Hallo, ich will ein Massespektroskop bauen. Nun habe ich eine Frage zum Elektrospray-Ionisator. Durch die erste Glaskapillare wird die flüssige Probesubstanz in die Ionisatorkammer eingebracht. Aufgrund des elektrischen Feldes, verursacht durch die negativ geladene Zerstäuberelektrode, lösen sich von der Kapillare feine, positiv geladene Tröpfchen ab. Dabei gelangt das Material in die Transferkapillare. Die Tröpfchen verdampfen und zerstäuben dann weiter bis geladene Moleküle entstehen. Meine Frage ist nun ob das Vorvakuum in der Lage ist, auch die positiv geladenen Moleküle in die nächste Kammer zu ziehen. Dabei müssen Letztere das elektrische Feld (lila umkreist) überwinden. Hat da jemand Ahnung davon?
Angehängte Dateien:
-
ms.png
7,6 KB
Nun. Welches Feld irgendwelche Teilchen ueberwinden muessen kann man mit der Geometrie bestimmen. Und die Stroemung bestimmt man mit Geometrie und Pumpe. Welches Vakuum moechte man denn im Spektrometer drin haben ? 1e-4 .. 1e-6 mBar. Ich finds noch schwierig... Nur schon die Simulation der Felder scheint aufwendig. Wieviel Stickstoff geht durch welches Loch ? Wie kann man diese Dimensionierung handhaben ? Und bauen muss man dann auch noch. Sportlich.
Also überschlagsmäßig würde ich folgendermaßen vorgehen:
Kapillare
_________________
| |
A | | A'
| |
F_e <-| dx |-> F_p
| |
-------------------
Auf Gasvolumen dx*A wirkt die elektrostatische Kraft F_e. Dabei ist nur
die maximale Kraft bei E_max interessant. Hier nehme ich den Wert
6kV/1cm an.
F_e = Q*E = dx*A*R*E_max; mit R=Raumladungsdichte
Außerdem wirkt eine Kraft F_p, hervorgerufen durch den Druckunterschied.
In der Kapillare fällt der Druck (im hinteren Teil) annähernd linear ab.
Die Druckdifferenz ist p_Atmosphäre-p_Vakuum, also 1 Bar. Somit lässt
sich dF/dx relativ einfach ausrechnen. Hier nehme ich (1 Bar)/(4 cm) an.
F_p = dp/dx*A*dx
Damit das Gas nach links fließt muss gelten:
F_e < F_p
dx*A*R*E_max < dp/dx*A*dx
R*E_max < dp/dx
Die angenommenen Werte der Feldstärke und des Druckgefälles lassen sich
durch die Kammergeometrie in Grenzen verändern. Die Größenordnung sollte
auch passen.
-Die Frage ist nun, welche Werte die Raumladungsdichte R ist.
-Ob die mathematische Modellierung überhaupt passt, oder ob
beispielsweise die Ionen einfach "herausgesiebt" werden und nur die
neutralen moleküle durch die Kapillare gedrückt werden.
длинний зелёний тролль schrieb:
> Sportlich.
Tja, ich würd so ein Gerät ja lieber kaufen, aber das sprengt leider
mein Budget...
http://www.oc.uni-koeln.de/ms-oc/download/esi.pdf Hier steht was von 10^-6A @ 100µl/min. Wenn man von einer Verdampfungsexpansion von 300 ausgeht, so komme ich auf eine Dichte von 2As/m³. In die Gleichung von oben eingesetzt ergibt das: F_e < F_p 1,2*10^6 < 2*10^7 Könnte also funktionieren.
> Tja, ich würd so ein Gerät ja lieber kaufen, aber das sprengt leider
mein Budget...
Wie soll's denn weiter gehen ? Beschleunigen und durch einen Magneten
durch ? Oder Quadrupol ?
Du moechtest einfach was gemessen haben?
длинний зелёний тролль schrieb: > Wie soll's denn weiter gehen ? Skimmer, zur Abtrennung des Hochvakuums. Oktupol zum Transport zur Beschleunigerlinse. Danach Quadrupol zur Th-Selektion. Detektion mit Faradaybecher.
M. M. schrieb: > ich will ein Massespektroskop bauen Was willst du dir denn damit ansehen, und warum willst du Flüssigkeit ins Vakuum eintragen? длинний зелёний тролль schrieb: > Oder Quadrupol ? Hört sich einfacher an als es ist. Man kann an den Geräten vieles auswechseln und reparieren, auch den Detektor und die Ionenquelle, aber beim Quadrupol habe ich gelesen, man müsse die komplette Einheit ins Werk schicken, da eine Justage beim Kunden praktisch nicht möglich sei.
