Justierbares ICP mit optimierter Ioneneinführung in ein TOF-MS

Das Ziel des Projektes bestand in der Entwicklung eines optimierten Gerätesystems Justierbares Inductively Coupled Plasma (ICP) / Selektiver Ionen-Reflektor für die Time-of-Flight-Massenspektrometrie (TOF-MS) in Verbindung mit ICP-Ionenquellen für die Analytik und Umweltüberwachung, wobei der Selektive Ionen-Reflektor in einem früheren Forschungs- und Entwicklungs-Projekt entwickelt wurde. Durch die mechanische und elektrische Justierbarkeit des Ionenstrahls sollte die Stabilität und Reproduzierbarkeit des Analysesystems entscheidend verbessert werden.

Ergebnisse

• Der Aufbau eines kompakten, mechanisch justierbaren ICP-Kopfes sowie die Anpassung an ein vorhandenes Sampler / Skimmer-Interface konnten im April 2000 abgeschlossen werden.
• Bis Juni 2000 wurde ein PASCAL-Programmpaket zur approximativen Berechnung zweidimensionaler bzw. rotationssymmetrischer Potentialfelder entwickelt, das die Grundlage für die Berechnung von Ionenbahnen und Ionenoptik für die Überführung der Ionen in den Massenspektrometerbereich bildete.
• Die Erfahrungen bzgl. Raumladungseffekten, Gasstößen und elektrischen Oberflächenbelegungen führten zur wesentlichen Erhöhung der Spannungen an den Ionenüberführungsoptiken sowie zur wesentlichen Reduzierung der Transiträume des differentiellen Pumpsystems.
• Es wurde eine automatisierte multivariante Optimierung für die computergesteuerten Abbildungsspannungen der Ionenüberführungsoptiken entwickelt, die auf der Basis der Auswertung des Messsignals eine automatisierte Neujustierung und Optimierung der Massenauflösung erlaubt.
• Der Test des Gerätemusters ergab die absolute Notwendigkeit der realisierten mechanischen Justiermöglichkeit des ICP-Kopfes. Die Zahl der nachzustellenden Spannungen zur Korrektur der Kurzzeitschwankungen der Signalhöhe konnte auf eine Spannung reduziert werden. Mit dieser vereinfachten Korrektur konnten die angestrebten Leistungsparameter (Massenauflösung 1190, Tailingfaktor 2,5) erreicht werden.

Ergebnistransfer: Fa. Analytik Jena