Resonancia ciclotrónica de iones por transformada de Fourier


La espectrometría de masas por resonancia de ciclotrón de iones de transformada de Fourier es un tipo de analizador de masas (o espectrómetro de masas ) para determinar la relación masa-carga ( m / z ) de los iones en función de la frecuencia del ciclotrón de los iones en un campo magnético fijo. [1] Los iones están atrapados en una trampa de Penning.(un campo magnético con placas de atrapamiento eléctricas), donde se excitan (en sus frecuencias de ciclotrón resonante) a un radio de ciclotrón más grande por un campo eléctrico oscilante ortogonal al campo magnético. Una vez eliminado el campo de excitación, los iones giran en fase a su frecuencia de ciclotrón (como un "paquete" de iones). Estos iones inducen una carga (detectada como una corriente de imagen) en un par de electrodos cuando los paquetes de iones pasan cerca de ellos. La señal resultante se llama decaimiento por inducción libre (FID), transitorio o interferograma que consiste en una superposición de ondas sinusoidales . La señal útil se extrae de estos datos realizando una transformada de Fourier para dar un espectro de masas .

FT-ICR fue inventado por Melvin B. Comisarow [2] y Alan G. Marshall en la Universidad de Columbia Británica . El primer artículo apareció en Chemical Physics Letters en 1974. [3] La inspiración fueron desarrollos anteriores en ICR convencional y espectrometría de resonancia magnética nuclear con transformada de Fourier (FT-NMR). Marshall ha seguido desarrollando la técnica en la Universidad Estatal de Ohio y la Universidad Estatal de Florida .

En la forma idealizada más simple, la relación entre la frecuencia del ciclotrón y la relación masa-carga viene dada por

donde es la frecuencia angular del ciclotrón , que está relacionada con la frecuencia según la definición .

Debido al campo eléctrico cuadrupolar utilizado para atrapar los iones en la dirección axial, esta relación es solo aproximada. El atrapamiento eléctrico axial da como resultado oscilaciones axiales dentro de la trampa con la frecuencia (angular)

donde es una constante similar a la constante de resorte de un oscilador armónico y depende del voltaje aplicado, las dimensiones de la trampa y la geometría de la trampa.


Trampa de iones lineal: espectrómetro de masas de resonancia de ciclotrón de iones de transformada de Fourier (faltan los paneles alrededor del imán)
Una celda ICR cilíndrica. Las paredes de la celda están hechas de cobre y los iones ingresan a la celda desde la derecha, transmitidos por las guías de iones del pulpo.