M. M. schrieb: > ich will ein Massespektroskop bauen. Nun habe ich eine Frage zum Hoffentlich wird es ein Massenspektrometer und kein Massenspektroskop, aber soweit sind wir ja noch lange nicht ;o) > Elektrospray-Ionisator. Durch die erste Glaskapillare wird die flüssige > Probesubstanz in die Ionisatorkammer eingebracht. Aufgrund des > elektrischen Feldes, verursacht durch die negativ geladene > Zerstäuberelektrode, lösen sich von der Kapillare feine, positiv > geladene Tröpfchen ab. Dabei gelangt das Material in die Sei mir bitte nicht böse. Ich arbeite seit über 12 Jahren mit LC-gekoppelten Massenspektrometer mit ESI-Quelle und Deine Zeichnung ergibt für mich überhaupt keinen Sinn. Insbesondere Deine „Zerstäuberelektrode“ verstehe ich nicht. Um positive Ionen ins Massenspektrometer zu bekommen wird übrigens eher an der „Zersteuberkapillare“ eine positve Spannung ca. +3 bis +4 kV angelegt. Die „Zersteuberkapillare“ besteht üblicherweise aus Glas (fused Silica) oder Metall von etwas metallbedampften habe ich noch nie gehört an dieser Stelle. Um die „Zersteuberkapillare“ wird üblicherweise noch ein/zwei Stickstoffströme in Richtung zum Vakuumbereich angelegt um das zerstäuben/verdampfen zu unterstützen. Das kommt allerdings ganz auf die Flußrate drauf an, bei geringsten Mengen geht es auch ohne (teilweise auch geheiztem) Stickstoff und es funktioniert allein aufgrund der angelegten Spannung. Dein Bild deutet einen Stickstofffluß im Gegenstrom an. Ein geringer Gegenstrom wäre als Option denkbar, auch wenn es nur wenig bringt. Also dieses Konstrukt erstmal komplett weglassen. Der gesamte Sprüher (Probe) zeigt üblicherweise auch nicht direkt zu der Transferkapillare sondern wird in Winkeln von 45 - 90 ° dazu angeordnet. > Transferkapillare. Die Tröpfchen verdampfen und zerstäuben dann weiter > bis geladene Moleküle entstehen. > > Meine Frage ist nun ob das Vorvakuum in der Lage ist, auch die positiv > geladenen Moleküle in die nächste Kammer zu ziehen. Dabei müssen > Letztere das elektrische Feld (lila umkreist) überwinden. Vakuum zieht erstmal gar nichts sondern dient erstmal dazu freie Bahn für die Ionenen zu schaffen. Die Ionen werden über die Spannungskaskade in der Ionenoptik weitergeleitet. > Hat da jemand Ahnung davon? Ich will Dir den Spaß nicht verderben, aber vielleicht arbeitest Du erstmal am Massenspektrometer an sich. Das ist ja auch nicht ganz so trivial. Halbwegs brauchbare ESI-Quellen waren nicht um sonst erst recht spät kommerziell erhältlich. Und je nach Flüssigkeitsfluss braucht man auch mal über 15 L Stickstoff bei Normzustand in der Minute. Da sollte eine große Gasstahlflasche in einem halben Tag leergenuckelt sein. Vielleicht lieber Schritt für Schritt vorgehen und nicht mit dem Schwierigsten anfangen. Nichts für ungut. Klaus
Klaus I. schrieb: > M. M. schrieb: >> ich will ein Massespektroskop bauen. Nun habe ich eine Frage zum > > Hoffentlich wird es ein Massenspektrometer und kein Massenspektroskop, > aber soweit sind wir ja noch lange nicht ;o) Ja, stimmt. >> Elektrospray-Ionisator. Durch die erste Glaskapillare wird die flüssige >> Probesubstanz in die Ionisatorkammer eingebracht. Aufgrund des >> elektrischen Feldes, verursacht durch die negativ geladene >> Zerstäuberelektrode, lösen sich von der Kapillare feine, positiv >> geladene Tröpfchen ab. Dabei gelangt das Material in die > Um positive Ionen ins Massenspektrometer zu bekommen wird übrigens eher > an der „Zersteuberkapillare“ eine positve Spannung ca. +3 bis +4 kV > angelegt. Entscheidend ist das elektrische Feld. Ich hätte gerne bei der Zerstäuberkapillare