Ионные ловушки в динамической масс-спектрометрии

• Автор: Никитина, Дарья Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 165 с. : ил.

ГЛАВА 1. Обзор вопроса
1.1. Обзор литературы
1.1.1. Достоинства времяпролетных масс-спектрометров
1.1.2. Принцип работы ВПМС
1.1.3. Применение ионных зеркал во ВПМС
1.1.4. Масс-рефлектрон
1.1.5. «Квазикон», ОгШар
1.2. Постановка задачи
1.3. Безразмерные модели
ГЛАВА 2. Принципы работы ионных ловушек с потенциалом ср = К*,У) + 22.

2.1. Формула разрешающей способности
2.2. Одномерная динамика частиц
2.3. Обратные задачи динамики (формулы обращения)
2.4. Идеальная фокусировка в квадратичном поле
2.5. Одномерные ловушки с заданным порядком временной фокусировки.

2.6. Идеальная фокусировка (по г2) и общая схема многопериодного
масс-спектрометра
2.7. Принципы удержания поперечных потоков (пох,у)
2.8. Системы с разделенными переменными
2.9. Ловушка с осевой симметрией (образование эффективных ям)
2.10. Систематизация вариантов ям из 2.8
ГЛАВА 3. Системы удержания с плоскостью симметрии
3.1. Обратные задачи для поперечного движения
3.1.1 Полное разделение переменных в уравнении Гамильтона-
Якоби для двумерных полей
3.1.2 Решение обратных задач движения заряженных частиц при
помощи уравнения Гамильтона-Якоби
3.2. Одновременная фокусировка по Ъ и по ХУ

ГЛАВА 4. Ионные ловушки с аддитивной квадратичной составляющей
потенциала
4.1. Аналитическое описание полей
I 4.2. Поля суперпозиции линейных зарядов и гиперболоидов
4.3. Ионная ловушка на базе полей линейных зарядов и гиперболоидов.

4.4. Времяпролетные характеристики в плоскости симметрии
ГЛАВА 5. Охлаждающие квадрупольные ловушки
5.1. Геометрия исследуемой системы
5.2. Метод моделирования
5.3. Удержание ионного пучка в ловушке
5.4. Охлаждение ионов
5.5. Экстракция ионов
5.5.1. Зависимость от геометрии и режима работы ловушки
5.5.2. Зависимость от давления
* 5.5.3. Зависимость от степени охлаждения ионов
5.5.4. Зависимость от количества ионов в ловушке
5.6. Заключение
Заключение
Список литературы

Нужды биоаналитической химии являются основной движущей силой новых разработок в масс-спектрометрии в последнее время. Геномика, протеомика, метаболомика, липидомика, разработка новых лекарственных средств, их клинические испытания и тому подобные работы требуют выполнения анализов чрезвычайно сложных многокомпонентных смесей, детектирования совершенно различных по структуре соединений, часто в предельно малых концентрациях. Эти задачи требуют применения приборов с лучшими характеристиками разрешения по массам, точности определения массы, динамического диапазона, возможностей тандемной масс-спектрометрии. Ввиду широты использования таких приборов они должны быть простыми в использовании, давать надежные и воспроизводимые результаты.
Высокое разрешение и точное определение массы может быть достигнуто на масс-спектрометрах с двойной фокусировкой, ионноциклотронного резонанса, времяпролетных анализаторах (ТОР). Первые являются относительно медленными во временной шкале высокоэффективного разделения с помощью жидкостной хроматографии. Масс-спектрометры ионно-циклотронного резонанса идеальны для такого анализа, но проблемой с ними является высокая стоимость эксплуатации (жидкий гелий и азот для сверхпроводящего магнита) и маленький динамический диапазон внутри масс-спектра. Классические времяпролетные масс-спектрометры позволяют достигать хорошей точности измерения массы, но ограничены в использовании режимов многомерной масс-спектрометрии, а источники ассистируемой матрицей ионизации лазерной десорбцией не дают полипротонированных ионов, позволяющих измерять

Общее решение однородного уравнения Лапласа (2.45) легко выразить через произвольную аналитическую функцию комплексного переменного. Можно положить, например

Р(со)+Р(сд)
со-х+іу
(2.46)
Решение же р (х,у) удобно записать в виде квадратичного полинома
р0 =ах2 + {3у2, а+/3 = -а (2.47)
Следовательно, общий класс полей типа (2.43) образуют смеси полей трехмерных гиперболоидов и произвольных цилиндрических (планарных) гармонических полей. Этот факт дает большой простор для синтеза эффективных динамических масс-анализаторов.
2.5. ОДНОМЕРНЫЕ ЛОВУШКИ С ЗАДАННЫМ ПОРЯДКОМ ВРЕМЕННОЙ ФОКУСИРОВКИ.
В масс-анализе наиболее интересен случай фокусировки пго порядка, причем чем выше порядок, тем лучше. Чтобы это организовать, удобно воспользоваться формулой (2.40), положив
т(А)=а(А-Ар'+Р0 (2.48)
где А0,Р0,а - константы. Проводя интегрирование, получаем:
х ■
рол[7 , ач/7

/ п

Р-п
Ґ и-1
.4>
-НА