TOF-SIMS PHI nanoTOF II Time-of-Flight SIMS

Debido a las limitaciones de TOF-SIMS en cuanto a precisión y resolución de masa, los picos de alta masa a menudo no se identifican en los experimentos tradicionales de TOF-SIMS. El revolucionario MS / MS de imágenes paralelas de PHI elimina esta limitación. En el modo MS / MS, se selecciona un ion precursor de elección (ventana de aceptación nanoisotópica de 1 Dalton de ancho) de la corriente de iones secundarios y se desvía hacia una célula de disociación inducida por colisión (CID) de alta energía, mientras que el resto de los iones secundarios se recogen como usual (datos MS1). En la celda CID, los iones precursores chocan con el gas argón causando fragmentación. Los iones de fragmentos resultantes se separan en masa en un TOF lineal y se cuentan en un segundo detector de conteo de pulsos, produciendo un espectro MS / MS (MS2). Similar a los datos de MS1, se recopila un espectro completo para cada píxel de imagen en el experimento MS / MS. Por lo tanto, los datos de MS / MS y TOF-SIMS tradicionales se recopilan simultáneamente de la misma área analítica en un solo experimento. La velocidad de imagen de los datos MS1 y MS2 se basa en un haz de iones pulsados ​​que funciona a> 8 kHz.

El espectro de fragmentación MS / MS resultante se usa para identificar positivamente la composición del ion precursor mediante la identificación de los iones fragmentados y / o la comparación con bases de datos espectrales de masas. El funcionamiento de TOF-SIMS en el modo MS / MS también puede mejorar la sensibilidad para especies en las que el pico de interés tiene interferencias masivas con otros compuestos. Mediante la detección de un fragmento único de iones que se origina en la especie de interés, el límite de detección se puede mejorar considerablemente.

Parallel imaging of MS¹ and MS² peaks from a sample of heat treated PET, showing that identical areas are analyzed at the two detectors and that the precursor molecule at +m/z 577 (ethylene terephthalate trimer) is localized to the crystals.   Line scans show <200 nm spatial resolution for both modes of imaging.  MS¹ and MS² data are collected in parallel at 8 kHz in less than 15 minutes.

Heat treated PET sample.  Composition assignments for the MS² spec.  trum obtained from CID fragmentation of the +mass 577 precursor ion confirm that the observed crystals are composed of ethylene terephthalate trimer

Automotive polymer sample.   MS/MS image (MS²) of the +m/z 481 precursor ion showing a non-uniform distribution of the species on the sample surface.

MS/MS spectrum (MS²) obtained from CID fragmentation of the +m/z 481 precursor ion.  Identification of the fragment ions indicates that the precursor ion [M+H]⁺ is Tinuvin 770, a polymer additive.

Further confirmation of the identity of the precursor ion is made with a positive match to Tinuvin 770 in a commercially available MS/MS database which is included with tandem MS/MS.  The spectrum in red is the MS² spectrum and the blue spectrum is the acquired reference database spectrum of Tinuvin.