aber Erdpotenzial, deswegen ja meine Frage. > Die „Zersteuberkapillare“ besteht üblicherweise aus Glas (fused Silica) > oder Metall von etwas metallbedampften habe ich noch nie gehört an > dieser Stelle. Glaskapillare deshalb, weil man sie relativ einfach selbst herstellen kann im Gegensatz zu einer Metallkapillare. Die Metallbedampfung führt das Potential an die Kapillarenspitze. Theoretisch braucht man diese bei genügender Leitfähigkeit der Probe nicht, aber darauf will ich mich nicht verlassen. Außerdem erhöht es die Sicherheit bei einem Überschlag von der negativen Elektrode. > Um die „Zersteuberkapillare“ wird üblicherweise noch > ein/zwei Stickstoffströme in Richtung zum Vakuumbereich angelegt um das > zerstäuben/verdampfen zu unterstützen. Das kommt allerdings ganz auf die > Flußrate drauf an, bei geringsten Mengen geht es auch ohne (teilweise > auch geheiztem) Stickstoff und es funktioniert allein aufgrund der > angelegten Spannung. Das ich ohne unterstützenden Gasstrom auskomme war mein Gedanke. Die Messung darf am Ende 'beliebig' lange dauern, weshalb ich mit geringer Flußrate auskomme. > Dein Bild deutet einen Stickstofffluß im Gegenstrom an. Ein geringer > Gegenstrom wäre als Option denkbar, auch wenn es nur wenig bringt. Also > dieses Konstrukt erstmal komplett weglassen. Der Stickstofffluß in meiner Konstruktion wird auch zur Heizung der Transferkapillare verwendet. Außerdem unterstützt er die Verdampfung. Wie viel das bringt weiß ich tatsächlich nicht. > Der gesamte Sprüher (Probe) zeigt üblicherweise auch nicht direkt zu der > Transferkapillare sondern wird in Winkeln von 45 - 90 ° dazu angeordnet. Damit nur die kleinsten Tröpfchen in die Transferkapillare gelangen nehme ich an? Das ist ein guter Hinweis. >> Meine Frage ist nun ob das Vorvakuum in der Lage ist, auch die positiv >> geladenen Moleküle in die nächste Kammer zu ziehen. Dabei müssen >> Letztere das elektrische Feld (lila umkreist) überwinden. > Vakuum zieht erstmal gar nichts sondern dient erstmal dazu freie Bahn > für die Ionenen zu schaffen. Die Ionen werden über die Spannungskaskade > in der Ionenoptik weitergeleitet. Ja, aber das Druckgefälle muss bei meinem Aufbau in der Lage sein die Ionen gegen das elektrische Feld durch die Transferkapillare zu drücken. > Ich will Dir den Spaß nicht verderben, aber vielleicht arbeitest Du > erstmal am Massenspektrometer an sich. Naja, ohne Ionen kein Massenspektrometer. > Und je nach Flüssigkeitsfluss braucht man auch mal über 15 L Stickstoff > bei Normzustand in der Minute. Da sollte eine große Gasstahlflasche in > einem halben Tag leergenuckelt sein. Deshalb will ich nur den Gegenstrom erzeugen, damit sich mein Stickstoffverbrauch in Grenzen hält. (Siehe oben) By the way: Nach welchen Gesichtspunkten legt man eigentlich die Höhe der Beschleunigungsspannung aus? Je niedriger die Spannung desto mehr Einfluss haben termische Bewegungen, richtig? Also so hoch wie nötig, so niedrig wie möglich? Danke schon mal für die Antworten bisher!
Hp M. schrieb: > Hört sich einfacher an als es ist. > Man kann an den Geräten vieles auswechseln und reparieren, auch den > Detektor und die Ionenquelle, aber beim Quadrupol habe ich gelesen, man > müsse die komplette Einheit ins Werk schicken, da eine Justage beim > Kunden praktisch nicht möglich sei. Die Elektroden des Quadrupol werden gedreht. Zwar habe ich ohne parabolische Elektroden keine so gute Ionenausbeute, aber dafür ist das Ganze im Gegensatz dazu relativ einfach herstellbar. Der geringere Ionenstrom kann durch längere Messzeit in Grenzen ausgeglichen werden.
