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    團簇離子束 飛行時間二次離子質譜儀

    • 團簇離子束 飛行時間二次離子質譜儀
    團簇離子束 飛行時間二次離子質譜儀

    團簇離子束 飛行時間二次離子質譜儀

      • 飛行時間二次離子質譜
      • TOF-SIMS

    團簇離子束 飛行時間二次離子質譜儀

    全球最先進的動態TOF-SIMS系統,它使用直流主束和革命性的飛行時間分析儀,創建了成像質譜的新范式。直流一次離子束的使用允許快速成像和連續數據采集(即沒有單獨的蝕刻周期),同時提供高空間和質量分辨率。

     

    獨有的特點:

    離子束帶來高分子量分析和高空間分辨率

    四種離子束可選擇

    用氣體團簇離子束SIMS,可以分析高達3000Da的分子量

    無“僅蝕刻”循環的深度剖面。

    快速、連續采集

    冷樣品處理

    氣敏和冷凍樣品,可配置手套箱

    高級數據查看功能

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    可以配備一系列用于分析的離子束,包括40kV C60、40kV70kV氣體團簇離子束和25kV金離子束,使其成為廣泛材料分析的理想解決方案。團簇離子束使有機物的分析不需要碎裂,顯示出高達3000Da的分子量,具有良好的靈敏度。

    分析儀是一個雙聚焦組合,由一個成形的場聚束器和一個非線性反射管組成,提供低于5ppm的質量精度和MS-MS操作。獨特特性使其成為粗糙表面樣品分析的理想選擇,在高度變化數百微米的樣品中保持一致的質量校準和質量精度。

    通過冷樣品處理、便于分析冷凍水化或凍干樣品的原位冷凍破裂系統和處理空氣敏感樣品的手套箱,為您提供了比以往任何時候都更多的樣品分析工具。

     

    我們系統是SIMS儀器中的一個新概念,其設計主要是為了在一系列樣品上使用不同類型的離子束進行分析。通過將質量分析與主離子束在樣品上的作用分離,避免了質量和空間分辨率以及采集速率之間的權衡。

     

    操作時不需要一次離子束的快速脈沖來執行TOF-SIMS。相反,它使用一個獨特的雙聚焦飛行時間質量分析儀,由一個成形的場聚束器和一個非線性反射管組成。聚束器從碰撞冷卻的二次離子中提取一部分,并對其進行壓縮以形成時間焦點。在聚束器之后放置一個非線性反射管,以提供第二個飛行時間段。與傳統的TOF相比,這種設計有許多好處——由于質譜儀與主束和樣品完全分離,質量分辨率和質量精度都與主束或樣品類型無關——使您在所有樣品和主束類型上都具有一致的性能。

     

    不依賴于一次離子束的快速脈沖提供時間參考,因此儀器上的任何束都可以用于分析,而不會影響性能。此外,每束光可以在其最佳直流光斑尺寸下使用,因此質量分辨率和空間分辨率之間都是最優化的。

    腔室上最多可包括3種離子束。選擇包括金,C60,氣體團簇,和等離子體-每一個適合特定的樣品類型或實驗,如下所示。

    離子束

    能量

    束斑大小


    25kV

    <150nm

    最高的空間分辨率,導致明顯的碎片。是硬質材料的理想選擇。

    60 (C60)

    40kV

    <300nm

    在任何材料上均勻濺射,碎裂度低,理想值可達1kDa。

    氣體團簇

    Ar/CO2/H2O

    40kV, 70kV

    <1um

    有機物的高濺射率,任何束流的最低碎片,是生物成像的理想選擇。

    雙等離子體發射源 (Ar/O2/N2/Cs)

    30kV

    <300nm

    高亮度光源,是無機材料的理想選擇。氧束提高正離子產率,Cs提高負離子產率。

     

    質量校準和精度

    質量校準和質量精度僅是質譜儀的一個功能,不受樣品或一次離子束的影響。這意味著樣品高度或充電狀態的變化不會改變校準或質量精度,這與其他TOF儀器不同。這種能力使得對大樣本、高結構樣本和充電樣本的分析更加簡單。

    分析的樣品面積為2200μm x 2200μm

     

    擴展質量范圍

    諸如Bi3+的常規離子束在撞擊時引起表面分子的顯著碎裂,具有可達約500Da的可用質量范圍,并產生復雜的碎片光譜以進行分析。然而,對于許多實驗來說,感興趣的物種遠遠不止于此。像C60這樣的團簇離子束和大的氣體團簇產生的碎片要少得多,將這個可用的質量范圍擴大到3000Da。由于主離子束束被優化用于成像,將高分辨率成像與高質量分子物種的質譜分析相結合,具有獨特的位置來開發這些團簇離子束的供給特性。

     

    高質量成像SIMS

    在該 SIMS中,成像模式和分析模式之間沒有區別——離子束總是為成像而優化,并且每個獲得的像素都包含一個完整的光譜。主要變量是主離子束的選擇,它最終決定了橫向分辨力的極限和實驗的可觀測質量范圍。

    利用GCIB-SM,我們將氣體團簇離子束的橫向分辨能力擴展到1μm,使脂類、神經節苷脂和許多其他代謝重要分子的空間分辨力比以往任何時候都要高!

     

    深度剖面

    SIMS非常適合于樣品的深度剖面分析。使用直流離子束進行分析的一個重要方面是,不需要將蝕刻離子束與分析離子束交錯。為了能夠在合理的時間尺度上生成3D圖像,并去除受損的亞表面層,傳統的TOF實驗使用了交錯成像和蝕刻循環,這些循環浪費了寶貴的樣品。在使用C60+或(CO2n/Arn+等連續分析離子束,分析和低損傷刻蝕是連續和并行的,因此沒有數據丟失,所有材料都被采樣,使我們 SIMS成為一個非常精確的深度剖面分析工具。

     

    分析粗糙表面的樣品

    在我們 SIMS中,質量校準不依賴于樣品高度。由于質量分辨率不受提取區域條件的影響,因此即使在樣品表面成角度的情況下,也會優化提取光學元件以實現高效采集。

     

    MS/MS分析

    有時質量精度和質量分辨率不足以識別特定的感興趣峰。在這種情況下,MS/MS分析可用于選擇感興趣的質量并將其碎裂,從而產生特征質譜。該操作模式直接內置于SIMS雙級分析儀中。通過向接近第一個焦點的飛行管中注入氣體,由定時離子門選擇的穩定分子離子通過碰撞誘導離解(CID)破碎,產生該物種的特征MS/MS。

     

    溫度和大氣控制的多功能樣品處理

    SIMS上的多功能樣品處理系統可以分析多種樣品類型。儀器配備液氮冷卻裝置,以便對揮發性樣品進行分析——冷卻裝置適用于主樣品階段和樣品插入鎖。相反,樣品臺也可以加熱到600 K。

    儀器配有手套箱,用于在干燥氣體下制備和插入空氣/水敏感樣品,并防止冷卻過程中結冰。由于小容量負載鎖定和高泵送速度,樣品插入很快。

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    冷試樣斷裂“捕鼠器”裝置可用于真空和冷卻條件下的試樣斷裂。液體懸浮液的樣品可以夾在金屬鉸鏈的兩個面之間。一旦凍結,組件就可以在冷卻狀態下轉移到真空狀態,一旦在真空狀態下,設備就被觸發打開并呈現兩個干凈、未解凍、斷裂的表面以供分析。


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