16 • Spectrométrie de masse
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La relation approchée 16.16 détermine la résolution maximum attendue pour un ion porteur d’une charge élémentaire e, accéléré sous une ddp de V z volts à l’entrée du filtre de
longueur L, de rayon r 0 en utilisant une radiofréquence dont la tension maximum est V max .
R = Cste·
L 2 · V max
r 0 ·e · V z
(16.16)
16.6 ANALYSEURS À PIÉGEAGE D’IONS PAR QUADRIPOLE
Un dernier type d’appareil est représenté par des trappes à ions dont la géométrie est bien
différente des quadripôles précédents. Les ions sont confinés entre deux électrodes de forme
toriques, qui paraissent résulter d’une sorte d’anamorphose des quatre barreaux classique
d’un quadripôle. En commun avec la catégorie précédente, ils fonctionnent sous l’effet d’un
champ électrique variable (avec ou sans champ fixe). Simples en apparence, mais complexes d’un point de vue fondamental, ces détecteurs à piégeage d’ions sont très sensibles
et permettent des techniques d’ionisation différentes. Le volume délimité par les électrodes,
dites supérieure, inférieure et annulaire, constitue à la fois la source et le filtre de masse
(fig. 16.11). Ces analyseurs, de construction moins coûteuse, sont toujours associés à une
méthode séparative en amont (CPGSM).
De manière simplifiée, le fonctionnement peut se résumer comme suit : le composé soumis à un très bref bombardement d’électrons conduit à des ions qui pénètrent ensuite dans la
partie centrale du filtre. Une radiofréquence fixe, appliquée à l’électrode annulaire, confine
ces ions dans l’espace central en leur faisant décrire des trajectoires complexes, amorties par
effet d’une faible pression d’hélium, de l’ordre de 0,01 Pa, également introduit dans cette
trappe.
b
1
3
3
1
2
2
a
source
détecteur
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Figure 16.11 Spectromètres à piégeage d’ions.
a) Agencement des électrodes d’une trappe à ions ; b) dessin en perspective des
électrodes terminales et de l’électrode annulaire centrale (d’après Current Sep. 1997,
16 : 3, p 85).
Pour analyser les ions présents on augmente graduellement la tension de radiofréquence.
Tour à tour, dans l’ordre des valeurs croissantes du rapport m/z, l’amplitude d’oscillation
des ions croît dans la direction axiale et va jusqu’à leur expulsion par une série de petits trous percés dans l’électrode dite de sortie. Ils atteignent alors le détecteur (fig. 16.12).
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
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La relation approchée 16.16 détermine la résolution maximum attendue pour un ion porteur d’une charge élémentaire e, accéléré sous une ddp de V z volts à l’entrée du filtre de
longueur L, de rayon r 0 en utilisant une radiofréquence dont la tension maximum est V max .
R = Cste·
L 2 · V max
r 0 ·e · V z
(16.16)
16.6 ANALYSEURS À PIÉGEAGE D’IONS PAR QUADRIPOLE
Un dernier type d’appareil est représenté par des trappes à ions dont la géométrie est bien
différente des quadripôles précédents. Les ions sont confinés entre deux électrodes de forme
toriques, qui paraissent résulter d’une sorte d’anamorphose des quatre barreaux classique
d’un quadripôle. En commun avec la catégorie précédente, ils fonctionnent sous l’effet d’un
champ électrique variable (avec ou sans champ fixe). Simples en apparence, mais complexes d’un point de vue fondamental, ces détecteurs à piégeage d’ions sont très sensibles
et permettent des techniques d’ionisation différentes. Le volume délimité par les électrodes,
dites supérieure, inférieure et annulaire, constitue à la fois la source et le filtre de masse
(fig. 16.11). Ces analyseurs, de construction moins coûteuse, sont toujours associés à une
méthode séparative en amont (CPGSM).
De manière simplifiée, le fonctionnement peut se résumer comme suit : le composé soumis à un très bref bombardement d’électrons conduit à des ions qui pénètrent ensuite dans la
partie centrale du filtre. Une radiofréquence fixe, appliquée à l’électrode annulaire, confine
ces ions dans l’espace central en leur faisant décrire des trajectoires complexes, amorties par
effet d’une faible pression d’hélium, de l’ordre de 0,01 Pa, également introduit dans cette
trappe.
b
1
3
3
1
2
2
a
source
détecteur
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Figure 16.11 Spectromètres à piégeage d’ions.
a) Agencement des électrodes d’une trappe à ions ; b) dessin en perspective des
électrodes terminales et de l’électrode annulaire centrale (d’après Current Sep. 1997,
16 : 3, p 85).
Pour analyser les ions présents on augmente graduellement la tension de radiofréquence.
Tour à tour, dans l’ordre des valeurs croissantes du rapport m/z, l’amplitude d’oscillation
des ions croît dans la direction axiale et va jusqu’à leur expulsion par une série de petits trous percés dans l’électrode dite de sortie. Ils atteignent alors le détecteur (fig. 16.12).
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit