发布时间:2021-11-11 13:35 原文链接: 四极杆质谱和离子阱质谱小型化后的区别

使用不同的技术路线,两种质谱在使用过程中的多个方面有所不同。


  • 两种质谱对真空的不同需求,会带来使用成本的差异。不同类型的质谱有其不同的适宜工作的真空度,使得使用成本上有近百倍的区别。一般而言,四极杆质谱一般需要10^(-6)的高真空,若真空度没有达到该值,会使得设备无法做到单位质量分辨。而离子阱质谱仅需要10^(-3)的真空[2],在该条件下其分辨率就可以超过单位质量分辨的需求。由于对真空度需求存在巨大的差异,不同质谱采用了不同的真空泵系统。目前四极杆质谱采用非蒸发吸气剂泵(NEG)和小型溅射离子泵,分别对设备内的活性气体、和非活性气体进行吸附。由于吸附存在饱和,故吸附泵寿命远低于机械泵:NEG泵仅有150小时的使用寿命,到达150小时使用时间后需更换,更换成本接近10万元。与此同时,目前市售的离子阱质谱一般采用涡轮分子泵、隔膜泵的组合。得益于技术的进步,以上两种真空泵不但使用寿命是NEG泵的100倍以上,也不会因现场的震动、跌落而损坏。如果将更换真空泵的成本均摊至每次检测中,便携四极杆质谱的样品检测成本,仅在更换新泵方面就需要200元/每个样品。

  • 离子阱强大的定性能力,在现场分析中仍待进一步挖掘。由于离子阱质谱具备储存离子的能力,故其可以将目标离子存储,碰撞,并再次检测,这就使得了单一的离子阱具有等同于三重四级杆的定性能力。由于目前还没有便携式的三重四级杆气质联用仪,故离子阱在定性方面的优势可谓是一枝独秀。如果能将离子阱质谱的这一优势充分利用,可以帮助应急监测工作者在现场处理更为复杂、棘手的检测难题。

  • 台式四极杆较宽的动态范围,在便携四极杆质谱上并未实现。对便携式气质联用仪而言,线性范围的大小主要依赖于检测方法的多样性。受制于色谱柱容量、真空泵抽速等多个条件制约,目前便携式四极杆质谱、以及离子阱质谱的检测的线性范围都在三个数量级左右,故谁的进样方式更丰富,谁就能能将检测浓度范围进一步扩大。得益于丰富的进样方式(直接进样/定量环进样、吸附-热脱附进样),Mars-400系列的便携式气质联用仪可以在不更换仪器组件的情况下于0.1-1000mL的数量级范围内调整进样量,使得仪器动态范围达到7个数量级。想要达到类似的动态范围,四极杆质谱需手动更换吸附管或定量环。综合使用不同的进样方式后,两种便携式质谱在动态范围上并没有显著差异。