱-۵) به یک دستگاه مختصات استوانه ای X=r cos و y=r sin و z=z و استفاده از معادله ی مثلثاتی فیثاغورث Sin2 ) داریم :
(۱-۶)
پتانسیل الکتریکی اعمال شده توسط ترکیبی از rf و dc داده است :
( ۱-۷) v u+
که در اینجا و فرکانس اعمال شده بر حسب هرتز (Hz )است.
جایگذاری معادله ای ( ۱-۷) در معادله (۱-۵) مقدار را می دهد
(۱-۸)