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Tutorial MenueMassenspektrometrieLerneinheit 10 von 14

Massenspektrometer - Der Massenanalysator

Kenngrößen eines Massenanalysators

Die in der Massenspektrometrie verwendbaren Analysatoren unterscheiden sich in einigen wesentlichen Kenngrößen. Bei der Auswahl des geeigneten Massenanalysators zur Lösung bestimmter Problemstellungen spielen diese Größen eine wesentliche Rolle. Die wichtigsten Kenngrößen sind:

1. Der analysierbare Massenbereich

Diese Größe kennzeichnet die kleinste und die größte Masse, die ein Analysator erfassen kann. Die Begrenzungen des Bereiches ergeben sich aus den angewandten physikalischen Trennprinzipien.

2. Die Durchlässigkeit für Ionen

Die Durchlässigkeit (Transmission) für Ionen beschreibt die Anzahl der Ionen, die den Detektor erreicht, in Bezug auf die in der Quelle gebildete Ionenanzahl. Um mit einem Massenspektrometer empfindlich messen zu können, muss die Ionendurchlässigkeit des Analysators möglichst hoch sein.

3. Die erreichbare Auflösung

Die Auflösung R (engl. Resolution) eines Massenanalysators beschreibt seine Fähigkeit, zwischen Massen zu differenzieren.

Abb.1
Auflösung R eines Massenanalysators

Sie ist definiert als Verhältnis der Massenzahl m eines Ions und der Differenz Δm zu einem zweiten Ion der Masse m + Δm  , das gerade noch vom ersten Ion unterschieden wird. Man betrachtet Signale als getrennt, wenn das Tal zwischen den zwei überlagerten Peaks 10 % der Peakhöhe des intensitätsschwächeren Peaks nicht überschreitet.

R = m Δ m

Um Ionen mit geringen Massendifferenzen unterscheiden zu können, muss der Analysator ein genügend hohes Auflösungsvermögen haben.

4. Die Scan-Dauer

Diese Größe kennzeichnet die Schnelligkeit der Messung. Man betrachtet die Zeit, die benötigt wird, um einmal zu scannen, d.h. um ein Massenspektrum aufzunehmen. Dieser Parameter beinhaltet die Zeit der reinen Messung und die Zeit, die der Analysator benötigt, um in den Ausgangszustand zurückzukehren (reset). Für die reine Messzeit ist die Scan-Rate maßgebend.

Die Scan-Dauer ist besonders für zeitabhängige Messungen (Kopplung Chromatographie - Massenspektrometrie, kinetische Messungen) von Bedeutung.

Scan-Rate

Die genannten Kenngrößen sind oft eng miteinander verknüpft. Wenn man beispielsweise eine hohe Auflösung erreichen will, wird dabei die Ionentransmission verringert. In Bezug auf beide Zielstellungen muss also ein geeigneter Kompromiss gefunden werden.

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