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Massenspektrometer für Protonentransfer-Reaktionsflugzeiten

Geräteinleitung:
Der leistungsstarke PTR-TOF-MS der Serie II von Kore ermöglicht die Überwachung der Atmosphäre sowie die Anwendung einer echten Wirbelkovarianz-Technologie, die auf Ökosystemdurchflusstests zur Bildung und Induktion von bioflüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) ausgeweitet wird. Eine entscheidende Anforderung für diese Überwachungen ist die Möglichkeit, alle relevanten flüchtigen Verbindungen gleichzeitig zu messen (Protonanaffinität höher als H2O) und eine ausreichende Empfindlichkeit für alle relevanten flüchtigen Verbindungen zu haben. Der PTR-TOF-MS muss für Feld- oder Feldversuche geeignet sein, wie z. B. die Konfiguration einer beheizten Probenabgabeleitung mit einer zeitlichen Auflösung von 10 Hz, bevor es möglich ist, eine Pflanze mit der Wirbelresolationstechnik zu messen.
PTR-TOF-MS von Kore hat die folgenden Merkmale:
· Hohe Empfindlichkeit für Analytika, niedrige Detektionsgrenzen
• Hochwertige Auflösung zur genauen Identifizierung chemischer Komponenten
· Robust und langlebig, leicht zu transportieren, leicht vor Ort oder im Feld zu arbeiten.
Der PTR-TOF-MS von Kore ist mit einem neuen PTR-Reaktor ausgestattet und verfügt über einen* entwickelten Ionenkonzentrator als Teil des Reaktors. Der Ionenverlust, der durch das Phänomen der "Raumladung" verursacht wird, bei dem hochdichte Ionen einander ausschließen, kann erheblich reduziert werden. Diese neue Vorrichtung führt Ionen zum Reaktorausgang und erzeugt einen starken Ionenstrahl in den nächsten Bereich des Instruments. Der PTR-TOF-MS von Kore ermöglicht den Ionentransport ohne große AperturenEffizienzVergrößern, um den gewünschten hochempfindlichen Ionenstrom zu erhalten. Je kleiner die Öffnung ist, desto kleiner die benötigte Pumpkapazität des Instruments, was Kosten spart.
Darüber hinaus ist das PTR-TOF-MS von Kore mit einem neuen Massenspektrometer mit hoher Qualitätsoplösung ausgestattet. Übertragung von IonenEffizienzGrundauflösung ≥4000. Die Auflösung kann auf 5000 oder höher erhöht werden, wenn die Ionenoptik fein eingestellt wird, aber die Ionenübertragung kann etwas verloren gehen. Die Auflösung des Massenspektrometers kann höher sein (bis zu 10.000).
Massenspektrometer für Protonentransfer-Reaktionsflugzeiten
Die Spezifikationen der Geräte sind wie folgt kurz beschrieben:
Spezifikationen Kore "Rackmontage"
Massenauflösung: >4000 m/MassMassenauflösung (FWHM)
Qualitätsbereich: 1-2000 m/z
Reaktionszeit: <100 ms=''>
Empfindlichkeit: >150 cps/ppbv (Benzin, mit N2 als Ausgleichsgas)
Erkennungsgrenze (1min): <10 pptv=''>
Linearer Bereich: 5pptv - 50ppmv
Impulsfrequenz: bis zu 80 kHz
Typische Frequenz: 20 kHz
Verstellbarer Durchfluss: bis zu 1000 sccm (Standardkubikcm)
Primärer Ionenstrahl: H3O+
Andere primäre Ionenstrahlen: Sie können andere Probengase als Ionenquelle ersetzen, um verschiedene Reagenzionen zu erzeugen
Aufheizungsbereich: 50-200°C
Reaktionskammerbeheizungsbereich: bis zu 130°C
Hochgeschwindigkeits TDC 4GHz
Ölfreie Wirbelpumpe
Stromversorgung: 100 - 240 V
Größe (Breite x Höhe x Tiefe): 61 x 168 x 80 cm
Gewicht: ca. 225 kg

