Le premier spectromètre de masse à temps de vol (TOF) a été proposé en 1946, et sa conception a été affinée et réitérée depuis. Avec une plage de masse illimitée visible dans chaque spectre et une vitesse de génération spectrale élevée, les avantages de la spectrométrie de masse TOF étaient évidents. Bien que les instruments se soient améliorés, ils ont finalement atteint des limitations physiques qui réduisaient le pouvoir de résolution. Il fallait aller plus loin.
En 1973, les analyseurs de TOF ont fait un grand pas en avant avec l’introduction du réflectron, un miroir ionique électrostatique. Les réflectrons ont fourni une focalisation temps-énergie et amélioré le pouvoir de résolution de plusieurs centaines à plusieurs milliers ou plus. Cependant, pour augmenter le pouvoir de résolution au-delà de 15 000, la hauteur des tubes de vol de l’analyseur a dû être considérablement augmentée.
L’itération majeure suivante de la résolution TOF a été liée aux réflectrons multi-réfléchissants. Les miroirs ioniques peuvent faire rebondir les ions une, deux ou trois fois à travers des grilles définissant des champs électriques avant qu’ils n’arrivent au détecteur, augmentant significativement le temps de vol. Cependant, ces grilles provoquent également des pertes ioniques importantes, limitant l’utilité de trop nombreuses réflexions.
En 1989, un miroir électrostatique planaire sans grille a été proposé. Sans les grilles, la perte d’ions des réflexions était minimisée. Malheureusement, cette conception n’a pas pu atténuer la divergence des trajectoires ioniques dans la direction Z, et il y avait encore une perte significative d’ions, entraînant un défaut d’amélioration pratique par rapport aux conceptions de réflectron précédentes.
En 2011, les ingénieurs de LECO ont pris ce miroir électrostatique planaire sans grille et ont travaillé sur un réseau de lentilles électrostatiques de focalisation Einzel. Cela a permis une focalisation à la fois dans la direction Y et dans la direction Z, minimisant les pertes ioniques. Avec cette conception de Folded Flight Path (FFP®), le pouvoir de résolution pour la spectrométrie de masse TOF a fait un énorme bond en avant, atteignant facilement 25 000 dans un encombrement de l’instrument limité. Une réflexion supplémentaire dans le FFP peut envoyer les ions à travers le réseau via un autre passage, doublant le pouvoir de résolution à 50 000.
