Уникальное преимущество времяпролётного масс-спектрометра – скорость, с которой записывается спектр исследуемого вещества.
Полный масс-спектр регистрируется за несколько микросекунд. Таким образом, можно изучать, как меняются относительные интенсивности различных ионов при быстрых изменениях молекулярных взаимодействий в источнике.
Можно, например, определять потенциалы появления и быстро определять радикалы путем измерения спектров в зависимости от легко контролируемой энергии, формирующей ионы электронного пучка. Для этого важна не только скорость отклика, но и существование бесполевого пространства в источнике ионов во время ионизации.
Вторая особенность времяпролётных масс-спектрометров заключается в том, что можно записывать весь масс-спектр в течение каждого ускоряющего импульса.
Например, масс-спектрометр МС-500 регистрирует до 10000 спектров в секунду. Это позволяет точно измерять относительные интенсивности ионов, даже если условия в источнике меняются непредсказуемо, конечно, при условии, что изменения оказывают одинаковое влияние на все массы.
В случае масс-спектрометров другого типа требуются достаточно серьезные ухищрения, чтобы исключать изменения в источнике. Времяпролётные масс-спектрометры используется для точного определения массовых соотношений, поскольку измерения проводятся для каждого ускоряющего импульса и обладают практически неограниченным диапазоном измеряемых масс и отсутствием дискриминации по массам.
Третье важное преимущество времяпролётных масс-спектрометров состоит в том, что их точность больше зависит от электрических цепей, нежели от точности механического изготовления и от получения высокооднородных и стабильных магнитных полей.
Отсутствие зависимости от строгих геометрических параметров упрощает конструкцию. Отсутствие необходимости в магнитном поле снимает ограничения по минимизации размеров и строгом соблюдении формы электродов, потенциалы на которых, становятся чувствительны к случайным электрическим полям, вызываемыми загрязнениями или корродированием.
Несмотря на то, что во времяпролётных масс-спектрометрах процесс формирования ионов непродолжителен, обычно не более 0,25 -0,5 микросекунды, ионные токи по интенсивности, не ниже чем те, которые получаются с помощью обычного магнитно-отклоняющегося масс-спектрометра.
Обычный масс-спектрометр, работающий с быстрой сканирующей системой, обычно регистрирует один пик за заданное время. Пучки ионов других масс адсорбируются на стенках и теряются. В случае времяпролётного масс-спектрометра, записываются пики масс всех сформированных ионов и теряются только те случайные ионы, которые возникают в источнике под теми углами, под которыми они не попадают в детектор.
Например, обычный масс-спектрометр, сканирующий от 1-й до 100-й массы за десять микросекунд, может показать массовые пики, которые формируются за среднее время лишь в 0.1 микросекунду на пик. Времяпролётный масс-спектрометр, который показывает полный масс-спектр за 10 микросекунд, может содержать 1000 и более ионов, которые формируются за период не более 0,5 микросекунды, поскольку за это время в области ионизации теряется небольшое количество ионов.
Еще один важный фактор — это отсутствие узких зазоров, как в ионном источнике, так и в детекторе времяпролётного масс-спектрометра, что допускает существенно больший размер ионного пучка, чем в обычном масс-спектрометре, что, в свою очередь, дает возможность более эффективно использовать ионизирующие электроны пучка при получении ионов исследуемого вещества.
Таким образом, количество информации о масс-спектре времяпролётного масс-спектрометра, которую можно получить в единицу времени, выше той, которую можно получить на масс-спектрометре другого типа.