PTR-TOF-MSHauptkomponenten
1. Heizungsprobenleitungssystem
2. Hohlkathode Leuchtentladung Ionenquelle, Konfiguration der Ionenquelle Drift
3. PTR-Reaktor mit Ionenkonzentrator, Heizkabine und Controller
4. Flugzeitionquellen und Massenspektrometer
5. Vakuumpumpen, Regler und Messgeräte (plus Störschutzkomponenten)
Hochgeschwindigkeits-TDC (4 GHz Zeit-Digitalwandler)
7. Computersystem + GRAMS AI + Kore Software
8. Werkzeugracks und Platten
9. Systemintegration und Tests
10. Bedienungsanleitung
11. Ersatzteile

detaillierte Beschreibung
1.Heizungsprobenleitungssystem
Wir bieten beheizte Probeneinsatzleitungen für Messungen vor Ort oder im Feld. Es wird auch die Stromversorgung des Heizers zur Verfügung gestellt, der über ein Instrument gesteuert werden kann. Das zu analysierende Gas wird über eine beheizte Probenaufnahmeleitung in den Analysenaufnahmeport eingeführt. Wenn der Gasdruck viel größer ist als der Atmosphärendruck oder der Gasfluss hoch ist, wird ein Teil des zu analysierenden Gases aus dem Auslass des Instruments abgeleitet. Zwischen dem Einfuhr und dem Ausfuhr befindet sich ein T-Rohr, in dem das zu analysierende Gas über die Kapillarleitung eingeführt wird. Die Probengaseinrichtung ist in einem Heizkabin installiert und die Kapillarleitung verfügt über einen unabhängigen Heizgerät, der heißes Gas aus dem Probenanschluss in den PTR-Heizkabin einführt. Der Benutzer kann über eine einfache Benutzeroberfläche die Temperatur und die Kapillarheizung der Probenheizung auswählen.Z高Die Temperatur kann bis zu 200 ° C. Das Instrument verfügt über ein Heizungssteuerpanel, das die erforderliche Heizungssteuerung für die Heizungsgeräte verschiedener Probenelemente sowie die PTR-Reaktorbeheizungskammern bietet.

2.Hohle Katoden-Leuchtentladungs-Ionenquellen und Ionenquellen-Drift-Zonen
Die Luminous-Entladungs-Ionenquelle bietet als Standardkonfiguration einen primären H3O+-Ionenstrahl. Das Gerät ist mit einer beheizten Wasserflasche und einer Übertragungsleitung für beheizten Wasserdampf ausgestattet, um den Wasserdampf an die Quelle der Leuchtentladung zu bringen. Die Temperatur der Flasche kann geändert werden, um die Temperatur der Flasche höher als die Raumtemperatur zu halten. Beseitigung der Auswirkungen äußerer Temperaturänderungen auf den Wasserdampfdruck.
Andere Gase können auch als Ionenquellen verwendet werden, um andere Arten von chemischer Ionisierung zu erhalten. Unsere Ionenquellen-Schaltgasleitungen sind standardmäßig erhältlich. Auch andere Gas-Ionenquellen können den Kunden zur Verfügung gestellt werden.

3. PTRReaktor, Konfiguration von Ionenkonzentratoren, Heizkabinen und Reglern
Direkt hinter der Ionenquelle-Driftzone befindet sich der PTR-Reaktor, in dem das Analytikmolekül mit H3O+ zur Protonentransfer reagiert. Aufgrund des Drucks in dieser Region ist der durchschnittliche freie Weg sehr kurz und es besteht eine hohe Chance, dass das Molekül des Analyten mit dem H3O+-Ion kollidiert. Eine Reihe von Elektrostatikplatten fügt den zu analysierenden Ionenstrom einen Spannungsgradienten hinzu. Durch die Kombination des Luftstroms werden die Ionen an die Bohrung des PTR-Reaktors übertragen.
Kore hat den Reaktor bereits einen neuen Ionenkonzentrator hinzugefügt. Dies erhöht den Ionenfluss aus dem Reaktor, erhöht die Empfindlichkeit und senkt die Detektionsgrenzen.
Der PTR-Reaktor verfügt über eine Heizkabine mit drei unabhängigen Heizgeräten, die die Reaktortemperatur bis zu 130 ° C aufrechterhalten. Wenn geöffnet werden muss, trennt sich die Heizkasse einfach durch schnelle Freisetzung.
Elektronisches Gehäuse kann den Reaktor und die mit dem Reaktor verbundenen Komponenten steuern: Glänzende Entladungs-Ionenquellen (Katode und Anode), Ionenkonzentratoren, die Ionenenergie des Reaktors exportieren, die in die Transferlinsen eintreten. Die Rücklesetafelmeter zeigen die Steuerdruckwerte für verschiedene Parameter an. Während der Datenerfassung wird die PTR-Temperatur automatisch gemessen und Datendateikopfinformationen generiert.

