2011-№2(31) Статья 13
Конёнков Н.В., Страшнов Ю.В., Махмудов М.Н.
Параметрическое резонансное возбуждение колебаний ионов в квадрупольном ВЧ-поле. C.136-151
УДК 53
Дается обзор работ по исследованию ионно-оптических свойств движения ионов в квадрупольном электрическом ВЧ-поле. Представлена в деталях рабочая область стабильности и уравнения движения ионов. Рассматривается аксептанс квадрупольного фильтра масс, определяющий область допустимых начальных положений и скоростей ионов. Приводится частотный спектр колебаний ионов. Отмечаются частоты периодических колебаний вблизи верхней рабочей вершины. Даны результаты последних исследований параметрического резонансного возбуждения колебаний ионов и обсуждаются условия формирования островов стабильности различными способами: использование добавочного ВЧ-напряжения, амплитудная модуляция питающих напряжений и фазовая или амплитудная модуляция ВЧ-напряжения. Работа в островах стабильности иллюстрируется экспериментальными данными.
квадрупольный фильтр масс, уравнение Матьё, зоны стабильности, область стабильности, параметр стабильности, аксептанс, контуры пропускания, входные краевые поля, параметрический резонанс, полосы нестабильности, острова стабильности, форма массового пика, спектр масс.
Библиография:
1. Баранов, A. Частотная и фазовая модуляция гармонического питания квадрупольного фильтра масс [Текст] / A. Баранов [и др.] // Масс-спектрометрия. – 2007. –№ 4 (1). – С. 31–36.
2. Конёнков, Н.В. Квадрупольный фильтр масс с импульсным питанием [Текст] / Н.В. Конёнков [и др.] // Масс-спектрометрия. – 2005. – 2(3). – С. 99–208.
3. Слободенюк, Г.М. Квадрупольные масс-спектрометры [Текст]. – М.: Атомиздат, 1974.
4. Cправочник по специальным функциям [Текст] / под ред. М. Абрамовица,И. Стиган. – М.: Наука, 1979.
5. Физический энциклопедический словарь [Текст] / под ред. А.М. Прохорова. – М.: Советская энциклопедия, 1983.
6. Baranov, V.I. QMF Operation with Quadrupole Excitation [Text] / V.I. Baranov, N.V. Konenkov, S.D. Tanner // Plasma Source Mass Spectrometry, The New Millenium / G. Holland, S.D. Tanner. – Cambridge: Royal Society of Chemistry, 2001. – P. 63–72.
7. Collings, B.A. Observation of Higher Order Quadrupole Excitation Frequencies in Linear Ion Trap [Text] / B.A. Collings, D.J. Douglas // J. Am. Soc. Mass Spectrom. – 2000. – Vol. 11. – P. 1016–1022.
8. Dawson, P.H. Ion optical properties of quadrupole Mass Filters [Text] // Advances in Electronics and Electron Physics. – 1980. – Vol. 53. – P. 153–208.
9. Dawson, P.H. Source-analyzer Coupling in the Qudrupole Mass Filter [Text] // Int. J. Mass Spectrom. Ion Process. – 1990. – Vol. 100. – P. 41–45.
10. Devant, G. Patent FR [Text] 2,620, 568. – 1989.
11. Ding, C. Quadrupole mass filters with octopole fields [Text] / C. Ding, N.V. Ko-nenkov, D.J. Douglas // Rapid. Commun. Mass Spectrom. – 2003. – Vol. 17. – P. 2495–2502.
12. Du Z. Elemental analysis with quadrupole mass filters operated in higher stability regions [Text] / Z. Du, D.J. Douglas, N.V. Konenkov // J. Analyt. Atomic Spectrom. – 1999. – Vol. 14(8). – P. 1111–1119.
13. Glebova, T. Quadrupole mass filter transmission in island A of the first stability region [Text] / T. Glebova, N.V. Konenkov // Europ. J. Mass Spectrom. – 2002. – Vol. 8. – P. 201–205.
14. Hunter, K.L. An Improved Model of the Fringing Fields of a Quad-rupole Mass Filter [Text] / K.L. Hunter, B.J. McIntosh // Int. J. Mass Spectrom. Ion Process. – 1989. – Vol. 87. – P. 157–164.
15. Konenkov, N.V. Quadrupole Mass Filter Operation with Auxiliary Quadrupole Excitation: Theory and Experiment [Text] / N.V. Konenkov [et al.] // Int. J. Mass Spectrom. – 2001. – Vol. 208. – P. 17–27.