M. M. schrieb: > Klaus I. schrieb: >> M. M. schrieb: >>> ich will ein Massespektroskop bauen. Nun habe ich eine Frage zum >> >> Hoffentlich wird es ein Massenspektrometer und kein Massenspektroskop, >> aber soweit sind wir ja noch lange nicht ;o) > > Ja, stimmt. > >>> Elektrospray-Ionisator. Durch die erste Glaskapillare wird die flüssige >>> Probesubstanz in die Ionisatorkammer eingebracht. Aufgrund des >>> elektrischen Feldes, verursacht durch die negativ geladene >>> Zerstäuberelektrode, lösen sich von der Kapillare feine, positiv >>> geladene Tröpfchen ab. Dabei gelangt das Material in die > >> Um positive Ionen ins Massenspektrometer zu bekommen wird übrigens eher >> an der „Zersteuberkapillare“ eine positve Spannung ca. +3 bis +4 kV >> angelegt. > Entscheidend ist das elektrische Feld. Ich hätte gerne bei der > Zerstäuberkapillare aber Erdpotenzial, deswegen ja meine Frage. Bin mir da nicht sicher, ob es so einfach ist. Die hohe positive Spannung am Sprühkopf hat schon seinen Sinn um überhaupt genügend positive Ionen auf den Weg zu bringen, aber mir fehlt da schlicht das physikalische Wissen um es zu erklären. Ansonsten ist es auch instrumentell sicherlich einfacher, wenn Du in der Spannungskaskade danach nur hauptsächlich ein-zwei Stellige Volt-Bereiche regelst anstatt überall vierstellige. >> Die „Zersteuberkapillare“ besteht üblicherweise aus Glas (fused Silica) >> oder Metall von etwas metallbedampften habe ich noch nie gehört an >> dieser Stelle. > Glaskapillare deshalb, weil man sie relativ einfach selbst herstellen > kann im Gegensatz zu einer Metallkapillare. > Die Metallbedampfung führt das Potential an die Kapillarenspitze. > Theoretisch braucht man diese bei genügender Leitfähigkeit der Probe > nicht, aber darauf will ich mich nicht verlassen. Außerdem erhöht es die > Sicherheit bei einem Überschlag von der negativen Elektrode. Glaskapillaren in der Größenordnung kann man nicht leicht selbst herstellen, die gibt es aber günstig zu kaufen. Die Leitfähigkeit der Probe muß ausreichen, ansonsten ist ohnehin keine Elektrospray-Ionisierung möglich. >> Um die „Zersteuberkapillare“ wird üblicherweise noch >> ein/zwei Stickstoffströme in Richtung zum Vakuumbereich angelegt um das >> zerstäuben/verdampfen zu unterstützen. Das kommt allerdings ganz auf die >> Flußrate drauf an, bei geringsten Mengen geht es auch ohne (teilweise >> auch geheiztem) Stickstoff und es funktioniert allein aufgrund der >> angelegten Spannung. > Das ich ohne unterstützenden Gasstrom auskomme war mein Gedanke. Die > Messung darf am Ende 'beliebig' lange dauern, weshalb ich mit geringer > Flußrate auskomme. Vielleicht erzählst Du mal, was Du überhaupt messen willst. >> Dein Bild deutet einen Stickstofffluß im Gegenstrom an. Ein geringer >> Gegenstrom wäre als Option denkbar, auch wenn es nur wenig bringt. Also >> dieses Konstrukt erstmal komplett weglassen. > Der Stickstofffluß in meiner Konstruktion wird auch zur Heizung der > Transferkapillare verwendet. Außerdem unterstützt er die Verdampfung. > Wie viel das bringt weiß ich tatsächlich nicht. Über welchen Flüssigkeitsfluß reden wir. Analyt verdünnt oder unverdünnt? So wird es kaum etwas bringen, lieber den Bereich der Transferkapillare direkt beheizen. Das mit dem Gegenstrom macht man vielleicht bei einem Flüssigkeitsfluß von 1000 uL/min und die meisten Hersteller machen es gar nicht. >> Der gesamte Sprüher (Probe) zeigt üblicherweise auch nicht direkt zu der >> Transferkapillare sondern wird in Winkeln von 45 - 90 ° dazu angeordnet. > Damit nur die kleinsten Tröpfchen in die Transferkapillare gelangen > nehme ich an? Das ist ein guter Hinweis. Die ersten Geräte haben direkt in Richtung Transferkapillare gesprüht, war aber nicht so effizient. Die Ionen sollen quasi durch die Transferkapillare durch das elektrische Feld geleitet werden, während die überzähligen größeren Flüssigkeitstropfen daran vorbeigehen. >>> Meine Frage ist nun ob das Vorvakuum in der Lage ist, auch die positiv >>> geladenen Moleküle in die nächste Kammer zu ziehen. Dabei müssen >>> Letztere das elektrische Feld (lila