The development of a detection device for simultaneous measurement of energy and impact time, to be used in time-of-flight mass spectrometry, is reported. In this device, two superconducting tunnel junctions are coupled through a passive network. The first junction operates in the quasiparticle regime in order to measure the energy of a molecule impact and to act as a proportional detector. The second one operates in the Josephson regime in order to act as a fast discriminator for the impact time of a molecule impinging on the detector junction. In this way, a very accurate time determination can be achieved limited only by the intrinsic detector response, thus improving the spectrometer mass resolution. To demonstrate the feasibility of this detection scheme in mass . spectrometry, calibration measurements have been carried out using a 55Fe x-ray source to simulate the molecule impact. The experimental results successfully demonstrated simultaneous detection of energy and arrival time in coincidence with photon impacts, with a time resolution limited, in practice, only by the electronics used.

Joesphson device for simultaneous time and energy detection

Esposito E;Ejrnaes M;Pagano S;Cristiano R
2003

Abstract

The development of a detection device for simultaneous measurement of energy and impact time, to be used in time-of-flight mass spectrometry, is reported. In this device, two superconducting tunnel junctions are coupled through a passive network. The first junction operates in the quasiparticle regime in order to measure the energy of a molecule impact and to act as a proportional detector. The second one operates in the Josephson regime in order to act as a fast discriminator for the impact time of a molecule impinging on the detector junction. In this way, a very accurate time determination can be achieved limited only by the intrinsic detector response, thus improving the spectrometer mass resolution. To demonstrate the feasibility of this detection scheme in mass . spectrometry, calibration measurements have been carried out using a 55Fe x-ray source to simulate the molecule impact. The experimental results successfully demonstrated simultaneous detection of energy and arrival time in coincidence with photon impacts, with a time resolution limited, in practice, only by the electronics used.
2003
Istituto di Scienze Applicate e Sistemi Intelligenti "Eduardo Caianiello" - ISASI
82
2109
2111
Superconduttività
dispositivi
rivelatori
mass spectrometer
Josephson
La spettrometria di massa a tempo-di-volo è una delle più importanti metodiche utilizzate in biologia (proteomica e genomica) per l’identificazione di specie molecolari. Nei più recenti studi di proteomica e genomica si pone l’esigenza di identificare macromolecole di massa elevata (m>30.000 Da), come frammenti di DNA o proteine. Tuttavia, i rivelatori utilizzati in spettrometri di massa tradizionali hanno una efficienza che decresce rapidamente all’aumentare della massa molecolare. Per tale motivo è stato proposto di sostituire i rivelatori a ionizzazione con i più nuovi rivelatori a superconduttore, che hanno il vantaggio di non avere limitazioni in efficienza, sebbene la risoluzione di massa (ossia la capacità di distinguere con precisione masse molto simili) sia ancora da migliorare. Il rivelatore a superconduttore oggetto del presente lavoro implementa la risoluzione di massa, mantenendo inalterate le altre prestazioni.
5
info:eu-repo/semantics/article
262
Esposito, E; Ejrnaes, M; Pagano, S; Perez de, Lara; Cristiano, R
01 Contributo su Rivista::01.01 Articolo in rivista
none
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