4.Flugzeitionquellen und Massenspektrometer
Der nächste Bereich nach dem PTR-Reaktor ist die Linsenübertragungszone. Es erzeugt ein Puffervakuum (mittleres Vakuum), bevor es in das hohe Vakuum des Massenspektrometers gelangt und durch Differenzpumpung in den TOF gelangt, um die Ionen zu fokussieren (anstatt die neutrale Substanz zu fokussieren). Die TOF-Ionenquelle erstellt dann einen Ionenpuls. Diese Ionen werden durch eine Reihe von optimierten Offergern in das TOF-Massenspektrometer eingeführt, um eine große Impulsübertragung ohne Ionenverlust oder Verzerrung durchzuführen.
Das in diesem Instrument verwendete TOF-Massenspektrometer basiert auf dem R-500-8 TOF-MS von Kore und hat eine hohe Massenauflösung (bis zu 10.000).
Die Ionen aus der TOF-Ionenquelle fliegen in der „Feldlosen Zone“, bevor sie den TOF-MS-Reflektor erreichen, der aus einem präzisionsmechanisch bearbeiteten Keramik-Spalter besteht, der mit einem kompatiblen Ultrahochvakuum (UHV) und einem Laserfeineinstellwiderstand zwischen verschiedenen Elektroden konfiguriert ist. Diese Ionen werden durch Feldlose Zonen reflektiert und zurückgegeben, um den Kollisionsdetektor zu treffen.
Der Ionendetektor besteht aus einem Doppelkanalplattendetektor und ist mit einem über den Flansch montierten Vorverstärker ausgestattet. Grundsätzlich erfordert unser TOF-MS keine „Nachbeschleunigungs“-Methode, es gibt keine Begrenzung des Messmassenbereichs, außer dass Ionen mit extrem hoher Masse (mehrere Tausende m/z) nicht effektiv auf dem Detektor umgewandelt werden können. Die Massenzahl von Gasmolekülen übersteigt selten 1000. Diejenigen, die behaupten, dass die Massenzahl der nachweisbaren gasförmigen Verbindungen in den Geräten im Bereich von Tausenden liegt, sind irreführend.
Alle bestehen aus Ultrahochvakuum (UHV) und Edelstahlkammern sind durch Ultrahochvakuumconflat Kupferdichtungen versiegelt.
Der TOF-MS-Spannungsregler von Kore liefert alle Spannungen, die für TOF-Ionenquellen und Massenspektrometer benötigt werden.

5．Vakuumpumpen, Steuergeräte und Messgeräte (zusätzliche Störsicherungskomponenten)
Die für einen PTR-Reaktor erforderliche Absaugpumpe erfordert eine Aktualisierung der Gase im PTR-Reaktor, die eine schnelle, Echtzeit-Analyse innerhalb einer Sekunde ermöglicht. Die „trockene“ Wirbelvakuumpumpe, die mit dem Gerät geliefert wird, kann diesen Reinigungszweck erreichen. Eine Turbinenpumpe mit 240 l/s pumpt die Linsenübertragungskammer ab. Massenspektrometer und TOF-Ionenquellen erfordern eine Turbinenpumpe mit einer Leistung von 75 l/s. Beide Pumpen verfügen über einen Luftkühlventilator.
Die Pumpensteuerung von Kore steuert zwei Turbinenpumpen und zeigt den Ausgangsvakuum des Vakuummeters an. Überwachen Sie den Druck oder den Glitzentladungsdruck der PTR-Ionenquelle mit einem baratron-Druckmesser, überwachen Sie das Spektrometer mit einem umgekehrten Magnetron-Messgerät und erkennen Sie ein niedriges Vakuum im Raum. Während der Datenerfassung wird der PTR-Druck automatisch gemessen und Datendateikopfinformationen generiert.

