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사극 질량 분석기

Quadrupole mass analyzer
4극 이온 트랩 또는 무선 주파수 4극과 혼동해서는 안 됩니다.
사극 원소

노벨상[1] 수상자인 볼프강 폴과 그의 제자 헬무트 스타인베델이 고안한 4극 질량 분석기(QMS)는 투과 4극 질량 분석기, 4극 질량 필터 또는 4극 질량 분석기로도 알려져 있는 질량 분석기의 한 종류입니다.이름에서 알 수 있듯이, 그것은 4개의 원통형 막대로 구성되어 있으며,[2] 서로 평행하게 배치되어 있다.4극 질량 분석기에서 4극은 질량 분석기로, 질량 대 전하 비율(m/z)에 따라 샘플 이온을 선택하는 기기의 구성요소입니다.이온은 [2]봉에 가해지는 진동 전계에서의 궤적의 안정성에 근거해 4극으로 분리된다.

작동 원리

미국 특허 이미지 "다른 특정 [1]전하의 하전 입자를 분리하는 장치"

4극은 4개의 평행한 금속 막대기로 구성되어 있다.마주보는 각 로드쌍은 전기적으로 접속되어 한쪽 로드와 다른 쪽 로드 사이에 직류 오프셋 전압을 갖는 무선주파수(RF) 전압이 인가된다.이온은 막대기 사이의 4극으로 이동한다.특정 질량 대 전하 비율의 이온만 주어진 전압 비율에 대해 검출기에 도달합니다. 다른 이온은 불안정한 궤적을 가지며 로드와 충돌합니다.이를 통해 특정 m/z로 이온을 선택하거나, 작업자가 인가 [2]전압을 지속적으로 변화시켜 m/z 값의 범위를 스캔할 수 있습니다.수학적으로 이것은 마티외 미분 [3]방정식의 도움을 받아 모델링될 수 있습니다.

4극 이온 경로

이상적으로는 로드는 쌍곡선이지만 로드 직경 대 간격의 특정 비율을 가진 원통형 로드는 하이퍼볼라에 대해 제조하기 쉬운 적절한 근사치를 제공합니다.비율의 변동이 작을 경우 분해능과 피크 모양에 큰 영향을 미칩니다.제조업체마다 약간 다른 비율을 선택하여 예상되는 애플리케이션 요구 사항에 따라 작동 특성을 미세 조정합니다.1980년대부터 MAT 회사와 그 후 Finnigan Instrument Corporation은 0.001mm의 기계적 공차로 생산된 쌍곡선을 사용했으며, 정확한 생산 과정은 [4]회사 내에서 철저히 비밀에 부쳐졌습니다.

여러 개의 4중극, 하이브리드 및 변종

하이브리드 4극 비행시간 질량분석계

3개의 4극으로 이루어진 선형 계열을 트리플 4극 질량 분석계라고 합니다.첫 번째(Q1)와 세 번째(Q3) 쿼드러폴은 질량 필터 역할을 하며, 중간(q2) 쿼드러폴은 충돌 셀로 사용됩니다.이 충돌 셀은 Ar, He 또는2 N 가스(~10−3 Torr, ~30 eV)를 이용한 RF 전용 4극(비질량 필터링)으로 선택된 부모1 이온의 충돌 유도 해리에 사용된다.후속 fragment는 Q로3 전달되며 여기서 필터링 또는 완전 스캔이 가능합니다.

이 과정은 탠덤 질량 분석법에 의한 구조 설명에 유용한 단편 연구를 가능하게 한다.예를 들어 Q는1 q 단위로2 단편화된 알려진 질량의 약물 이온에 대해 '필터'로 설정할 수 있다.그런 다음 세 번째 4극3(Q)이 전체 m/z 범위를 스캔하도록 설정하여 조각의 강도에 대한 정보를 제공할 수 있습니다.이것에 의해, 원래의 이온의 구조를 추론할 수 있다.

3개의 4극자 배열은 기상 [5]이온의 광분해 연구를 목적으로 호주 라 트로브 대학의 짐 모리슨에 의해 처음 개발되었습니다.최초의 트리플 쿼드루폴 질량 분석기는 1970년대 [6]후반 크리스티 엔케와 대학원생 리처드 요스트에 의해 미시간 주립대학에서 개발되었다.

쿼드루폴은 하이브리드 질량 분석기에 사용할 수 있습니다.예를 들어 섹터 계측기는 충돌 4극 및 4극 질량 분석기와 조합하여 하이브리드 [7]계측기를 형성할 수 있다.

시보 장치와 함께 두번째 집단 선발 단계로 한mass-selecting 사극과 충돌도 사극은 하이브리드는 사중극 비행 시간 법 질량 분석계로 알려진(QTOF MS)[8][9]Quadrupole-quadrupole-time-of-flight(QqTOF)구성 또한 펩타이드와 다른 큰 생물 특히 질량 분석기 사용 가능하다.logical [10][11]폴리머

모노폴이라고 불리는 4극 질량 분석기의 변형은 두 개의 전극으로 작동하며 4극장의 1/[12]4을 생성하는 폰 잔에 의해 발명되었다.그것은 하나의 원형 전극과 하나의 V자형 전극을 가지고 있다.그러나 성능은 4극 질량 분석기보다 떨어진다.

