质谱仪用关键器件_滨松光子学商贸(中国)有限公司

质谱仪用关键器件

周旭升（zxs@hamamatsu.com.cn）

滨松为各种类型的质谱仪提供离子探测器和光电离源。离子探测器包括各种微通道板（MCP）组件以及电子倍增器（EM）。滨松还有许多产品同样适用于质谱应用，例如氘灯，作为离子化光源，适用于采用软电离技术的质谱仪。我们能提供大量标准产品供您选择，并且还可根据您的需求进行产品定制。

滨松拥有完善的内部设计研发团队和生产制造工厂，可以根据您的需求设计、生产出定制化的离子探测器，如更改标准品的规格，或进行全新定制等。我们的定制化范围举例如下：

• 修改标准产品规格。例如，滨松可以更改标准MCP组件或EM的大小、形状、增益和其它参数。

• 添加特殊功能。例如，滨松可以在您选择标准MCP组件中标准MCP裸片替换为更高探测效率的特种MCP裸片。我们可以提供具有模拟和数字双模输出的EM，保证更宽的动态范围，或者提供带有可拆卸零件的EM。

• 研发完全符合客户需求的离子探测器。我们可以根据您对一些特定参数，如线性范围、增益、尺寸、寿命等的需求来全新定制离子探测器。

一旦您选择滨松的产品，我们将为您提供最专业的设计，最高品质的产品，以及有关使用真空探测器（例如光电倍增管）的丰富经验。请与我们联系，开启您的定制化产品路线。

微通道板

什么是微通道板？

产品的特点及优势

产品线

什么是微通道板？

微通道板（MCP）是一种用于探测真空中离子，并将探测到的信号进行放大的传感器。MCP由大量中空的毛细管（微通道）二维排列后，切成极薄的片状结构。微通道的内壁经过处理，具备了一定的电导率，使得离子轰击时能够产生二次电子。使用时在MCP两端加上电压，在微通道内部形成电场，粒子轰击产生的二次电子会被电场加速，再次轰击微通道内部产生更多的二次电子。这个过程在同一微通道中重复多次，最终在出口端输出大量的电子（称为倍增电子）——达到了信号增益的目的。

一个或多个MCP均可与其他零件进行组合使用，我们可以提供模块产品，对应各种信号读出方式与要求。MCP组件具有可拆卸和不可拆卸两种结构。可拆卸结构（见下图）可以更换MCP裸片和读出器件，不可拆卸结构的MCP组件则是有永久封装的。滨松质谱仪中的MCP组件大多都是可拆卸结构。

MCP性能及优势

MCP 特点	特点	仪器优势	备注
三级结构	窄脉冲宽度，小于1 ns	高质量分辨率	在所有三极型MCP组件类型产品都具有此特点。
耐用型MCP	抗变形和裂缝	易于维护高质量分辨率（时间抖动小）	在三极型和紧凑型组件中都具有此特点。其它类型可定制。
低电阻值材料	MCP电阻值更低	宽线性范围	某些类型产品的有此特点。其他类型产品可定制。
漏斗形MCP	大开率（OAR）	检出限提升	出厂选项

三级结构

具有三极管结构的MCP组件主要由MCP、阳极和MCP与阳极之间的栅网组成。网和阳极具有相同的电位，这种结构使MCP组件响应速度快，质量分辨率高。滨松三极型MCP组件的响应速度非常快，其脉冲半高宽（FWHM）典型值通常为450 ps或700 ps 。

耐用型MCP

传统MCP会吸收水分，因此随着时间的推移很容易变形或裂缝。为了解决这个问题，滨松研发出高性能MCP，可以长时间保持表面平整，不易因吸收水分造成变形或破裂。此款MCP具有两大优势：时间抖动小、仪器维护方便。

滨松耐用型MCP的长时间表面平整性，可以使TOF测量具有非常小的时间抖动，所以无论离子在何处击中MCP，相同类型离子（质荷比）的TOF值都非常相似。如果使用已经弯曲变形的MCP来进行TOF测量，时间抖动会非常大，所以即使是相同类型的离子，其TOF值也会出现很大差异。

*形变造成的MCP时间抖动对比图

滨松高性能MCP还可以让质谱仪客服工程师高枕无忧。当质谱仪中的MCP需要换新时，质谱仪客服工程师可以直接替换备用MCP，无需再对MCP进行检测，因为滨松可以保证，我们的MCP在按照要求长时间保存之后，依然可以保证良好的工作状态。

