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Tutorial MenueMassenspektrometrieLerneinheit 8 von 14

Massenspektrometer - Die Ionenquelle - FAB-Ionisation

Erzeugung des Atom- oder Ionenstrahls

Für den Beschuss der Lösung werden Atom- (z.B. Ar, Xe) oder Ionenstrahlen (z.B. Cs+) im Energiebereich von ca. 5-30  keV verwendet. Der Ionisationsvorgang des Analyten wird praktisch nicht davon beeinflusst, ob Atom- oder Ionenstrahlen verwendet werden; für den Ionisationsprozess ist ausschließlich die hohe kinetische Energie und nicht der Ladungszustand des Strahls bestimmend. Die Effektivität der Ionenbildung nimmt mit zunehmender Masse der Primärpartikel zu. Die Intensität der Ionen im Massenspektrum und damit die Empfindlichkeit der Methode kann durch eine Erhöhung der Energie der schnellen Atome oder Ionen erhöht werden.

1. Atomstrahlen

In der Praxis haben sich für die Erzeugung von Atomstrahlen die Edelgase Argon und Xenon durchgesetzt, da bei der Erzeugung neben den schnellen Atomen keine störenden Spezies gebildet werden und keine Kontaminationen des Gerätes auftreten.

Erzeugung der Atomstrahlen

Zuerst werden mit Hilfe von Elektronen aus einem Edelgas langsame Kationen, z.B. Ar+, erzeugt. Diese Ionen werden durch ein elektrisches Feld von ca. 10 kV beschleunigt. In einer Stoßkammer mit einem Druck von 10-5 Torr treffen sie auf neutrale Ar-Atome.

Abb.1
Schema zur Erzeugung von Atomstrahlen

Es kommt zu einem Ladungsaustausch zwischen den schnellen Ar-Ionen und den Ar-Atomen ohne wesentlichen Energieverlust. Man erhält einen Strahl energiereicher Ar-Atome. Die verbliebenen niederenergetischen Ar-Ionen werden sofort durch einen elektrostatischen Deflektor entfernt.

2. Ionenstrahlen

Die Nutzung von Ionenstrahlen ist eine preiswerte Alternative zu den Atomstrahlen. Man erreicht mit Ionenstrahlen eine höhere Empfindlichkeit und einen geringeren Druck in der Ionenquelle. Der Nachteil ist aber, dass bei häufiger Nutzung die Ionenquelle des Massenspektrometers kontaminiert wird. Als Ionenstrahl wird oft ein thermisch erzeugter Cs+-Ionenstrahl mit einer Energie von ca. 30 keV verwendet.

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