Антирезонансная квадрупольная система на основе кругового проводящего цилиндра
DOI:
https://doi.org/10.26577/RCPh.2023.v87.i4.03Ключевые слова:
Квадруполь, масс-спектрометр, потенциал, электрическое поле, магнитное поле, ионная ловушкаАннотация
Разработка методов расчета физических и приборных характеристик масс-спектрометров, основанных на корректных физических и математических теориях, которые позволяют проектировать и рассчитывать приборы с улучшенными аналитическими возможностями, является актуальной задачей корпускулярной оптики и научного приборостроения. В настоящее время квадрупольные электростатические системы получили широкое распространение. Это прежде всего, квадрупольные линзы, квадрупольные корректоры аберраций, квадрупольные ловушки и квадрупольные масс-спектрометры. Квадрупольный масс-анализатор относится к так называемым антирезонансным масс-спектрометрам, в которых часть ионов при движении пучка ионов через электрическое поле, имеющее, как постоянную, так и изменяющуюся во времени составляющую, проходит поле с ограниченной амплитудой колебаний, в то время как амплитуда колебаний другой части ионов неограниченно возрастает со временем, и они выбывают из пучка. Так как характер движения заряженных частиц зависит от отношения массы к заряду, то такое электрическое поле может работать как масс-фильтр, то есть пропускать через себя только ионы, имеющие определенное значение отношения массы к заряду. Для создания квадрупольных полей обычно используются квадрупольные системы со сложной геометрией электродов, что затрудняет их практическую реализацию. Поэтому достаточно актуальна разработка и исследование квадрупольных систем с достаточно простой геометрией электродов, поля которых могут быть описаны аналитически. Используя для потенциала и его производных простую аналитическую формулу, которая точно описывает электростатический потенциал квадрупольного поля, можно точно рассчитать области стабильности квадрупольных ионных ловушек при наложении дополнительных радиочастотных полей.
Библиографические ссылки
D.Preikszas, H.Rose, Electron microscopy, 46, 1, 1–9 (1997).
M. Silady, Elektronnaya i ionnaya optika, (Moscow, Mir, 1990), 639 p. (in Russ).
P.W. Hawkes, J.C.H. Spence (Eds.), Springer Handbook of Microscopy, (Springer Nature Switzerland AG, 2019), 1543 р.
V. Paul, UFN, 12, 109-127 (1989). (in Russ).
D.J. Douglas, A.J. Frank, D.M. Mao, 24 (1), 1–29 (2005).
J.W. Hager, Rapid Commun. Mass Spectrom, 16, 512–526 (2002).
R.E. March, J.F. Todd, Quadrupole Ion Trap Mass Spectrometry, (John Wiley & Sons, 2005), 392 p.
H. Qiao, C. Gao, D. Mao, N. Konenkov, D.J. Douglas, Rapid Commun. Mass Spectrom, 25. 3509–3520 (2011).
J.M. Amini, J. Britton, D. Leibfried, D.J. Wineland, (WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. ´ KGaA, Weinheim, 2011).
D.J. Douglas, N.V. Konenkov, Euro. J. Mass Spectrom., 18, Р. 419–429 (2012).
D.J. Douglas, A.S. Berdnikov, N. V. Konenkov, Int. J. Mass Spectrom., 377, 345–354 (2015).
Yu.V. Rozhdestvensky, S.S. Rudy, ZhTF, 87 (4), 604-611 (2017). (in Russ.)
R.H. Dawson, Quadrupole Mass Spectrometry and its Application, (Aмsterdam, Elsevier, 1976).
D. Baumester, A. Eckert, A. Zeilinger, Fizika kvantovoy informatsii, (Moscow, Postmarket, 2002), 375 p. (in Russ.)
M.A. Lavrentiev, B.V. Shabat, Metody teorii funktsiy kompleksnogo peremennogo, (Moscow, Nauka, 1976), 716 p. (in Russ.)
I.F. Spivak-Lavrov, Advances in Imaging and Electron Physics, 193, 45-128 (2016).
I.F. Spivak-Lavrov, T.Zh. Shugaeva, S.U. Sharipov, Advances in Imaging and Electron Physics, 215, 181–193 (2020).
I.F. Spivak-Lavrov, T.Zh. Shugaeva, T.S. Kalimatov, International Journal of Mass Spectrometry 444, 116180 (2019).
