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便攜式飛行時間質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)組成及具體應用場景

更新時間:2024-11-25      瀏覽次數(shù):26
  便攜式飛行時間質(zhì)譜儀(PortableTime-of-FlightMassSpectrometer,TOF-MS)是一種高靈敏度、高分辨率的分析工具,廣泛應用于環(huán)境監(jiān)測、食品安全、藥物檢測、軍事安全等領域。與傳統(tǒng)的實驗室質(zhì)譜儀相比,具有體積小、重量輕、操作簡便等特點,使其能夠在現(xiàn)場快速進行分析和檢測。
 

 

  便攜式飛行時間質(zhì)譜儀的工作原理:
  1.樣品離子化:樣品先通過離子化源被轉(zhuǎn)化為離子。常見的離子化方法包括電噴霧離子化(ESI)、基質(zhì)輔助激光解吸/電離(MALDI)和化學離子化(CI)等。離子化過程中,樣品分子被電離,形成帶電粒子。
  2.離子加速:產(chǎn)生的離子在電場的作用下被加速。通常采用高壓電場,使得離子獲得動能,進入飛行管。
  3.飛行時間測量:離子在飛行管中沿直線運動,飛行時間與其質(zhì)量電荷比(m/z)成正比。輕離子飛行的時間短,重離子飛行的時間長。通過測量離子到達探測器的時間,可以計算出其質(zhì)量。
  4.數(shù)據(jù)處理與分析:探測器接收到的信號經(jīng)過放大和數(shù)字化處理,最終生成質(zhì)譜圖。質(zhì)譜圖展示了不同離子的相對豐度與其質(zhì)量電荷比的關系,分析人員可以根據(jù)質(zhì)譜圖對樣品進行定性和定量分析。
  組成結(jié)構(gòu):
  1.離子化源:負責將樣品轉(zhuǎn)化為離子,常見的有電噴霧離子化源、基質(zhì)輔助激光解吸源等。
  2.飛行管:離子在此處自由飛行,飛行管的設計直接影響質(zhì)譜儀的分辨率和靈敏度。
  3.加速電極:用于加速離子,使其獲得足夠的能量進入飛行管。
  4.探測器:用于檢測離子到達的時間,常用的探測器有微通道板(MCP)和時間延遲積分(TDI)探測器。
  5.數(shù)據(jù)處理單元:包括微處理器和軟件,用于處理和分析質(zhì)譜數(shù)據(jù),生成質(zhì)譜圖。
  6.電源和控制系統(tǒng):為儀器提供電力,控制各個部件的工作狀態(tài)。
  便攜式飛行時間質(zhì)譜儀的應用領域:
  1.環(huán)境監(jiān)測:用于檢測空氣、水體和土壤中的污染物,如重金屬、有機污染物等,幫助環(huán)境保護和污染治理。
  2.食品安全:用于檢測食品中的農(nóng)藥殘留、添加劑、重金屬等,確保食品的安全性和合規(guī)性。
  3.藥物檢測:在藥物研發(fā)和質(zhì)量控制中,可用于分析藥物成分、代謝物及其含量。
  4.軍事安全:在安全檢查中,便攜式質(zhì)譜儀可用于快速檢測爆炸物等危險物質(zhì)。
  5.生物醫(yī)學:用于生物樣本的分析,如血液、尿液中的代謝物,輔助疾病的診斷和監(jiān)測。
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