ВВЕДЕНИЕ. Что такое масс-спектрометрия и зачем она нужна

Что такое масс-спектрометрия и зачем она нужна

к.х.н. М. Токарев

Статья размещена на сайте http://www.chromatec.ru/ с разрешения автора

Содержание

ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................................ 2

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ................................................................. 2

ИОНИЗАЦИЯ......................................................................................................................... 3

МАСС-АНАЛИЗАТОРЫ........................................................................................................ 5

4.1 Двойная фокусировка..................................................................................................... 5

4.2 Квадруполь...................................................................................................................... 6

4.3 Квадрупольная ионная ловушка..................................................................................... 6

4.4 Ионно-циклотронный резонанс...................................................................................... 7

4.5 Время-пролетный анализатор........................................................................................ 8

4.6 Орбитальная ловушка ионов.......................................................................................... 9

ДЕТЕКТОР............................................................................................................................. 9

КАКИЕ БЫВАЮТ МАСС-СПЕКТРОМЕТРЫ........................................................................ 9

ПРИРОДНАЯ И ИСКУССТВЕННАЯ ИЗОТОПИЯ.............................................................. 10

МАСС-СПЕКТРОМЕТРЫ ДЛЯ ИЗОТОПНОГО АНАЛИЗА................................................ 11

ХАРАКТЕРИСТИКИ МАСС-СПЕКТРОМЕТРОВ И МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИХ ДЕТЕКТОРОВ......................................................................................................................... 11

9.1 Скорость сканирования................................................................................................. 11

9.2 Разрешение................................................................................................................... 12

9.3 Динамический диапазон............................................................................................... 13

9.4 Чувствительность.......................................................................................................... 13

10 ЗАЧЕМ НУЖНА МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ..................................................................... 14 2

ВВЕДЕНИЕ

Масс-спектрометрия - это физический метод измерения отношения массы заряженных частиц материи (ионов) к их заряду.

Этот метод, сегодня рутинно используемый в тысячах лабораторий и предприятий мира, имеет в своей основе фундаментальные знания природы вещества и использует осново-полагающие физические принципы явлений. Прежде чем разобраться, зачем и кому нужен этот метод, коротко (насколько это возможно) и упрощенно остановимся на том, как он ре-ализуется.

Естественно, приборы, которые используются в этом методе, называются масс-спектрометры или масс-спектрометрические детекторы. Эти приборы имеют дело с мате-риальным веществом, которое как известно, состоит из мельчайших частиц - молекул и атомов. Масс-спектрометры устанавливают что это за молекулы (то есть, какие атомы их составляют, какова их молеклярная масса, какова структура их расположения) и что это за атомы (то есть их изотопный состав). Существенное отличие масс-спектрометрии от дру-гих аналитических физико-химических методов состоит в том, что оптические, рентгенов-ские и некоторые другие методы детектируют излучение или поглощение энергии молеку-лами или атомами, а масс-спектрометрия имеет дело с самими частицами вещества.

Масс-спектрометрия измеряет их массы, вернее соотношение массы к заряду. Для этого используются законы движения заряженных частиц материи в магнитном или электриче-ском поле. Масс-спектр - это просто рассортировка заряженных частиц по их массам (точ-нее отношениям массы к заряду).

Следовательно, первое, что надо сделать для того, чтобы получить масс-спектр, превра-тить нейтральные молекулы и атомы, составляющие любое органическое или неоргани-ческое вещество, в заряженные частицы - ионы. Этот процесс называется ионизацией и по разному осуществляется для органических и неорганических веществ.

В органических веществах молекулы представляют собой определенные структуры, обра-зованные атомами. Природа и человек создали поистине неисчислимое многообразие ор-ганических соединений. И мы сегодня умеем практически все из них превращать в ионы.