El primer Espectrómetro de Masas de Tiempo de Vuelo (TOF) se propuso en 1946, y el diseño se ha refinado e iterado desde entonces. Con un rango de masas ilimitado visible en cada espectro y una alta velocidad de generación espectral, las ventajas de la espectrometría de masas TOF fueron inmediatamente claras. Aunque los instrumentos mejoraron, eventualmente alcanzaron limitaciones físicas que restringieron el poder de resolución. Había que hacer más trabajo.
En 1973, los analizadores TOF dieron un gran paso adelante con la introducción del reflectrón, un espejo de iones electrostático. Los reflectrones proporcionaron un enfoque de energía-tiempo y mejoraron el poder de resolución de varios cientos a varios miles o más. Sin embargo, para aumentar el poder de resolución más allá de los 15 000, la altura de los tubos de vuelo del analizador tuvo que aumentar significativamente.
La siguiente gran iteración en la resolución TOF llegó con reflectrones multirreflectantes. Los espejos de iones pueden hacer rebotar los iones una, dos o tres veces a través de rejillas que definen campos eléctricos antes de que lleguen al detector, lo que aumenta significativamente el tiempo de vuelo. Sin embargo, estas rejillas también causan pérdidas de iones importantes, lo que limita la utilidad de demasiados reflejos.
En 1989, se propuso un espejo electrostático plano sin rejilla. Sin las rejillas, se minimizó la pérdida de iones de los reflejos. Desafortunadamente, este diseño no pudo mitigar la divergencia de las trayectorias de iones en la dirección Z, y todavía hubo una pérdida significativa de iones, lo que resultó en una falta de mejora práctica con respecto a los diseños de reflectrones anteriores.
En 2011, los ingenieros de LECO tomaron ese espejo electrostático plano sin cuadrícula y trabajaron en una serie de lentes electrostáticas de enfoque Einzel. Esto permitió enfocar tanto en la dirección Y como en la dirección Z, minimizando las pérdidas de iones. Con este diseño de trayectoria de vuelo plegada (FFP®) , el poder de resolución de la espectrometría de masas TOF dio un enorme salto hacia adelante, alcanzando fácilmente los 25 000 en un espacio razonable del instrumento. Una reflexión adicional dentro del FFP puede enviar los iones a través de la matriz en otra pasada, duplicando el poder de resolución a 50 000.
Para obtener más información sobre este increíble avance mientras celebramos diez años de TOFMS de alta resolución, consulte el documento técnico.