16. Konenkov, N.V. QMF acceptance in mode separation of the second (intermediate) stability zone [Text] / N.V. Konenkov, G.A. Mogilchenko, S.S. Silakov // J. Tech. Phys. – 1992. – Vol. 62. – Is. 9. – P. 165–169.
17. Konenkov, N. Upper Stability Island of the Quadrupole Mass Filter with Amplitude Modulation of the Applied Voltages [Text] / N. Konenkov, A. Korolkov, M. Machmudov // J. Am. Soc. Mass Spectrom. – 2005. – Vol. 16. – P. 379–387.
18. Konenkov, N.V. Mass analysis in islands of stability with linear quadrupoles with added octopole fields [Text]/ N.V. Konenkov [et al.] // J. Am. Soc. Mass Spectrom. – 2007. – Vol. 18. – P. 826–834.
19. Konenkov, N. Method of operating quadrupoles with added multipole fields to provide mass analysis in islands of stability [Text]: US Patent 7709786 / Konenkov N. [et al.]. – 2010.
20. Kozo, M.J. Development of Quadrupole Mass Spectrometers and Ion Optical Devices [Text] // Mass Spectrom. Soc. Jpn. – 2009. – Vol. 57, N 1. – P. 23–29.
21. Kozo, M. US Patent 5,227,629 [Text]. – 1993.
22. Luo, С. Mass Peak Shape Improvement of a Quadrupole Mass Filter when Operating with a Rectangular Wave Power Supply [Text] / С. Luo [et al.] // Rapid Commun. Mass Spectrom. – 2009. – Vol. 23/17. – P. 2793–2801.
23. March, R.E. Quadrupole Storage Mass Spectrometry [Text] / R.E. March, R.S. Hughes, S.F. Todd. – N.Y.: Wiley, 1989. – p. 31–110.
24. McIntosh, B.J. Influence of Realistic Fringing Fields on the Acceptance of a Quadrupole Mass Filter [Text] / B.J. McIntosh, K.L. Hunter // Int. J. Mass Spectrom. Ion Process. – 1989. – Vol. 87. – P. 165–179.
25. МсLachlan, N.W. Theory and Application of Mathieu Functions [Text]. – N.Y.: Oxford University Press, 1947.
26. Quadrupole Mass Spectrometry and its Applications [Text] / Ed. P.H. Dawson; American Institute of Physics. – N.Y., 1995. (Originally published by Elsevier, Amsterdam, 1976).
27. Sudakov, M.Yu. Matrix Methods for the Calculation of Stability Diagrams in Quadrupole Mass Spectrometry [Text] / M.Yu. Sudakov? D.J. Douglas, N.V. Konenkov // J. Am. Soc. Mass Spectrom. – 2002. – Vol. 13, N 6. – P. 597–613.
28. Sudakov, M. Excitation Frequencies of Ions Confined in a Quadrupole Field with Quadrupolar Excitation [Text] / M. Sudakov [et al.] // J. Am. Soc. Mass Spectrom. – 2001. – Vol. 11. – P. 11–18.
29. Theory of Quadrupolar Excitation. Part IV [Text] / R.L. Alfred [et al.] // Int. J. Mass Spectrom. Ion Proc. – 1993. – Vol. 124. – P. 171–185.
30. Todd, J.F.F. The Quadrupole Ion Store (QUISTOR). PART X. Space Charge and Ion Stability. B. On the Theoretical Distribution and Density of Stored Charge in RF quadrupole Fields [Text] / J.F.F. Todd [et al.] // Int. J. Mass spectrum. Ion Phys. – 1980. – Vol. 35. – P. 107–150.
31. Wiedemann, H. Particle accelerator. Physics I [Text]. – Second Eddition. – Springer, 2003. – P. 152–157.
32. Zhao, X.Z. Overcoming Field Imperfections of Quadrupole Mass Filters with Mass Analysis in Islands of Stability [Text] / X.Z. Zhao [et al.] // Anal. Chem. – 2009. – Vol. 81, N 14. – P. 5806–5811.
33. Zhao, X. Parametric excitations of trapped ions in a linear rf ion trap [Text] / X. Zhao, V.L. Ryjkov, H.A. Schuessler // Phys. Rev. – 2002. – N 66. – P. 063414.