질량 분석법 Part 6. Analyzer(3)

Quadrupole Mass Spectrometers

사중극자 질량 분석기의 사중극자는 일종의 "Mass Filter"  역할을 합니다. 사중극 로드의 DC 및 RF 전위 조합은 선택한 질량 대 전하 비율만 통과하도록 설정할 수 있습니다. 다른 모든 이온은 사중극 질량 분석기를 통해 안정적인 궤도를 갖지 못하고 사중극 막대와 충돌하여 검출기에 도달하지 못합니다.

 

사중극은 4개의 평행한 금속 막대로 구성되어 있습니다. 각 로드의 쌍은 전기적으로 함께 연결되고 DC 오프셋 전압을 갖는 무선 주파수(RF) 전압이 한 쌍의 로드와 다른 한 쌍 사이에 인가됩니다. 이온은 막대들 사이의 사중극을 따라 이동합니다. 특정 질량 대 전하 비율의 이온만 주어진 전압 비율에 대해 검출기에 도달합니다. 다른 이온은 궤도가 불안정하여 로드와 충돌합니다. 이를 통해 특정 m/z를 갖는 이온을 선택하거나 작업자가 인가된 전압을 지속적으로 변경하여 m/z 값의 범위를 스캔할 수 있습니다. 
사중극 질량 분석기에 대한 작업 방정식의 마티외 방정식으로 알려진 2차 미분 방정식을 기반으로 합니다. 

 

4중극 질량 분석기의 작동은 일반적으로 인가된 DC 전위(U)와 인가된 RF 전위(V(t)) 및 RF 주파수(오메가)를 4중극 막대를 통한 안정적인 대 불안정한 이온 궤적과 관련된 안정성 다이어그램의 관점에서 처리됩니다. 

스캔 라인의 기울기를 변경하면 분해능이 변경됩니다. 분해능을 증가시키면 검출기(안정된 영역의 정점에 있는 영역)에 도달하는 이온의 수가 감소합니다.

4중극 막대의 가공 품질에 따라 분해능의 차이를 만듭니다.
4중극 막대는 질량 필터로 사용하는 것 외에도 다른 기능을 가질 수 있습니다. RF 전용 사중극은 광범위한 질량 범위 내의 이온에 대한 이온 가이드 역할을 합니다. 예를 들어, 삼중 사중극 질량 분석기의 충돌 영역은 RF 이온 가이드를 사용합니다. DC 전용 4중극은 일부 이온 광학 설계(자기 섹터 질량 분석기)에서 렌즈 요소로 사용됩니다.

장점
. 재현성이 좋습니다.
. 상대적으로 작고 저렴한 시스템입니다.
. Triple Quadrupole 저에너지 충돌 유도 해리(CID) MS/MS 스펙트럼입니다.
. 정량 분석에 효율적으로 사용합니다.

단점
. 분해능이 제한적입니다.
. 피크 높이는 질량의 함수로 가변적입니다(질량 식별). 최고 높이 대 질량입니다
응답은 '수정'이어야 합니다.
. 펄스 이온화 방법에는 적합하지 않습니다
. 삼중 사중극의 저에너지 충돌 유도 해리(CID) MS/MS 스펙트럼입니다
그리고 하이브리드 질량 분석기는 에너지, 충돌 가스, 압력에 강하게 의존합니다

Application
. 대부분의 벤치탑 GC/MS 및 LC/MS에 적용 가능합니다.
. Triple Quadrupole MS/MS 시스템에 적용 가능합니다.
. Magnet Sector MS, 4극 하이브리드 MS/MS 적용 가능합니다.