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质谱仪高真空的原因

 重新出发2022 2012-04-27
1.离子的平均自由行程必须大于离子源到收集器的飞行路程
2.离子源内高的气压可能引起高达数千伏的加速电压放电。
3.电离盒内的高气压导致离子—分子反应,改变质谱图样。
4.保护灯丝。低真空背景干扰强烈,噪音高。氧气含量过高容易对电子器件破坏,
很多电子器件的正常运转需要高真空。
在低真空度下存在氧分子还会使发射电子的热灯丝迅速氧化而损坏,
就像白炽灯中的钨丝怕见空气被氧化一样。
具体理解如下:
1.平均自由程是分子(离子)两次碰撞所走过的路程,发生
碰撞的时候那么离子的运动方向和速率都将会发生变化,在
质谱中离子的平均自由程越大,那么在有限长的真空腔体内
发生分子间或者是离子间的碰撞就越少,有利于提高分辨率
,如果真空低,平均自由程就短,那么分子之间的碰撞就频
繁,分辨率下降。
2. 如果真空腔体真空低,比如说是在几Pa到几十Pa,那么
根据放电的最佳条件可知,这个时候高压特别容易放电;另
外如果系统使用的是EI,那么为了防止EI灯丝烧断,真空度
要高于10-3Pa。
3.高气压下,离子分子反应这个就不必讲了,CID就是最为
典型的人为离子-分子反应得到目标离子碎片。
4.真空中必须高真空还有一点就是,目前所使用的微通道板
和电子倍增器等信号放大系统都需要在高真空下才能够达到
应有的效果。所有的质谱都是用来检测离子的,而这些质谱的检测原理不
外乎是利用离子在电场、磁场或电磁场中的运动特性来使具
有不同质荷比的离子加以区分并检测。离子要在电场、磁场格式刷
或电磁场中飞行一定的时间和空间,如果在这些时间和空间
中存在大量的气体势必会使离子很快淬灭而达不到检测器。
所以为了减少离子与背景气体的碰撞淬灭要抽真空使背景气
体分子数量大大减少,以维持足够的离子平均自由程。
简言之,最重要是使气相离子具有较高的平均自由程,另外高真空可以防止离子-分子反应的发生,
真空有利于离子源的正常调谐,避免气体传导引起的高压放电从而损坏电路或相关部件。
总之,1.离子源将分子进行离子化,形成了离子和离子碎片,真空可以降低分子离子反应 2.在离子通过四级杆的时候,真空给离子提供了足够的平均自由程,也就是提供了接近完美的环境,用来筛选离子 3.灯丝保护作用,真空比空气少很多分子,也就减少了干扰,降低灯丝的损耗 4.调谐影响。离子源一般都是70ev,不受压强影响,而发射电流则会被压强影响,空间电荷妨碍电子束通过电离盒,影响正常调谐。 5.高压放电。在高电压下气体传导会产生放电现象。 6.电子倍增器和打拿极保护,这俩东西暴露在空气中将严重缩短寿命 7.降低本底干扰

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