Tempo de Voo (ToF)
O analisador de massa que este artigo irá focar é, tempo de voo (ToF). O princípio do analisador de massa ToF envolve a separação dos íons com base no tempo que os íons levam para viajar através de um tubo de vôo com comprimento conhecido e alcançar o detector.2 A trajetória dos íons através de um analisador de massa ToF depende de seu momento e energia cinética devido a uma tensão pulsada de aceleração aplicada e proporções m/z dos íons.2 Baseado na física clássica, íons com m/z mais baixo viajarão mais rápido e chegarão ao detector primeiro, enquanto íons com m/z maior viajarão mais devagar e chegarão ao detector por último. Um layout ToF é mostrado na Figura \PageIndex (2).
A seguinte derivação para descrever a dinâmica de um analisador ToF foi adaptada de Hoffman et al 2007.4 O tempo que leva para os íons se moverem através do tubo de vôo entre a fonte de íons e o detector nos permite determinar as razões \ ( m/z\).4 No espectro de ToF, o pico registrado para qualquer \ ( m/z\) corresponderá à soma dos sinais correspondentes aos íons múltiplos e independentes que chegam ao detector de massa. Isto pode ser mostrado nas seguintes equações onde a energia potencial dada aos íons nas regiões aceleradas é convertida em energia cinética para todos os íons:
Próximo, resolvemos as equações acima para velocidade \(v\).
Desde que a velocidade é igual ao comprimento do caminho de deriva dividido pelo tempo que obtemos:
Então resolvemos para tempo e obtemos a seguinte equação usada para descrever o tempo num analisador ToF.
Ao rearranjar algebricamente a equação acima, uma expressão de \( m/z\) é determinada como mostrado abaixo.
Também podemos descrever a resolução de massa para íons diferenciando a equação acima com respeito à massa e tempo obtemos a seguinte relação:
\
Manipulando a equação acima, obtemos a seguinte relação usada para expressar a resolução de massa.
Um dos draw back para usar um ToF linear é a má resolução de massa.4 Fatores que causam má resolução de massa são mostrados na Figura {3}(PageIndex{3}). Os horários de início e a localização dos íons antes de serem acelerados no tubo de vôo são diferentes e afetam a resolução. Além disso, diferentes energias cinéticas para os íons e orientação inicial dos íons também afetam a resolução da massa e dão maus resultados.
Para corrigir a má resolução de massa, um refletrão é adicionado ao analisador ToF. Um layout de um ToF de refletores é mostrado na Figura \PageIndex (4). Este tipo de ToF é às vezes abreviado como ReTOF.5
Existe potencial aplicado no refletão, no qual reflete íons na direção oposta à do detector.5 Os íons mostrados na Figura {4}(PageIndex{4}) têm distâncias de espaçamento semelhantes antes de chegarem ao refletão e após o refletão os íons ficam mais afastados. A razão para isso é devido à diferença de energia cinética que os íons carregam. Os iões m/z mais pesados têm mais energia cinética do que os iões m/z mais leves antes e depois do reflectrão. Portanto, os íons mais pesados levarão mais tempo para alcançar o detector e os íons mais leves alcançarão o detector mais rapidamente. A diferença de tempo para a trajetória de vôo dos íons é proporcional ao m/z do íon. Um exemplo de maior resolução de massa é mostrado na Figura \PageIndex (5).
