TSQ-Serie

2 Funktionsbeschreibung
Massenspektrometer
Zu einem bestimmten Zeitpunkt liegt an den Stäben des Massenanalysators ein genau definiertes
Verhältnis aus HF- und Gleichspannung an. Unter diesen Bedingungen oszillieren nur Ionen eines
bestimmten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses (z. B. m/z = 180) kontrolliert und können dadurch den
Massenanalysator passieren. Ionen mit anderen Masse-zu-Ladungs-Verhältnissen oszillieren zum
gleichen Zeitpunkt unkontrolliert. Diese Ionen treffen auf die Staboberflächen auf, werden
neutralisiert und abgeleitet bzw. aus dem Stabsystem herauskatapultiert.
Zu einem späteren Zeitpunkt ändert sich die anliegende HF- und Gleichspannung, und Ionen des
nächsten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses (z. B. m/z 181) können den Massenanalysator passieren,
während alle anderen Ionen (einschließlich Ionen mit m/z 180) unstabil werden und unkontrolliert
oszillieren. Dieser Vorgang setzt sich fort, und mit der sich ändernden HF- und Gleichspannung
können Ionen unterschiedlicher Masse-zu-Ladungs-Verhältnisse den Massenanalysator nacheinander
passieren. Am Ende des Scans haben die Amplituden der HF- bzw. Gleichspannung den Wert null
erreicht, und der Vorgang beginnt von vorn.
Die an den Quadrupol-Stäben eines TSQ-Massenspektrometers anliegenden Potentiale können schnell
und präzise über den gesamten Massebereich des Systems (d. h. m/z = 10 bis 3000) in 0,85 s geändert
werden.
Je mehr das von einem Quadrupol-Stabmodul erzeugte elektrostatische Feld einer hyperbolischen
Geometrie entspricht, desto besser sind die Betriebsbedingungen. Aus diesem Grund besitzen die
präzise gearbeiteten Quadrupol-Stabmodule der TSQ-Massenspektrometer eine hervorragende
Empfindlichkeit, Peak-Form, Auflösung und Massenübertragung.
Kollisionszelle und Wirkungsgrad der stoßinduzierten Dissoziation
Bei der Tandem-Massenspektrometrie (MS/MS-Scanmodi) legen TSQ-Massenspektrometer zwischen
einzelnen Scans an die Stabpaare eine hohe Spannung entgegengesetzter Polarität an. Dies entleert die
Kollisionszelle. Dadurch wird gewährleistet, dass in der Kollisionszelle keine Ionen von früheren Scans
verbleiben.
Das Quadrupol-Stabsystem Q2 (oft als Kollisionszelle bezeichnet) ist eine Quadrupol-Matrix aus
Stäben mit quadratischem Profil, die stets als Ionenübertragungseinheit fungieren. Eine veränderliche
HF-Spannung lädt die Stäbe elektrisch auf. Dies erzeugt ein elektrostatisches Feld, das Ionen vieler
verschiedener Masse-zu-Ladungs-Verhältnisse stabil oszillieren lässt.
Die Kollisionszelle umschließt das Stabmodul Q2 und wird normalerweise mit dem Kollisionsgas
Argon im Bereich von 1 × 10 -3 bis 4 × 10 -3 Torr (1,33 bis 5,33 mbar) unter Druck gesetzt. In der
Kollisionszelle findet die stoßinduzierte Dissoziation statt.
Unter stoßinduzierter Dissoziation versteht man den Vorgang, wenn ein Ion mit einem neutralen
Atom bzw. Molekül kollidiert und dann aufgrund dieser Kollision in kleinere Fragmente zerfällt.
Infolge des Dissoziationsvorgangs wird ein Teil der kinetischen Übergangsenergie des Ions in interne
Ionenenergie umgewandelt, was das Ion in ein höheres Energieniveau, d. h. in einen angeregten
Zustand versetzt. Bei ausreichender interner Energie wird das Ion fragmentiert.
Der Wirkungsgrad eines stoßinduzierten Dissoziationsvorgangs kann durch drei Parameter
beschrieben werden:
• Sammeleffizienz
• Fragmentierungsgrad
• Gesamtwirkungsgrad der stoßinduzierten Dissoziation
32 TSQ-Serie - Gerätehandbuch Thermo Scientific