Fourier transzformációs ionciklotron rezonancia tömegelemző

Fourier transzformációs rezonáns tömegspektrometria

A Fourier- transzformációs ionciklotron-rezonancia-tömegelemző (FT/ICR MS, Fourier-transzformációs tömegspektrometria) egyfajta tömeg-analizátor, amely egy ion ciklotronfrekvenciájából fix mágneses térben meghatározza a tömeg-töltés arányt.

Történelem

Az FT-ICR módszert Marshall és Komisarov (Alan G. Marshall, Melvin B. Comisarov, University of British Columbia) fejlesztette ki. Az első írás a Chemical Physics Letterben jelent meg 1974-ben

Elméleti alapok

Egy statikus és egyenletes mágneses térben lévő ion ciklikusan mozog a Lorentz-erőnek megfelelően . A körkörös mozgás kombinálható egyenletes tengelyirányú mozgással spirál kialakítására, vagy a mezőre merőleges egyenletes mozgással, például elektromos vagy gravitációs tér jelenlétében cikloid kialakításához. Ennek a ciklotronmozgásnak a szögfrekvenciáját (ω = 2π f ) egy adott B mágneses térre a következőképpen fejezzük ki ( az SI rendszerben ):

$\omega ={\frac {zeB}{m)).$

ahol z az ion töltése (algebrai szám), e az elemi töltés m az ion tömege

A képletből következik, hogy egy f frekvenciájú elektromos jel olyan ionokkal rezonál, amelyek tömeg/töltés aránya a következő:

${\frac {m}{z}}={\frac {eB}{2\pi f)).$

A módszer lényege

Az ionokat Penning csapdában tartják (elektromosan lezáró elektródákkal ellátott mágneses tér), ahol az ionok gerjesztődnek, és a mágnesesre merőleges oszcilláló elektromos tér hatására megnövelik mozgási sugarukat. A gerjesztés hatására az ionok egy fázisban "csomagokban" mozognak. A jelet az áram egy pár elektródán való visszaverődéseként érzékeli, amelyet egy ilyen "csomag" közelsége okoz a ciklotron mozgása során. Más módszerekkel ellentétben nem igényel ionok ütközését a detektorral - elég csak elhaladni mellette. A jel a hullámaik szinuszainak összege. A kapott adatokra Fourier transzformációt alkalmazva megkaphatjuk a mozgó ionok tömegspektrumát.

Opciók

Impulzus gerjesztés - A frekvencia spektrum egy "sinc" függvény (sinc = sin w/w)
Frekvencia söprés
SWIFT – Tárolt hullámforma Inverz Fourier Transzformáció, ahol a jól megválasztott ionok felgyorsulnak.

Különbségek más tömegelemzőktől

Nincs szükség arra, hogy az ion ütközjön a detektorral - a jel akkor jön létre, amikor az ion elhalad a detektor közelében;
A tömegeket nem idő vagy tér, hanem frekvencia választja el egymástól. Az összes iont egyidejűleg detektáljuk előre meghatározott időközönként.

Előnyök

Nagyon nagy pontosság és felbontás

Hátrányok

Az eszközök és a karbantartás magas költsége
Nagy műszerméretek
Az ultra-nagy felbontások eléréséhez fel kell áldozni az elemzés sebességét
A felbontás alapvető csökkenése az m/z ionok növekedésével

Alkalmazás

Nyomokban lévő szennyeződések
Komplex keverékek
Nagy, többszörös töltésű makromolekulák (pl. fehérjék)