Energy-sensitive calorimetric detectors that operate at low temperatures ("cryogenic detectors") have recently been applied for the first time as ion detectors in time-of-flight mass spectrometry. Compared to conventional, ionization-based detectors, which rely on secondary electron formation or the charge created in a semiconductor, cryogenic detectors measure low-energy solid state excitations created by a particle impact. This energy sensitivity of cryogenic detectors results in several potential advantages for TOF-MS. Cryogenic detectors are expected to have near 100% efficiency even for very large, slow-moving molecules, in contrast to microchannel plates whose efficiency drops considerably at large mass. Thus, cryogenic detectors could contribute to extending the mass range accessible by TOF-MS and help improving detection limits. In addition, the energy resolution provided by cryogenic detectors can be used for charge discrimination and studies of ion fragmentation, ion-detector interaction, and internal energies of large molecular ions. Cryogenic detectors could therefore prove to be a valuable diagnostic tool in TOF-MS. Here, we give a general introduction to the cryogenic detector types most applicable to TOF-MS including those types already used in several TOF-MS experiments. We review and compare the results of these experiments, discuss practical aspects of operating cryogenic detectors in TOF-MS systems, and describe potential near future improvements of cryogenic detectors for applications in mass spectrometry.

中文翻译：

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能量敏感型低温检测器，用于高质量生物分子质谱。

在低温下运行的能量敏感量热检测器（“低温检测器”）最近首次被用作飞行时间质谱中的离子检测器。与传统的基于电离的探测器相比，后者依赖于二次电子的形成或半导体中产生的电荷，而低温探测器则可测量由粒子撞击产生的低能固态激发。低温检测器的这种能量敏感性导致TOF-MS具有多个潜在优势。与微通道板相比，低温检测器即使对于非常大的，移动缓慢的分子也有望具有接近100％的效率，而微通道板的效率在大质量时会大大降低。因此，低温检测器可以有助于扩展TOF-MS可获得的质量范围，并有助于提高检测限。此外，低温检测器提供的能量分辨率可用于电荷判别和离子碎裂，离子-检测器相互作用以及大分子离子的内部能量的研究。因此，低温检测器可能被证明是TOF-MS中有价值的诊断工具。在这里，我们对最适用于TOF-MS的低温检测器类型进行了一般性介绍，包括已经在多个TOF-MS实验中使用的那些类型。我们审查和比较这些实验的结果，讨论在TOF-MS系统中运行低温检测器的实际情况，并描述在质谱分析中应用的低温检测器的近期改进。离子与检测器的相互作用以及大分子离子的内部能量。因此，低温检测器可能被证明是TOF-MS中有价值的诊断工具。在这里，我们对最适用于TOF-MS的低温检测器类型进行了一般性介绍，包括已经在多个TOF-MS实验中使用的那些类型。我们审查和比较这些实验的结果，讨论在TOF-MS系统中运行低温检测器的实际情况，并描述在质谱分析中应用的低温检测器的近期改进。离子与检测器的相互作用以及大分子离子的内部能量。因此，低温检测器可能被证明是TOF-MS中有价值的诊断工具。在这里，我们对最适用于TOF-MS的低温检测器类型进行了一般性介绍，包括已经在多个TOF-MS实验中使用的那些类型。我们审查和比较这些实验的结果，讨论在TOF-MS系统中运行低温检测器的实际情况，并描述在质谱分析中应用的低温检测器的近期改进。我们对最适用于TOF-MS的低温检测器类型进行了一般性介绍，包括已经在多个TOF-MS实验中使用的那些类型。我们审查和比较这些实验的结果，讨论在TOF-MS系统中运行低温检测器的实际情况，并描述在质谱分析中应用的低温检测器的近期改进。我们对最适用于TOF-MS的低温检测器类型进行了一般性介绍，包括已经在多个TOF-MS实验中使用的那些类型。我们审查和比较这些实验的结果，讨论在TOF-MS系统中运行低温检测器的实际情况，并描述在质谱分析中应用的低温检测器的近期改进。