4극 질량 분석기의 성능 향상은 계측기에 자기장이 적용될 때 발생하는 것으로 입증되었습니다.QMS에 [13][14]다양한 방향으로 적용되는 자기장에 대해 분해능 및 감도의 다지관 개선이 보고되었습니다.

적용들

이러한 질량 분석기는 단일 이온에 대해 장시간 튜닝할 수 있기 때문에 특정 이온이 연구되고 있는 응용 분야에서 탁월합니다.이것이 유용한 한 곳은 액체 크로마토그래피-질량 분석 또는 가스 크로마토그래피-질량 분석에서 예외적으로 높은 특이성 검출기 역할을 한다.4극 악기는 종종 합리적인 가격으로 좋은 다목적 악기가 된다.전자충격 이오나이저를 갖춘 단일 4극 질량분석계는 잔류가스 분석기, 실시간 가스 분석기, 플라즈마 진단 및 SIMS 표면 분석 [citation needed]시스템에서 독립형 분석기로 사용된다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b US 2939952, Paul, Wolfgang & Steinwedel, Helmut, "다른 특정 전하의 하전 입자를 분리하기 위한 장비", 1960-06-07 발행, Wolfgang Paul에게 할당됨
  2. ^ a b c de Hoffmann, Edmond; Vincent Stroobant (2003). Mass Spectrometry: Principles and Applications (Second ed.). Toronto: John Wiley & Sons, Ltd. p. 65. ISBN 978-0-471-48566-7.
  3. ^ Gerald Teschl (2012). Ordinary Differential Equations and Dynamical Systems. Providence: American Mathematical Society. ISBN 978-0-8218-8328-0.
  4. ^ Brunnée, Curt (May 27, 1997). "50 Years of MAT in Bremen". Rapid Communications in Mass Spectrometry. 11 (6): 694–707. doi:10.1002/(SICI)1097-0231(199704)11:63.0.CO;2-K – via Wiley Online Library.
  5. ^ Morrison, J. D. (1991). "Personal reminiscences of forty years of mass spectrometry in Australia". Organic Mass Spectrometry. 26 (4): 183–194. doi:10.1002/oms.1210260404.
  6. ^ Yost, R. A.; Enke, C. G. (1978). "Selected ion fragmentation with a tandem quadrupole mass spectrometer" (PDF). Journal of the American Chemical Society. 100 (7): 2274. doi:10.1021/ja00475a072. Archived from the original (PDF) on 2012-02-19. Retrieved 2008-12-06.
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  8. ^ Shevchenko A; Loboda A; Shevchenko A; Ens W; Standing KG (May 2000). "MALDI quadrupole time-of-flight mass spectrometry: a powerful tool for proteomic research". Anal. Chem. 72 (9): 2132–41. doi:10.1021/ac9913659. PMID 10815976.
  9. ^ Steen H; Küster B; Mann M (July 2001). "Quadrupole time-of-flight versus triple-quadrupole mass spectrometry for the determination of phosphopeptides by precursor ion scanning". J Mass Spectrom. 36 (7): 782–90. Bibcode:2001JMSp...36..782S. doi:10.1002/jms.174. PMID 11473401.
  10. ^ Chernushevich, Igor V. (2001). "An introduction to quadrupole–time-of-flight mass spectrometry". Journal of Mass Spectrometry. 36 (8): 849–865. Bibcode:2001JMSp...36..849C. doi:10.1002/jms.207. PMID 11523084.
  11. ^ Oberacher, Herbert; Pitterl, Florian (June 2009). Fabris, Dan (ed.). "On the use of ESI-QqTOF-MS/MS for the comparative sequencing of nucleic acids". Biopolymers. 91 (6): 401–409. doi:10.1002/bip.21156.
  12. ^ U. von Zahn (1963). "Monopole Spectrometer, a New Electric Field Mass Spectrometer". Rev. Sci. Instrum. 34 (1): 1–4. Bibcode:1963RScI...34....1V. doi:10.1063/1.1718110.
  13. ^ Syed S.; Maher S.; Taylor S. (2013). "Quadrupole mass filter operation under the influence of magnetic field". Journal of Mass Spectrometry. 48 (12): 1325–1339. Bibcode:2013JMSp...48.1325S. doi:10.1002/jms.3293. PMID 24338888.
  14. ^ Maher S; Syed S; Hughes D; Gibson J; Taylor S (2013). "Mapping the stability diagram of a quadrupole mass spectrometer with a static transverse magnetic field applied". Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 24 (8): 1307–1314. Bibcode:2013JASMS..24.1307M. doi:10.1007/s13361-013-0654-5. PMID 23720050.

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이 오디오 파일은 2012년 9월 8일(2012-09-08) 이 문서의 개정판에서 작성되었으며 이후 편집 내용은 반영되지 않습니다.
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