Квадрупольный масс-спектрометр
Лекция №4. МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ
Масс-спектрометрия является исключительно важной аналитической техникой для идентификации молекул путем измерения отношения их массы к заряду m/z в ионизированном состоянии. Она особенно полезна для обнаружения и анализа макромолекул в следовых количествах менее 1 пг (10-12 г). Принципиальная схема устройства масс-спектрометра включает в себя инжектор (дозатор) проб, ионизатор, анализатор масс и детектор ионов (рис.1). Сначала проба впрыскивается в ионизатор, где молекулы образца ионизируются. Затем ионы образца анализируются и регистрируются. Чтобы предотвратить столкновение с молекулами газа, ионизатор, анализатор масс и детектор ионов обычно работают в вакууме.
Рис. 1. Принципиальная схема масс-спектрометра
Способность масс-спектрометра разделять ионы описывается величиной R, которая называется разрешающей способностью (или разрешением), она определяется как:
где m — масса иона, a 
— разность масс между двумя различимыми пиками. Область значений R обычно находится в интервале между 100 и 500 000.
Принцип работы и типы спектрометров
В соответствии с конструкцией анализатора масс существует пять основных типов масс-спектрометров (МС):
1) секторные магнитные и (или) электрические МС (рис. 2 и 3);
2) квадрупольные МС (рис. 4);
3) МС с ионной ловушкой (рис. 5);
4) времяпролетные МС (рис. 6-9);
5) МС с преобразованием Фурье (рис. 10).
|
|
|
Времяпролетные масс-спектрометры (ВП-МС) обычно менее дорогие, чем другие типы масс-спектрометров. По сравнению с квадрупольными МС и многими секторными МС они обладают тем преимуществом, что регистрируют массы всех ионов без сканирования, что способствует их высокой чувствительности. Однако у ВП-МС меньшая разрешающая способность и меньший интервал регистрируемых масс, чем у масс-спектрометров с преобразованием Фурье (МС-ПФ).
Секторный масс-спектрометр
Рис. 2. Одиночный магнитный или электрический сектор масс-спектрометра с одноканальным (а) и многоканальным (б) детектором. Ионы, покидающие источник ионов, ускоряются и проходят через сектор, в котором магнитное или электрическое поле прикладывается перпендикулярно к направлению их движения. Поле изгибает траекторию полета ионов и принуждает ионы с различным отношением m/z разлетаться веером. В сканирующем анализаторе масс (а) изменяют силу электрического или магнитного поля, при этом каждый раз регистрируется только одна масса. В несканирующем анализаторе (б) все массы регистрируются одновременно (в определенном диапазоне масс) с помощью многоканального детектора.
|
|
|
Рис. 3. Настольный односекторный масс-спектрометр (GCmatell от JEOL Ltd., Токио; 1974). Схема ионной оптики с высоко эффективной трансмиссией.
Квадрупольный масс-спектрометр
Рис. 4. Квадрупольный масс-спектрометр. Пучок ионов с помощью электрического поля разгоняется до высокой скорости и проходит сквозь квадрупольный анализатор масс, состоящий из четырех металлических стержней. К этим стержням прилагается напряжение постоянного или переменного тока таким образом, что в каждый момент времени сквозь анализатор пролетают ионы только с одним соотношением массы к заряду - m/z. Чтобы просканировать различные m/z, напряжение тока варьируют.
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 850; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!