Microwave plasma ion sources for selected ion flow tube mass spectrometry: Optimizing their performance and detection limits for trace gas analysis

0088033 - ÚFCH JH 2008 RIV NL eng J - Článek v odborném periodiku
Španěl, Patrik - Dryahina, Kseniya - Smith, D.
Microwave plasma ion sources for selected ion flow tube mass spectrometry: Optimizing their performance and detection limits for trace gas analysis.
[Mikrovlnné plazmatické iontové zdroje pro hmotnostní spektrometrii v proudové trubici s vybranými ionty. Optimalizace jejich výkonnosti a detekčních limitů pro analýzu stopových plynů.]
International Journal of Mass Spectrometry. Roč. 267, 1-3 (2007), s. 117-124. ISSN 1387-3806. E-ISSN 1873-2798
Grant CEP: GA ČR GA202/06/0776
Výzkumný záměr: CEZ:AV0Z40400503
Klíčová slova: microwave plasma ion source * selected ion flow tube mass spectrometry * SIFT-MS * breath analysis
Kód oboru RIV: CF - Fyzikální chemie a teoretická chemie
Impakt faktor: 2.411, rok: 2007

The performance of the ion sources used in selected ion flow tube mass spectrometry, SIFT-MS, instruments is paramount in determining their sensitivities and detection limits for trace gas analysis. The microwave discharge plasma ion source that is currently used for the production of currents of the precursor H3O+, NO+ and O2+ ions for SIFT-MS is described, and the ion chemistry occurring within the plasma and the dissociation of the precursor ions on the helium carrier gas are considered. Thus, it is shown that the most suitable ion source gas composition is a mixture comprising maximal water vapour and minimal air at the lowest total pressure at which the discharge is sustained and stable. It is also shown that the injection energies of the precursor ions into the helium carrier gas must be kept low to minimize collisional dissociation of the ions and thus to minimize the fraction of reactive impurity ions in the carrier gas.

Výkonnost mikrovlnných plazmatických iontových zdrojů pro hmotnostní spektrometrii v proudové trubici s vybranými ionty, SIFT-MS, je zásadní pro zajištění jejich citlivosti a dosažení lepších detekčních limitů pro analýzu stopových plynů. Práce pojednává o iontové chemii probíhající v plynovém výboji ve zdroji používaném pro přípravu iontů H3O+, NO+ a O2+ pro SIFT-MS. Výsledku ukazují, že optimální je směs obsahující maximum vodní páry a minimální množství vzduchu za nejnižšího možného tlaku, při kterém se udrží stabilní výboj. Výsledky dále ukazují že injekční energie musí být udržena pod určitým limitem, tak aby nedocházelo ke kolizní disociaci iontů. Za těchto podmínek je možno dosáhnou iontových signálů větších než milión pulsů za sekundu. Zastoupení nečistot v iontech prekurzoru bylo při tom menší než 1%. Detekční limit metody SIFT-MS se tak dostává do oblasti zředění jedné molekuly na deset miliard molekul vzduchu.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0149711