*在25℃，45%湿度条件下，MCP的形变量对比

耐用型MCP是三极型MCP组件和紧凑型MCP组件的标准配置。对于其他类型的组件来说，耐用型MCP可以通过定制来实现。

低电阻率材料

MCP输出线性范围受MCP自身的体电流的限制。为了突破这种限制，扩大线性范围，滨松采用低电阻率材料制造MCP，从而增加体电流强度。滨松只有部分标准产品采用低电阻率材料，如果这些标准品满足您要求，滨松可以根据您的需求进行全新定制，竭尽所能满足您的需求。

*宽动态范围MCP电流输出与标准MCP电流输出对比

漏斗形MCP

滨松标准MCP具有60％的开口率（OAR），但我们也可以提供输入端OAR为90％的漏斗形MCP。OAR的增加可以提高探测效率：漏斗形MCP的漏斗形开口可以接收更多离子进入，从而有效地增强输入信号。特别是当探测微量离子时，本设计可有效增强信号。滨松可以根据客户需求，用漏斗形MCP替代标准MCP。

产品线

标准型号MCP

	三极型MCP组件（快速TOF探测器）产品型号： F9890-31 F9890-32 F9892-31 F9892-32	• 脉冲宽度窄（450-700 ps），时间抖动小，质量分辨率高； • 因耐用型MCP，MCP组件的时间抖动小、易于维护； • 浮动电压工作模式，检测正负离子； • 可定制； • 可拆卸（MCP可替换）。
	紧凑型MCP组件产品型号： F12334-11 F12395-11 F12396-11	• 紧凑的外形和尺寸，方便集成到较小的仪器中; • 易于安装和更换，只需要2个连接线（高压电源和信号输出）； • 时间抖动小、易于维护； • 检测正离子； • 可定制。
	通用型MCP组件点击查看所有产品>>	• 提供各种配置（尺寸，形状，MCP片数，读出接口）； • 3种输出类型可供选择：单阳极，多阳极和荧光屏； • 多阳极输出测量信号量和位置分布； • 荧光屏显示离子到达的分布； • 可定制； • 一些标准品为可拆卸式（MCP片可以更换）而另一些不可拆卸。
	MCP 点击查看所有产品>>	• 仅为裸片（不是组件）； • 圆形或者矩形； • 各种尺寸均可提供； • 可定制。

产品定制

滨松拥有优秀的全流程设计团队和量产能力，可以根据您的需求设计生产和定制离子探测器，比如根据您的需求更改标准品的规格，或者根据您的需求进行全新定制。

电子倍增器（EM）

什么是电子倍增管？

电子倍增器的特征及优势

产品线

什么电子倍增器？

电子倍增器是一种用于探测真空中离子，并将探测到的信号进行放大的传感器。它主要由入射孔、倍增极构成的电子倍增部分、阳极和分压电阻组成。电子倍增器在真空中工作并引导离子进入第一倍增极，第一倍增极被离子激发之后其表面会发射出二次电子，这些电子通过第二和随后的倍增极级联倍增，最终到达阳极，输出信号。这种倍增方式可以得到很高的增益。电子倍增器有多种倍增极结构，除此上述基本结构之外也会增加其他结构，如法拉第杯或转换打拿极等。

EM性能及优势

EM特点	特点	仪器优势	备注
离轴结构	减少噪音源（例如电离后产生的紫外线和X射线）	微量离子也可测量	离轴结构常见于紧凑型产品和带转换打拿极的产品。其他类型产品可定制。
转换打拿极	1）既可以探测正离子也可以探测负离子。 2）给予重离子足够的加速以进行检测。	1）正离子和负离子都可以通过同一台仪器测量。 2）可以测量重离子（大于1000 m / z）。	在带有转换打拿极的电子倍增器中有此功能。
双模输出	在离子信号较强时采用模拟输出，在离子信号较弱时采用脉冲输出	宽动态范围	可定制
模块化设计	零件可拆卸，例如倍增极部分	易于维护	可定制

离轴结构

在一些质谱仪中，离子源，质量分析器和离子探测器都是呈直线排布。离子源在电离样品的过程中会产生UV光和X射线。在这种直线结构中，这些UV光和X射线通过质量分析器之后会直接进入电子倍增器，这样就会产生噪声信号，这种噪声一般被称为离子源噪声。为了减少这种噪声的产生，滨松采用了离轴结构，在这种离轴结构中，第一个倍增极或转换倍增极设置在稍微偏离输入孔的位置，并且由特殊电极形成的电场透镜仅允许样品离子进入第一个倍增极或转换倍增极。离轴结构是我们的紧凑型电子倍增器和带转换极的电子倍增器的标准特性。我们也可以根据客户需求修改其他类型的电子倍增器使其具有离轴结构。