umkreist) überwinden. >> Vakuum zieht erstmal gar nichts sondern dient erstmal dazu freie Bahn >> für die Ionenen zu schaffen. Die Ionen werden über die Spannungskaskade >> in der Ionenoptik weitergeleitet. > Ja, aber das Druckgefälle muss bei meinem Aufbau in der Lage sein die > Ionen gegen das elektrische Feld durch die Transferkapillare zu drücken. Da stimme ich nicht mit Deiner Denkweise überein: Nicht das Druckgefälle transportiert die Ionen, sondern das elektrische Feld. Überleg mal: 1) Wenn Du Dir das mit Druck vorstellst, gibt es kaum Transport in eine bestimmte da die Zusammenstöße der Gasphase statistisch in alle Richtungen wirken und viele Teile auch entgegen des Druckunterschieds transportiert werden. 2) Es werden Ionen und auch die nicht gewollten Neutralen Teile aus der verdampften Flüssigkeit gleichsam beeinflusst. Bei Deinem Aufbau werden die Ionen vermutlich sogar von der Transferkapillare weggeleitet? >> Ich will Dir den Spaß nicht verderben, aber vielleicht arbeitest Du >> erstmal am Massenspektrometer an sich. > Naja, ohne Ionen kein Massenspektrometer. Es gibt einfachere Arten Ionen zu erzeugen. Wie wäre es mit Elektronenstoß-Interface für direkt oder Gasphase. Also in Richtung der älteren Massenspektrometer. Dann hast Du schonmal nicht das ganze Atmosphären-Problem und könntest Dich auf das Massenspektrometer konzentrieren. So wirst Du nie wissen, ob es jetzt an der Ionisation liegt oder am MS-Teil. >> Und je nach Flüssigkeitsfluss braucht man auch mal über 15 L Stickstoff >> bei Normzustand in der Minute. Da sollte eine große Gasstahlflasche in >> einem halben Tag leergenuckelt sein. > Deshalb will ich nur den Gegenstrom erzeugen, damit sich mein > Stickstoffverbrauch in Grenzen hält. (Siehe oben) Gegenstromgasfluß wird ohne den Verneblergasfluß nicht funktionieren, Du hinderst ja die Ionen zusätzlich in Richtung Transferkapillare zu kommen. > By the way: Nach welchen Gesichtspunkten legt man eigentlich die Höhe > der Beschleunigungsspannung aus? > Je niedriger die Spannung desto mehr Einfluss haben termische > Bewegungen, richtig? > Also so hoch wie nötig, so niedrig wie möglich? Was verstehst Du unter Beschleunigungsspannung?
Klaus I. schrieb: >> Ja, aber das Druckgefälle muss bei meinem Aufbau in der Lage sein die >> Ionen gegen das elektrische Feld durch die Transferkapillare zu drücken. > Da stimme ich nicht mit Deiner Denkweise überein: > Nicht das Druckgefälle transportiert die Ionen, sondern das elektrische > Feld. > Überleg mal: > 1) Wenn Du Dir das mit Druck vorstellst, gibt es kaum Transport in eine > bestimmte da die Zusammenstöße der Gasphase statistisch in alle > Richtungen wirken und viele Teile auch entgegen des Druckunterschieds > transportiert werden. In der Kapillare herrscht aber Druckgefälle. Damit werden Teilchen im allgemeinen eher in negativer Richtung des Gradienten gestoßen. > 2) Es werden Ionen und auch die nicht gewollten Neutralen Teile aus der > verdampften Flüssigkeit gleichsam beeinflusst. Bei Deinem Aufbau werden > die Ionen vermutlich sogar von der Transferkapillare weggeleitet? Der vordere Bereich der Kapillare ist quasi feldfrei. Nur beim Übergang, wo vom Potential der Zerstäuberelektrode wieder auf Erdpotential gesprungen wird, gibt es ein Feld, dass die Ionen in die Falsche Richtung drückt. Die Frage ist nun, ob das Druckgefälle ausreicht. > Gegenstromgasfluß wird ohne den Verneblergasfluß nicht funktionieren, Du > hinderst ja die Ionen zusätzlich in Richtung Transferkapillare zu > kommen. Der Gasfluss muss so gering sein, dass die Kraft vom elektrischen Feld ausreicht. Ganz ohne Stickstoff wird es vermutlich nicht gehen, da man ja keine Verschmutzungen aus der Umgebungsluft im Spektrometer haben will? > Ansonsten ist es auch instrumentell sicherlich einfacher, wenn Du in der > Spannungskaskade danach nur hauptsächlich ein-zwei Stellige > Volt-Bereiche regelst anstatt überall vierstellige. Das ist der springende Punkt. Ich will die vor und nach der Ionisationskammer erdpotenzial haben, weil das vieles vereinfacht. Ich habe ein pdf von Agilent gefunden (http://www.agilent.com/cs/library/slidepresentation/public/5991-5857_Agilent_MS_Theory_DEE.pdf Seite 16), laut dem auch sie die Zerstäubereinheit auf Erdpotenzial festlegen. > Glaskapillaren in der Größenordnung kann man nicht leicht selbst > herstellen, die gibt es aber günstig zu kaufen. Naja, relativ leicht, im Gegensatz zu einer aus Metall. Man braucht halt ein Gestell, das ein Glasröhrchen auf leichten Zug und zentriert Spannt und einen Bunsenbrenner. Vielleicht stell ich mir das auch zu einfach vor. Dann kauf ich eine. > Die Leitfähigkeit der > Probe muß ausreichen, ansonsten ist ohnehin keine > Elektrospray-Ionisierung möglich. Trotzdem brauch ich einen elektrischen Kontakt zur Flüssigkeit. Natürlich kann der auch außerhalb des Spektrometers realisiert werden, aber wenn davor nur Plastikschläuche hängen besteht die Gefahr das die Hochspannung nach draußen 'entfleucht'. Auf jeden fall ist mir eine Metallisierung zur Sicherheit lieber. Aber zum Testen wird es sicherlich auch ohne gehen. > Vielleicht erzählst Du mal, was Du überhaupt messen willst. Nur Elemente und einfache Verbindungen. Keine Proteine oder Ähnlich kompliziertes. > Über welchen Flüssigkeitsfluß reden wir. Analyt verdünnt oder > unverdünnt? So wird es kaum etwas bringen, lieber den Bereich der > Transferkapillare direkt beheizen. Das mit dem Gegenstrom macht man > vielleicht bei einem Flüssigkeitsfluß von 1000 uL/min und die meisten > Hersteller machen es gar nicht. Das wird sich aus meiner Konstruktion ergeben. So hoch wie möglich, so niedrig wie nötig. Aber ich schätze mal unter 100 uL/min. > Es gibt einfachere Arten Ionen zu erzeugen. Wie wäre es mit > Elektronenstoß-Interface für direkt oder Gasphase. Also in Richtung der > älteren Massenspektrometer. Dann hast Du schonmal nicht das ganze > Atmosphären-Problem und könntest Dich auf das Massenspektrometer > konzentrieren. So wirst Du nie wissen, ob es jetzt an der Ionisation > liegt oder am MS-Teil. Der Witz bei ESI ist ja das ich nicht bei jeder neuen Messung das Gerät wieder auspumpen muss, um das benötigte Vakuum zu erhalten. Zum anderen kann ich am Quadrupol einfach RF draufklatschen, um den Ionisator zu testen. >> By the way: Nach welchen Gesichtspunkten legt man eigentlich die Höhe >> der Beschleunigungsspannung aus? >> Je niedriger die Spannung desto mehr Einfluss haben termische >> Bewegungen, richtig? >> Also so hoch wie nötig, so niedrig wie möglich? > Was verstehst Du unter Beschleunigungsspannung? Nach dem Ionisiervorgang werden die Ionen vor dem Quadrupol beschleunigt. Diese Spannung meine ich.
M.M. schrieb: > Klaus I. schrieb: >>> Ja, aber das Druckgefälle muss bei meinem Aufbau in der Lage sein die >>> Ionen gegen das elektrische Feld durch die Transferkapillare zu drücken. >> Da stimme ich nicht mit Deiner Denkweise überein: >> Nicht das Druckgefälle transportiert die Ionen, sondern das elektrische >> Feld. >> Überleg mal: >> 1) Wenn Du Dir das mit Druck vorstellst, gibt es kaum Transport in eine >> bestimmte da die Zusammenstöße der Gasphase statistisch in alle >> Richtungen wirken und viele Teile auch entgegen des Druckunterschieds >> transportiert werden. > In der Kapillare herrscht aber Druckgefälle. Damit werden Teilchen im > allgemeinen eher in negativer Richtung des Gradienten gestoßen. Im Prinzip schon aber ich halte das wie gesagt für ein falsches Verständnis des Transportprinzip. Das erfolgt durch elektrische Felder und nicht durch Druckunterschiede. Letzteres findet zum geringen Teil statt ist aber unerwünscht, da Neutralteile genauso beeinflusst werden. Fall da bitte nicht auf die Hervorhebung der „Vacuum-Stages“ rein. Das Druckproblem bei LC/MS ist kein Grund für den Ionentransport sondern ein Hindernis. Aber es ist immer ein nichtssagendes aber gern genanntes Thema der Verkäufer. >> 2) Es werden Ionen und auch die nicht gewollten Neutralen Teile aus der >> verdampften Flüssigkeit gleichsam beeinflusst. Bei Deinem Aufbau werden >> die Ionen vermutlich sogar von der Transferkapillare weggeleitet? > Der vordere Bereich der Kapillare ist quasi feldfrei. Nur beim Übergang, > wo vom Potential der Zerstäuberelektrode