Краткая история масс-спектрометрии

Cовременный масс-спектрометр базируется на основополагающей работе, сделанной сэ-ром Дж. Дж. Томсоном в Кэвендишевской лаборатории Кембриджского университета. Ис-следования Томсона, приведшие к открытию электрона в 1897 году, также привели к со-зданию первого масс-спектрометра, построенного им для изучения влияния электрическо-го и магнитного полей на ионы, генерируемые в остаточном газе на катоде рентгеновской трубки. Томсон обратил внимание, что эти ионы движутся по параболическим траектори-ям, пропорциональным отношениям их массы к заряду. В 1906 году Томсон получил Но-белевскую премию по физике за "Выдающиеся заслуги в теоретическом и эксперимен-тальном изучении электропроводимости газов".

(Все лауреаты, получившие Нобелевские премии за работы в области масс-спектрометрии представлены на странице http://ionsource.com/links/ms_links.htm#History).

Период с 1930-ых по начало 1970-ых годов отмечен выдающимися достижениями в об-сласти масс-спектрометрии. К концу Первой мировой войны работы Френсиса Астона и Артура Демпстера привели к значительному улучшению точности и воспроизводимости измерений на масс-спектрометрах. Позднее Альфред Нир воплотил эти достижения вме-сте со значительным продвижением в вакуумной технике и электронике в конструкцию масс-спектрометра, значительно сократив его размеры. Нир и Джонсон впервые построи-ли масс-спектрометр с двойной фокусировкой. Еще раньше, в 1946 году, Уильям Стивенс 3

предложил концепцию время-пролетных анализаторов, способных разделять ионы путем измерения скоростей их движения по прямому пути к коллектору. В середине 1950-ых го-дов Вольфганг Пол разработал квадрупольный масс-анализатор. Этот анализатор спосо-бен разделять ионы с помощью осцилирующего электрического поля. Другой инновацион-ной разработкой Пола было создание квадрупольной ионной ловушки, специально пред-назначенной для захвата и измерения масс ионов. Первая ионная ловушка стала коммер-чески доступной в 1983 (патент Finnigan). Сегодня квадруполи и квадрупольные ионные ловушки являются наиболее распространенными масс-анализаторами в мире и за свои инновационные работы Вольфганг Пол получил в 1989 году Нобелевскую премию по фи-зике. В 1950-е годы впервые были соединены газовый хроматограф и масс-спектрометр (Голке, Маклаферти и Рихаге). Затем появились новые методы ионизации - бомбардиров-ка быстрыми атомами (Барбер), химическая ионизация (Тальрозе, Филд, Мансон), поле-вая десорбция/ионизация (Беки), лазерная десорбция/ионизация, ассистируемая матри-цей - MALDI (Танака, Карас, Хилленкампф) ионизация в электроспрее - ESI (Доул, Фенн), ионизация в инуктивно-связанной плазме (Фассел). Были разработаны новые приборы для новых применений - масс-спектрометры ионно-циклотронного резонанса (Хиппл) и, затем, с Фурье-преобразованием сигнала (Комиссаров, Маршалл), тройные квадруполь-ные тандемные масс-спектрометры (Йоуст, Энке).