Kohler, Martin (1993). Aufbau, Eigenschaften und Anwendungen einer Penning-Ionenquelle für die Massenspektrometrie. (Thesis). Universität Bern, Bern

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Abstract

Die Massenspektrometrie wird in vielen Bereichen von Wissenschaft und Technik erfolgreich zur Lösung von analytischen Problemen und zur Gewinnung neuer Erkenntnisse eingesetzt. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit einem der grundlegenden Aspekte der Massenspektrometrie, mit der Erzeugung von Ionen. Erstmals wurde eine auf dem Prinzip der Penning-Zelle basierende Ionenquelle (Penning-Ionenquelle) für die Massenspektrometrie organischer Verbindungen gebaut und mit einem Quadrupol-Massenspektrometer gekoppelt. Die Eigenschaften der Penning-Ionenquelle (Energieverteilung, Empfindlichkeit, Art der Fragmentierung) wurden eingehend untersucht. Wichtigstes Ergebnis ist die Beobachtung, dass organische Verbindungen in der Penning-Ionenquelle bei sehr tiefem Druck direkt im Analysatorraum des Massenspektrometers in Fragmente aus einzelnen oder einigen wenigen Atomen zerlegt werden können ("Atomisierung"). Je nach den gewählten Bedingungen lassen sich so konventionelle Massenspektren oder Spektren mit einer hohen Zahl von Fragmenten mit tiefer Masse gewinnen. Die bisher bekannten Verfahren zur "Atomisierung" von organischen Molekülen sind wesentlich aufwendiger, da sie bei Atmosphärendruck verlaufen und ein Interface zum Transport der Ionen ins Massenspektrometer bedingen. Die Penning-Ionenquelle eignet sich auch für die Erzeugung negativ geladener Ionen. Die Massenspektrometrie negativer Ionen spielt eine wichtige Rolle in der Analytik halogenierter organischer Verbindungen (Pestizide, Dioxine). Mit der Penning-Ionenquelle gemessene Spektren negativer Ionen zeigen intensive Signale der Halogenatome der jeweiligen Verbindung; halogenierte Substanzen lassen sich selektiv und mit hoher Ausbeute ionisieren. Die Penning-Ionenquelle ist vergleichsweise einfach aufgebaut, ausserordentlich robust, wenig störungsanfällig und weist eine mit kommerziell erhältlichen Ionenquellen vergleichbare Empfindlichkeit auf. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurden Wechselwirkungen eines in der Penning-Ionenquelle erzeugten Plasmas (Argon oder Helium) mit injizierten Ionen untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass Ionen mit einer Energie von 10 bis 3'000 eV ein Plasma bei einem Druck von 10-5 mbar ohne nachweisbare Fragmentierung durchqueren können. Dasselbe Experiment wurde auf einem Quistor-Quadrupol-Quistor-Massenspektrometer modelliert. Dazu wurden einfach geladene Argon-Ionen im Quistor ("ion trap") gespeichert und auftretende Wechselwirkungen (Fragmentierung) mit injizierten Ionen untersucht.

Item Type:	Thesis
Dissertation Type:	Cumulative
Date of Defense:	9 December 1993
Subjects:	500 Science > 540 Chemistry
Institute / Center:	08 Faculty of Science
Depositing User:	Hammer Igor
Date Deposited:	11 Feb 2025 07:24
Last Modified:	11 Feb 2025 23:25
URI:	https://boristheses.unibe.ch/id/eprint/5808

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