Масс-спектрометры с одиночной и двойной фокусировкой

В инструментах с одним фокусировочным сектором ионы с массой m, зарядом z и определенной кинетической энергией помещаются в магнитное поле B. Как было отмечено ранее, при заданных значениях B, V и z ионы с различными массами будут двигаться по траекториям с различными радиусами r.

 

а) б)

Рис. 8.2. Общая схема масс-спектрометра с одной фокусировкой, основанного на принципе а) электромагнитного анализатора и б) электростатического анализатора

 

Смеси ионов с большим диапазоном масс будет соответствовать траектории с различными радиусами. Поэтому определение масс-спектра такой смеси требует большого числа детекторов. На практике проблему можно решить, если заставить все ионы следовать по траекториям с одинаковым радиусом. Этого можно добиться двумя способами. В электромагнитном анализаторе (английская аббревиатура ЕМА) используются электромагниты, позволяющие изменять магнитное поле B таким образом, чтобы ионы с разными массами, но с одинаковой скоростью, следовали по заданному радиусу (рис. 8.2 а). В электростатическом анализаторе (английская аббревиатура ESA) ускоряющее напряжение V изменяют так, чтобы разгонять ионы с разными массами до различных конечных скоростей u (рис. 8.2 б). Отметим, что масс-спектрометр с одиночной фокусировкой обладает ограниченным массовым диапазоном и низким разрешением.

В масс-спектрометрах с двойной фокусировкой используется комбинация ESA и ЕМА (рис. 8.3). В таком приборе обе траектории пересекаются в одной точке. Инструменты с двойной фокусировкой обладают намного бóльшим разрешением, чем одиночные.

 

Рис. 8.3. Общая схема масс-спектрометра с двойной фокусировкой