转换打拿级

转换打拿极的第一个优点是可以用同一个探测器检测正离子和负离子。滨松提供带转换打拿极的EM，它可以根据所施加电压的极性检测正离子或负离子。当向转换打拿极施加负高压（约-10kV）时，可以检测正离子。当向转换打拿极施加正高电压（约+ 10kV）时，可以检测负离子。

转换打拿极第二个优点是它可以探测重离子。当探测具有大质量的离子（例如，聚合物化合物）时，必须用高电位加速离子，以获得足够大的速度，从而在电子倍增器的倍增极中引起二次电子发射。具有转换打拿极的电子倍增器可以为重离子提供足够的速度，增加探测效率。

双模式输出（模拟和脉冲）

滨松可以根据客户需求在电子倍增器中集成模拟输出和脉冲输出的双输出模式。这种双输出模式为电子倍增器提供了非常宽的动态范围，因此它既可以探测少量离子也可以探测大量离子。当离子数量非常小时，滨松使用高增益的脉冲输出（计数模式）。当离子数量非常大时，滨松使用低增益的模拟输出，从而保证测量结果的准确性。

EM产品线

EM 标准产品

	紧凑型EM 产品型号： R8811	• 小型紧凑的外形结构可以让客户在工作中减少质谱设备的尺寸； • 内置法拉第杯，动态范围宽； • 检测正离子。
	具有转换打拿极的EM 产品型号： R6985-80	• 由于离轴结构可以减少噪声源，因此少量离子也可以被检测到； • 检测正离子和负离子； • 检测重离子。
	Thin EM for magnetic sector 产品型号： R4146-10	• 专为扇形磁场质量分析仪而设计； • 由于极薄的外形结构，多个EM可以并排放置； • 检测正离子。
	通用型EM 产品型号： R474 R515 R595 R596 R2362 R5150-10	• 满足客户对各种尺寸，增益和其他功能的需求； • 第一个倍增极的功效等同于法拉第杯可用来来检测大数量离子（R474和R515）； • 宽检测区域（R595，R596，R2362）； • 高增益（R595）； • 帯外壳（R5150-10），操作简便； • 检测正离子。

产品定制

光电离源

传统的电离方法如CI（化学电离），EI（电子轰击）和FAB（快速原子轰击）都是使用高电离能进行电离，一般称之为硬电离方式。这种电离方式在电离的过程中会产生许多低质荷比（m / z）的分子碎片。这些碎片在质谱中是无用的，因为它们变成了新的噪声源从而使分析物识别更加困难。

相比较传统的硬电离方式，利用紫外光进行电离的过程称为光电离，是一种软电离方法。这种电离方式，在电离的过程中会产生较少低质荷比（m / z）的分子碎片，从而使分析物的识别过程更加高效。光电离需要紫外光源，例如具有氟化镁光窗的氘灯(D2)，此种类型的光源可以产生具有足够能量的紫外光，从而在电离的过程中尽量不产生无用的分子碎片。

氘灯

氘灯是一种UV光源，适合于在真空或标准压力（例如，大气压光电离）下进行软电离。氟化镁光窗的氘灯可以发出115 nm（10.78 eV）至400 nm的紫外光，使生物分子和其他化合物的碎片最小化，从而更容易识别目标分析物或确定特定离子的含量。

氘灯特征

• 可用于软电离（碎片最小化） • 10.78 eV（115 nm）的高能量 • 稳定性高（短期和长期皆可） • 寿命长 • 高亮度 • 易于安装

氘灯（裸灯）

	紧凑型	L13301是一款紧凑型D2灯，易于安装在质谱仪中。 L13301具有10.78 eV的高电离能光子发射和1000小时的寿命（230 nm发射）。详情请与我们联系。
	长寿命型	L7293在230 nm处具有2000小时的超长寿命。L7293光输出比L13301约10倍。点击链接，了解更多详细信息。

完整的光源解决方案（D2灯+电源+外壳）

	外形紧凑	L10706由紧凑型氘灯，电源和带真空法兰的SUS软管组成。 L10706尺寸小巧，使用周期长，在230nm处的寿命为1000小时。点击链接，了解更多信息。
	超长寿命	相比较于紧凑型L10706，L10366在230 nm处时具有更长的使用周期约2000小时，并且光输出高出L10706约10倍。 L10366具有外部控制功能，不需要光轴对准。点击链接，了解更多信息。
	高强度发射	L11798具有高强度发射功能，比L10706的光输出高约20倍。其他特点包括：在230nm处的寿命为1000小时，外部控制和风扇冷却。点击链接，了解更多信息。

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