Ion Lens Design

Význam tématu

Iontová čočka v ICP-MS představuje klíčový prvek pro efektivní přenos a selekci iontů z plazmového zdroje do detektoru. Optimální design čočky zvyšuje citlivost a snižuje pozadí, což je zásadní pro analýzu stopových prvků v různorodých matricích.

Cíle a přehled studie / článku

Tento technologický přehled Agilent se zaměřuje na představení patentované off-axis Omega čočky. Hlavní cíle jsou:

• Maximalizovat přenos iontů při zachování nízkého pozadí
• Minimalizovat hmotnostní bias napříč celým rozsahem hmotností
• Zajistit snadnou údržbu a vysokou stabilitu za provozu

Použitá metodika a instrumentace

Pro demonstraci byla využita konfigurace ICP-MS Agilent s následujícím vybavením:

• Extrakční dvojče čoček (twin extraction lenses)
• Off-axis Omega iontová čočka umístěná před vstupem do vysokého vakua
• Kolizně-reakční buňka nebo první kvadrupól pro trojnásobné kvadrupólové uspořádání (ICP-QQQ)

Princip spočívá v nízkonapěťovém odklonu iontového paprsku tak, aby neutrální částice a fotony byly zablokovány, zatímco ionty putují převážně přímočarou cestou.

Hlavní výsledky a diskuse

Srovnání s tradičními designy (photon stop, 90° deflektor) ukázalo:

• Vyšší celkovou účinnost přenosu pro všechny hmotnosti
• Vyrovnanou křivku hmotnostní odezvy bez nutnosti přeladění pro různé rozsahy
• Výrazné snížení pozadí díky efektivnímu blokování fotonů a neutrálních par

Výsledkem je zvýšená citlivost, konzistentní detekční limity a minimalizovaný hmotnostní bias.

Přínosy a praktické využití metody

Lze zdůraznit následující přednosti:

• Vynikající tolerance na náročné matrice a nízké CeO poměry
• Menší rozměry rozhraní minimalizující kontaminaci vakua
• Rychlý přístup k čočce bez vypínání vakuumu pro rutinní čištění

Tyto charakteristiky ocení provozy zaměřené na QA/QC, environmentální monitoring i průmyslovou analytiku.

Budoucí trendy a možnosti využití

V dalším vývoji lze očekávat:

• Integraci pokročilých vícefázových čoček pro ještě vyšší rozlišení
• Automatizované ladění napěťových parametrů pomocí umělé inteligence
• Rozšíření aplikací ve spojení s vysokorozlišovacími analyzátory a hmotnostní spektrometrií s iontovou pastí

Závěr

Off-axis Omega iontová čočka Agilent představuje moderní řešení pro ICP-MS s vynikajícím poměrem přenosu iontů a potlačení pozadí. Umožňuje stabilní a reprodukovatelnou analýzu stopových prvků v širokém spektru aplikací, přičemž usnadňuje údržbu a optimalizaci provozu.

Reference

1. Seiko patent JPB 3188794, 1993
2. Seiko patent US 5,559,337, 1996
3. Hitachi patent US 6,423,965 B1, 2002
4. Kroukamp E., Abou-Shakra F., Spectroscopy 35(9), 2020