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Tutorial MenueMassenspektrometrieLerneinheit 13 von 14

Massenspektrometer - Der Massenanalysator - Quadrupol

Der Quadrupol als Massenfilter

Die in der Ionenquelle gebildeten Ionen werden mit einer relativ geringen Spannung von ca. 5 bis 15V meist durch eine Lochblende oder ein System von Lochblenden beschleunigt. Sie gelangen so in Richtung der z-Achse in das elektrische Feld des Quadrupols. Durch das anliegende elektrische Feld zwischen den Stäben werden sie auf eine bestimmte oszillierende Trajektorie gezwungen. Diese Trajektorien sind meist instabil, d.h. die positive Ladung kollidiert mit dem Stab und wird dort neutralisiert. Das resultierende Molekül wird ins Vakuum entfernt. Der Quadrupol wirkt dabei als Tiefpass-Massenfilter für die Ionen, deren Masse größer ist als die des Ions auf stabiler Trajektorie und als Hochpass-Massenfilter für die Ionen, deren Masse kleiner ist als die des Ions auf stabiler Trajektorie.

Abb.1
Tiefpass-Filter
Abb.2
Hochpass-Filter

In bestimmten Fällen ist die Trajektorie des Ions stabil. Das passiert genau dann, wenn das Ion ausreichend schwer genug ist, um nicht vom Hochpass-Filter eliminiert zu werden, und ausreichend leicht, um nicht vom Tiefpass-Massenfilter eliminiert zu werden. Ionen mit diesem eng begrenzten Masse/Ladungsverhältnis können somit auf einer stabilen Trajektorie zum Detektor gelangen. Durch Änderung der Gleich- und Wechselstrompotenziale können Ionen mit bestimmten Masse/Ladungsverhältnissen nacheinander auf stabile Trajektorien gebracht werden.

Abb.3
Stabile Trajektorien für Ionen mit bestimmtem Masse/Ladungsverhältnis
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