Vakuový systém pro hmotnostní spektrometrii
Hmotnostní analyzátor vždy pracuje za vysokého vakua, hodnota vakua se liší podle typu analyzátoru:
- iontová cyklotronová rezonance (ICR) - cca 10-8 - 10-11 Pa
- magnetický analyzátor s dvojí fokusací iontů – cca 10-5 - 10-6 Pa
- kvadrupólový a průletový analyzátor (TOF) - cca 10-3 Pa
- Iontová past (kvadrupólová past, lineární past) - cca 10-3 Pa (+ přibližně 10-2 Pa helia v iontové pasti)
Také iontový zdroj většinou pracuje za vysokého vakua, výjimkou jsou ionizační techniky pracující za atmosférického tlaku (ESI, APCI, APPI)
K získání tak hodnot hlubokého vakua je obvykle potřeba dvou nebo i více (ICR) stupňové čerpání velmi výkonnými vakuovými pumpami
· první stupeň čerpání - rotační pumpy (výkon 80 l/s)
· druhý stupeň čerpání - turbomolekulární nebo difúzní pumpy (výkon 250 l/s)
Proč je potřeba vakuum?
- ionty musí mít dostatečně dlouhou střední dráhu a nesmí docházet ke kolizním srážkám s neutrálními atomy; při elektronové ionizaci by za přítomnosti vzdušného kyslíku došlo k přepálení odporového drátku produkujícího elektrony
Hodnoty tlaku jsou v MS často uváděny v jiných jednotkách než SI, proto je nutné znát přepočet:
- 1 Torr = 133.322 Pa (často používané pro tlak v analyzátoru)
- 1 atm = 101 325 Pa = 760 Torr = 1 bar
- 1 bar = 100 000 Pa = 1000 mbar (časté u vakuových měřáků)
- 15 psi = 1 atm; 6000 psi = 400 atm (používá se v HPLC)
Konstrukce používaných typů vývěv je znázorněna na obrázku. Nejčastěji jsou používány kombinace turbo-molekulární vývěvy (D) s membránovým (A) primárním stupněm. Difuzní (C) a šoupátkové (B) vývěvy nejsou příliš vhodné pro „nečistý“ provoz.
Další informace
Jaroslava Vávrová