质谱仪需要高真空系统的原因主要包括:
保证离子运动稳定:
高真空环境可以减少气体分子的碰撞几率,使得离子在从离子源到检测器的飞行过程中运动更加稳定。
避免碰撞:
高真空可以显著减少离子与空气中的气体分子碰撞,从而减少离子淬灭,提高离子到达检测器的概率。
提高分辨率:
在真空条件下,离子的平均自由程更长,减少了分子间或离子间的碰撞,从而提高质谱仪的分辨率。
防止放电:
高真空环境可以防止因气压过高导致的放电现象,保护离子源灯丝不受损害,并确保加速电压的稳定。
减少离子-分子反应:
高真空环境降低了离子与背景气体分子的反应几率,避免因离子-分子反应导致的质谱图样改变。
延长设备寿命:
高真空有助于延长离子源灯丝等易损部件的寿命,并减少背景噪声干扰,提高信噪比和仪器的准确性。
确保分析结果的准确性:
通过高真空和放空过程排除仪器内部的杂质和残留气体,提供一个干净、稳定的分析环境。
质谱仪通常采用两级真空系统,先用机械泵进行预抽真空,然后使用高效率的扩散泵或涡轮分子泵维持所需的真空度