wieder auf Erdpotential > gesprungen wird, gibt es ein Feld, dass die Ionen in die Falsche > Richtung drückt. Die Frage ist nun, ob das Druckgefälle ausreicht. Häng Dich nicht am Druckgefälle auf. >> Gegenstromgasfluß wird ohne den Verneblergasfluß nicht funktionieren, Du >> hinderst ja die Ionen zusätzlich in Richtung Transferkapillare zu >> kommen. > Der Gasfluss muss so gering sein, dass die Kraft vom elektrischen Feld > ausreicht. Ganz ohne Stickstoff wird es vermutlich nicht gehen, da man > ja keine Verschmutzungen aus der Umgebungsluft im Spektrometer haben > will? Verstehe hier nicht, worauf Du hinauswillst. Der Stickstofffluß in Deinem Model soll die Verschmutzung wegpusten, aber die Ionen durchlassen? Der hauptsächliche Stickstoff-Fluß ist sicherlich auch in Deinem Link direkt im Sprüher (wird aber nicht illustriert) und damit in Richtung der Transferkapillare und nicht dagegen. Der dient der besseren Zerstäubung und wird bei manchen Herstellern auch beheizt. Verschmutzungen aus der Umgebungsluft können durchaus ein Thema werden. Allerdings erzeugen die flüssigen Lösemittel ohnehin ein beträchtliches Hintergrundrauschen. Wenn Du Probleme mit der Umgebungsluft hast, wird auch ein hoher Stickstofffluß also Überdruck in der Sprühkammer nichts nützen. Wir sind ja in der Gasphase und es bewegt sich immer noch sehr viel entgegen dem Strom. >> Ansonsten ist es auch instrumentell sicherlich einfacher, wenn Du in der >> Spannungskaskade danach nur hauptsächlich ein-zwei Stellige >> Volt-Bereiche regelst anstatt überall vierstellige. > Das ist der springende Punkt. Ich will die vor und nach der > Ionisationskammer erdpotenzial haben, weil das vieles vereinfacht. Ich > habe ein pdf von Agilent gefunden > (http://www.agilent.com/cs/library/slidepresentation/public/5991-5857_Agilent_MS_Theory_DEE.pdf > Seite 16), laut dem auch sie die Zerstäubereinheit auf Erdpotenzial > festlegen. Sorry, da kann ich Dir nicht folgen: Zweimal Erdpotential? Wie sollen da Ionen transportiert werden? Was ist für Dich vor der Ionisationskammer? Hast Du auch das auf Seite 16 verlinkte Dokument parat? Interessant, diesen Aufbau kannte ich noch nicht von einem modernen Massenspektrometer. Wie sehen aktuelle Massenspektrometer von Agilent da aus? >> Glaskapillaren in der Größenordnung kann man nicht leicht selbst >> herstellen, die gibt es aber günstig zu kaufen. > Naja, relativ leicht, im Gegensatz zu einer aus Metall. Man braucht halt > ein Gestell, das ein Glasröhrchen auf leichten Zug und zentriert Spannt > und einen Bunsenbrenner. Vielleicht stell ich mir das auch zu einfach > vor. Dann kauf ich eine. Probiers aus ;o) Und ja, ich habe durchaus noch Glasbearbeitung gelehrt bekommen. >> Die Leitfähigkeit der >> Probe muß ausreichen, ansonsten ist ohnehin keine >> Elektrospray-Ionisierung möglich. > Trotzdem brauch ich einen elektrischen Kontakt zur Flüssigkeit. > Natürlich kann der auch außerhalb des Spektrometers realisiert werden, > aber wenn davor nur Plastikschläuche hängen besteht die Gefahr das die > Hochspannung nach draußen 'entfleucht'. Auf jeden fall ist mir eine > Metallisierung zur Sicherheit lieber. Aber zum Testen wird es sicherlich > auch ohne gehen. Und wofür brauchst Du jetzt auf einmal elektrischen Kontakt zur Flüssigkeit, wenn es zuvor eigentlich nur auf das Feld angekommen ist? Nur noch mal die Feststellung: Alle Hersteller arbeiten mit Glas oder Metall. Und auch einer Erdung für die Kapillare ausserhalb der Probe/Sprayer. >> Vielleicht erzählst Du mal, was Du überhaupt messen willst. > Nur Elemente und einfache Verbindungen. Keine Proteine oder Ähnlich > kompliziertes. Nur Elemente??? Da ist Elektrospray sicherlich nicht Mittel der Wahl, für Proteine ist es aber sehr gut. >> Über welchen Flüssigkeitsfluß reden wir. Analyt verdünnt oder >> unverdünnt? So wird es kaum etwas bringen, lieber den Bereich der >> Transferkapillare direkt beheizen. Das mit dem Gegenstrom macht man >> vielleicht bei einem Flüssigkeitsfluß von 1000 uL/min und die meisten >> Hersteller machen es gar nicht. > Das wird sich aus meiner Konstruktion ergeben. So hoch