四極濾質器英文解釋翻譯、四極濾質器的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 quadrupole mass filter

分詞翻譯：

四極的英語翻譯：

【化】 quadrupole

濾質的英語翻譯：

【化】 filter(ing) medium

器的英語翻譯：

implement; organ; utensil; ware
【醫】 apparatus; appliance; crgan; device; organa; organon; organum; vessel

專業解析

四極濾質器（Quadrupole Mass Filter）

漢英術語對照

中文：四極濾質器
英文：Quadrupole Mass Filter
定義

四極濾質器是質譜儀的核心部件，通過交變電場篩選特定質荷比（m/z）的離子。其由四根平行對稱的圓柱形或雙曲面電極構成，通過施加直流電壓（DC）與射頻電壓（RF）形成動态電場，僅允許特定 m/z 的離子穩定通過，其餘離子因軌迹失穩被濾除。

工作原理

電場動力學
四極杆間疊加的DC與RF電壓形成高頻振蕩電場。離子進入電場後，其運動軌迹由馬蒂厄方程（Mathieu equation）描述：

$$ frac{du}{dxi} + (a_u - 2q_u cos 2xi)u = 0

$$

其中 a 和 q 為穩定性參數，與電壓及離子 m/z 相關。僅滿足 a-q 穩定區的離子能通過濾質器。
質量篩選機制
調節DC/RF電壓比例可改變穩定區範圍，實現掃描不同 m/z 離子。例如：
- 固定 RF/DC 比值時，僅特定 m/z 離子軌迹穩定；
- 掃描電壓可實現全譜分析。

核心結構

組件	功能描述
四根電極	平行對稱排列，截面呈雙曲面或圓柱形
RF發生器	施加高頻振蕩電壓（通常1–3 MHz）
DC電源	提供直流偏壓，與RF疊加形成複合電場
真空腔體	維持高真空環境（≤10⁻⁵ Torr），減少離子碰撞

應用領域

質譜分析：氣相色譜-質譜聯用（GC-MS）、液相色譜-質譜聯用（LC-MS）中用于高精度質量篩選。
空間探測：航天器攜帶的小型質譜儀，如火星探測器中的大氣成分分析。
工業過程監控：實時檢測半導體制造中的痕量氣體雜質。

權威參考文獻

Springer教材：《質譜原理》（Principles of Mass Spectrometry），詳述四極濾質器數學模型。
IEEE期刊：Journal of Mass Spectrometry，讨論電極幾何形狀對分辨率的影響。
NASA技術報告：火星車質譜儀設計中的四極杆優化方案。

網絡擴展解釋

四極濾質器（Quadrupole Mass Filter）是一種基于電場動态篩選離子的質量分析裝置，廣泛應用于質譜儀中。以下從結構、原理、特點和應用四個方面進行詳細解釋：

1.結構與電場配置

四極濾質器由四根平行排列的圓柱形或雙曲面金屬極杆組成，相對的兩極杆分别連接兩組電極。兩組電極上施加數值相等、極性相反的直流電壓（$U{dc}$）和高頻射頻交流電壓（$V{rf}cos(omega t)$），形成雙曲線形交變電場。

2.工作原理

離子從離子源進入四極場後，其運動軌迹由馬蒂厄方程描述，受電場力的動态調控： $$ frac{dx}{dxi} + (a - 2qcos2xi)x = 0 frac{dy}{dxi} - (a - 2qcos2xi)y = 0 $$ 其中，$a = frac{8eU}{momegar_0}$，$q = frac{4eV}{momegar_0}$，$r_0$為場半徑。隻有特定質荷比（$m/z$）的離子能在電場中保持穩定軌迹通過極杆區域，其餘離子因振幅過大撞擊極杆被過濾。通過調節$U$和$V$的比值，可實現質量掃描。

3.核心特點

體積小、掃描快：無磁鐵設計使其結構緊湊，適合與色譜聯用（如GC-MS、LC-MS）。
高靈敏度：離子流通量大，適用于痕量分析。
局限性：質量範圍較窄（通常<4000 Da），分辨率較低，存在質量歧視效應。

4.主要應用

生物分析：在蛋白質組學、代謝組學中用于複雜樣品的快速檢測。
殘餘氣體分析：檢測高真空系統中的氣體成分及分壓。
環境監測：與色譜聯用，分析污染物成分。

公式補充（質量篩選條件）

穩定通過的離子需滿足： $$ frac{U}{V} = frac{a}{2q} = text{常數} $$ 通過線性調節$U$和$V$，實現不同$m/z$離子的依次通過。