6.HochgeschwindigkeitTDC（4 GHzZeit-Digitale Konverter)
Das Gerät ist mit einem Ionenzählsystem ausgestattet (im Vergleich zu einem analogen Prüfsystem). Das digitale Signal, das vom Vorverstärker ausgegeben wird (ein Puls pro Ion), wird an den 4 GHz Time-Digital Converter (TDC) von Kore eingegeben. Ein TDC ist ein kompaktes Zeitgeber, das die Zeit einer Reihe von Ereignissen relativ zu einem Signalanstartereignis (bei Zeit = 0) schnell aufzeichnet. Die Zeitauflösung beträgt 0,25 ns, mit weniger Z-Totzeiten, hohen Datenaufzeichnungsraten und wiederholbaren Experimenten mit * Reproduzierbarkeit.

7. Computersysteme+ GRAMS KI + KoreFirmensoftware
Computersysteme, LaptopsZ niedrigKonfiguration: Mindestens 17" Display, iCore 7, Hintergrundbeleuchtete Tastatur, 2Tb Festplatte, 8Gb DDR RAM, 100 Mbps Kabel- oder WLAN-Netzwerk, Z Low 160Gb ATA-Laufwerk, Blu-ray-Brenner. Betriebssystem Windows 7 oder höher.
Die empfohlenen Paketkomponenten sind wie folgt:
GRAMS AI Spectroscopy Suite, eine grafische Benutzeroberfläche von Kore, eine Massenspektrogrammerweiterungssoftware zur Anzeige / Bedienung von TOF-Massenspektrogrammen. Dieses Kit ist ziemlich ausgereift und wurde erfolgreich für die Einrichtung, Erfassung und Anzeige von TOFMS-Massenspektogrammen in verschiedenen TOFMS von Kore verwendet. Das Ergebnis der Massenspektrogrammerfassung ist eine Kurve der einzelnen kumulativen Intensität im Laufe der Zeit oder der Masse.

Zwei verschiedene Überwachungsmodelle
1. * Der Modus ist der "Chromatografie"-Modus und erfasst Daten in Zeiträumen von mehreren Minuten. Alle aufgezeichneten Ionendaten werden in einer einzelnen Datei zeitlich "auf die Festplatte" abgeleitet, die rückblickend abrufbar ist und in chromatischer Richtung in weniger als 50 ms Zeitintervallen angezeigt werden kann.
Es ist nicht nötig, im Voraus genau zu analysieren, welche Komponenten von Interesse sind, da "Rohdaten" "reproduziert" werden können, um ein Chromatogramm von jedem Ionen zu erzeugen. In ähnlicher Weise können Daten reproduziert werden, um ein Massenspektrum für jeden "Zeitfragment" im Datensatz neu zu erstellen.
Diese chromatographische "Funktion" wird durch die erstellte Datendatei bereitgestellt, die die Zeit für die Ankunft aller Erkennungsionen aufzeichnet. Die Software konvertiert diese Zeitlisten in mehrere Massenspektrumdateien, die mit dem GRAMS GC-MS Browser angezeigt werden können. Mit dem GRAMS GC-MS Browser können Sie Massenspektrume für alle "Zeitfragmente" aus früheren Experimenten erstellen. Darüber hinaus kann die Beziehung zwischen einer beliebigen Veränderung der Massenzahl und der Zeit ein "Chromatogramm" erzeugen.
Ein anderes Modell ermöglicht es dem Benutzer, eine Reihe von diskreten Massenspektrumen während verschiedener Datenerfassungszeiten mit benutzerprogrammierbaren Verzögerungen zu erhalten. Dies ist praktischer für die Datenerfassung über längere Zeiträume, z. B. für eine Datenerfassung von zehn Sekunden alle zehn Minuten in mehreren Stunden.

Echtzeit-Anzeige des Experiments Fortschritt als Integral des Benutzerspektrumspitzes, die als grafisch aufgezeichnete Kurve auf dem Computerbildschirm angezeigt wird.