wie möglich, so > niedrig wie nötig. Aber ich schätze mal unter 100 uL/min. Das sollte sich eher aus der Anwendung ergeben und diese bestimmt die Konstruktion. >> Es gibt einfachere Arten Ionen zu erzeugen. Wie wäre es mit >> Elektronenstoß-Interface für direkt oder Gasphase. Also in Richtung der >> älteren Massenspektrometer. Dann hast Du schonmal nicht das ganze >> Atmosphären-Problem und könntest Dich auf das Massenspektrometer >> konzentrieren. So wirst Du nie wissen, ob es jetzt an der Ionisation >> liegt oder am MS-Teil. > Der Witz bei ESI ist ja das ich nicht bei jeder neuen Messung das Gerät > wieder auspumpen muss, um das benötigte Vakuum zu erhalten. Das ist sicherlich nicht der Witz von ESI! Das Vermeiden vom Belüften zur Probeneingabe lässt sich durch die Konstruktion sicherstellen. > Zum anderen kann ich am Quadrupol einfach RF draufklatschen, um den > Ionisator zu testen. OK, wenn das so einfach geht. Ich hätte jetzt erstmal den Quadropul mit EI zum laufen gebracht, da muß man nur eine geeignete Kalibriersubstanz (Siehe Agilent GC/MS) in den Raum bringen und kann erstmal ewig lange die Ionenoptik tunen. >>> By the way: Nach welchen Gesichtspunkten legt man eigentlich die Höhe >>> der Beschleunigungsspannung aus? >>> Je niedriger die Spannung desto mehr Einfluss haben termische >>> Bewegungen, richtig? >>> Also so hoch wie nötig, so niedrig wie möglich? >> Was verstehst Du unter Beschleunigungsspannung? > Nach dem Ionisiervorgang werden die Ionen vor dem Quadrupol > beschleunigt. Diese Spannung meine ich. Die werden schon beim Verlassen der Sprühnadel beschleunigt. Nochmal das Stichwort: Spannungskaskade.
Klaus I. schrieb: > Der hauptsächliche Stickstoff-Fluß ist sicherlich auch in Deinem Link > direkt im Sprüher (wird aber nicht illustriert) und damit in Richtung > der Transferkapillare und nicht dagegen. Der dient der besseren > Zerstäubung und wird bei manchen Herstellern auch beheizt. Ist N2 überhaupt das richtige Transportgas? Ich habe irgendwo noch den 2-stufigen Ryhage-Separator vom LKB-9000 GC/MS (EI-Ionenquelle) aber da diente He als Transportgas. Hauptsächlich weil man das aufgrund der höheren Molekulargeschwindigkeit im Separator entfernen kann. Ansonsten halte ich das Projekt des TE für Träumerei, die zu keinem Ergebnis führen wird. Das sind einfach zu viele Baustellen, von denen jede sehr gute Kenntnisse der Materie sowie viel Zeit und (Lehr)Geld erfordert. Für solche einfache Aufgaben gibt es leichter zu realisierende Analyseverfahren wie AAS, AES, Ionenchromatographie, Polarografie, ... Wenn richtige Analyseergebnisse im Vordergrund stehen, kann man sich viel Geld, Zeit und Nerven sparen, wenn man jemanden beauftragt, der damit seine Brötchen verdient.
> Der Witz bei ESI ist ja das ich nicht bei jeder neuen Messung das Gerät
wieder auspumpen muss, um das benötigte Vakuum zu erhalten.
Irgendwie scheint da eine Fehlinformation vorzuliegen... Ein
Massenspektrometer muss sowieso immer eine Turbo am Laufen haben...
Ich habe kuerzlich eine gute Erfahrung machen koennen. Wir haben uns
seit Jahren mit Membranpumpen rumgeaergert, die Muehe hatten, das
noetige Vorvakuum zu bringen. Nun haben wir eine Skrollpumpe, allerdings
fuer eine andere Anwendung gekauft. 0.02mBar und die Dichtung kann
selbst gewechselt werden.
Die roten Hi-Cube von Pfeiffer sind allerdings eine gute Kombination,
die alten Gruppen waren's nicht. Falsch dimensionierte Membranpumpen.
Hp M. schrieb: > Ansonsten halte ich das Projekt des TE für Träumerei, die zu keinem > Ergebnis führen wird. Das sind einfach zu viele Baustellen, von denen > jede sehr gute Kenntnisse der Materie sowie viel Zeit und (Lehr)Geld > erfordert. Für sowas gibt es ebay. Da bekommt man alte Geräte teils quasi zum Schrottpreis, muss die dann aber ggf noch reparieren. Auf alle Fälle einfacher, als alles selbst zu entwickeln. Da ist man bei sowas ewigs dran, bis man das mit Vakuum, Ionenquelle, HF-Hochspannung fürs Quadrupol, Teile designen und fertigen, Elektronik zum Datenauswertung+Software etc. alles selbst gemacht hat.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.