Чувствительность

Это одна из важнейших характеристик масс-спектрометров. Чувствительность это вели-чина, показывающая какое количество вещества нужно ввести в масс-спектрометр для того, чтобы его можно было детектировать. Для простоты будем рассматривать связан-ный с чувствительностью параметр - минимальное определяемое количество вещества, или порог обнаружения. Типичная величина порога обнаружения хорошего хромато-масс-спектрометра, используемого для анализа органических соединений, составляет 1 пико-грамм при вводе 1 микролитра жидкости. Давайте представим себе что это такое. Если мы наберем специальным шприцом 1 микролитр жидкости (одна миллионная доля литра) и выпустим ее на листок чистой белой бумаги, то при ее рассмотрении в лупу мы увидим пятнышко, равное по размерам следу от укола тонкой иглой. Теперь представим себе, что мы бросили 1 грамм вещества (например, одну таблетку аспирина) в 1000 тонн воды (например, бассейн длиной 50 метров, шириной 10 метров и глубиной 2 метра). Тщатель-но перемешаем воду в бассейне, наберем шприцом 1 микролитр этой воды и заколем в хромато-масс-спектрометр. В результате анализа мы получим масс-спектр, который мы сможем сравнить с библиотечным спектром и методом отпечатков пальцев убедиться в том, что это действительно ацетилсалициловая кислота, иначе называемая аспирином. 14

Пределы обнаружения неорганических веществ, например, методом ICP/MS (FINNIGAN ELEMENT2) еще более впечатляющие. Здесь бассейн уже будет маловат для приготов-ления раствора с концентрацией, соответствующей пределу обнаружения. Предел обна-ружения для FINNIGAN ELEMENT2 по ряду металлов составляет 1 ppq (одна доля на квадриллион). Это значит, что чувствительности прибора достаточна, чтобы детектиро-вать 1 килограмм металла (например, ртути, свинца и т.д.) растворенного в озере Байкал (при условии его перемешивания и полного растворения)!

В масс-спектрометрии изотопов, например, достаточно 800 - 1000 молекул диоксида угле-рода (СО2, углекислый газ) чтобы получить сигнал углерода. Для того, чтобы продемон-стрировать, с какими точностями и изотопными чувствительностями имеет дело изотоп-ная масс-спектрометрия, прибегнем к следующей аллегории. Предположим на одну тыся-чу совершенно одинаковых яблок, каждое из которых весит 100 грамм, приходится 11 яб-лок, весящих на 8 % больше, то есть 108 грамм. Все эти яблоки собраны в одном мешке. Этот пример соотвествует соотношению изотопов углерода в природе - на 1000 атомов 12С приходится 11 атомов 13С. Изотопная масс-спектрометрия измеряет соотношения, то есть она способна различить не просто эти 11 яблок, а найти среди многих мешков те, в которых из 1000 стограммовых яблок не 11 стовосьми граммовых, а 10 или 12. Этот при-мер очень легок для изотопной масс-спектрометрии, на самом деле такие приборы как FINNIGAN DELTA Plus ADVANTAGE, DELTA Plus XP и FINNIGAN МАТ253 способны опре-делить разницу в один изотоп (одно стовосьмиграммовое яблоко) среди десяти миллио-нов атомов (десяти миллионов яблок).

Важнейшая характеристика при анализе органических соединений - это чувствительность. Для того, чтобы достигнуть как можно большей чувствительности при улучшении отноше-ния сигнала к шуму прибегают к детектированию по отдельным выбранным ионам. Выиг-рыш в чувствительности и селективности при этом колоссальный, но при использовании приборов низкого разрешения приходится приносить в жертву другой важный параметр - достоверность. Ведь если Вы записывали только один пик из всего характеристического масс-спектра, Вам понадобится еще много поработать, чтобы доказать, что этот пик соот-вествует именно тому компоненту, который Вас интересует. Как же разрешить эту про-блему? Использовать высокое разрешение на приборах с двойной фокусировкой, где можно добиться высокого уровня достоверности не жертвуя чувствительностью. Или ис-пользовать тандемную масс-спектрометрию, когда каждый пик, соответствующий одиноч-ному иону можно подтвердить масс-спектром дочерних ионов. Итак, абсолютным рекорд-сменом по чувствительности является органический хромато-масс-спектрометр высокого разрешения с двойной фокусировкой. Так, например, паспортная характеристика FINNI-GAN MAT 95 XP гласит, что 2,3,7,8-тетрахлоро-п-дибензодиоксин, введенный через хро-матографическую колонку в количестве 10 фемтограмм даст пик, характеризующийся от-ношением сигнал/шум = 40: 1. Не достижимый ни на каком другом приборе результат!

По характеристике сочетания чувствительности с достоверностью определения компо-нентов следом за приборами высокого разрешения идут ионные ловушки. Классические квадрупольные приборы нового поколения (FINNIGAN TRACE DSQ) имеют улучшенные характеристики благодаря ряду инноваций, примененных в них, например, использованию искривленного квадрупольного префильтра, предотвращающего попадание нейтральных частиц на детектор и, следовательно, снижению шума.

Date: 2015-10-22; view: 409; Нарушение авторских прав