Fourier-muunnos-ionisyklotroniresonanssimassaanalysaattori

Fourier-muunnosresonanssimassaspektrometria

Fourier- muunnos -ionisyklotroniresonanssimassaanalysaattori (FT/ICR MS, Fourier-muunnosmassaspektrometria) on eräänlainen massa-analysaattori, jolla voidaan määrittää massa-varaussuhde ionin syklotronitaajuudesta kiinteässä magneettikentässä.

Historia

FT-ICR-menetelmän ovat kehittäneet Marshall ja Komisarov (Alan G. Marshall, Melvin B. Comisarov, University of British Columbia). Ensimmäinen artikkeli ilmestyi Chemical Physics Letterissä vuonna 1974

Teoreettiset perusteet

Staattisessa ja tasaisessa magneettikentässä oleva ioni liikkuu syklisesti Lorentzin voiman mukaisesti . Ympyräliike voidaan yhdistää tasaiseen aksiaaliseen liikkeeseen spiraalin muodostamiseksi tai tasaiseen kenttään kohtisuoraan liikkeeseen, kuten sähkö- tai gravitaatiokentän läsnä ollessa, sykloidin muodostamiseksi. Tämän syklotroniliikkeen kulmataajuus (ω = 2π f ) tietyllä magneettikentällä B ilmaistaan ( SI-järjestelmässä ):

$\omega ={\frac {zeB}{m)).$

missä z on ionin varaus (algebrallinen luku), e on alkuvaraus m on ionin massa

Kaavasta seuraa, että sähköinen signaali, jonka taajuus on f, resonoi ionien kanssa, joiden massa-varaussuhde on:

${\frac {m}{z}}={\frac {eB}{2\pi f)).$

Metodin olemus

Ionit pidetään Penning-loukussa (magneettikenttä, jossa on sähköisesti rajoittavia elektrodeja), jossa ionit virittyvät ja lisäävät liikesädettä magneettiseen nähden kohtisuoraan värähtelevän sähkökentän vaikutuksesta. Viritys saa myös ionit liikkumaan "paketteina" yhdessä vaiheessa. Signaali havaitaan virran heijastuksena elektrodiparissa, joka johtuu tällaisen "paketin" läheisyydestä syklotroniliikkeen aikana. Toisin kuin muut menetelmät, se ei vaadi ionien törmäystä ilmaisimen kanssa - riittää vain liikkua sen ohi. Signaali on niiden aaltojen sinien summa. Soveltamalla saatuihin tietoihin Fourier-muunnoksia voidaan saada liikkuvien ionien massaspektri.

Vaihtoehdot

Pulssiherätys - Taajuusspektri on "sinc"-funktio (sinc = sin w/w)
Taajuuspyyhkäisy
SWIFT - Stored Waveform Inverse Fourier Transform, jossa hyvin valittuja ioneja kiihdytetään.

Erot muihin massa-analysaattoreihin

Ionin ei tarvitse törmätä ilmaisimen kanssa - signaali syntyy, kun ioni kulkee ilmaisimen läheltä;
Massoja ei erottaa aika tai tila, vaan taajuus. Kaikki ionit havaitaan samanaikaisesti ennalta määrätyin aikavälein.

Edut

Erittäin korkea tarkkuus ja resoluutio

Haitat

Laitteiden ja ylläpidon korkea hinta
Suuret instrumentin mitat
Ultrakorkeiden resoluutioiden saavuttamiseksi on välttämätöntä uhrata analyysin nopeus
Erottelukyvyn perustavanlaatuinen lasku m/z-ionien kasvaessa

Sovellus

Jäljet epäpuhtaudet
Monimutkaiset seokset
Suuret monivaraiset makromolekyylit (esim. proteiinit)