ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.08.2024
Просмотров: 50
Скачиваний: 0
Принцип масс-спектрометрии
1)ввод пробы
2)ионизация
3)формирование моноэнергетического
ионного пучка
4)разделение ионов по отношению m/z
5)регистрация ионных фракций на детекторе с получением
масс-спектра
Масс-спектрометр – вакуумный прибор
Блок-схема
Pump!
Pump! Pump!
При недостаточном вакууме ионный пучок существовать не может. Ионы рассеиваются на молекулах остаточных газов.
Длина свободного пробега l≈kT/pσ.
Что происходит до масс-анализатора?
Eэл=qU; q=ez , гдеEэл – энергия работы электростатических сил, q – заряд иона, e – элементарный заряд, z – число элементарных зарядов у иона; U=const Eэл=const
Eкин=Eэл; mV2/2=ezU , гдеEкин – кинетическая энергия иона,
V – скорость иона; U=const Eкин=const
(формируется моноэнергетический пучок ионов)
Аппаратура
Устройства для создания вакуума
Вакуумные
насосы
250 м3/ч |
250 м3/ч |
10-9 атм |
10-9 атм |
12-30 м3/ч, 10-6 атм
250 м3/ч, 10-13 атм
Интерфейс пользователя
Масс-анализаторы
Магнитный сектор B
Времяпролетный TOF (time-of-flight)
Линейный квадруполь Q (quadrupole)
Квадрупольная ионная ловушка QIT (ion trap)
Ион-циклотронного резонанса ICR, FT-ICR
Движение зарядов в магнитном поле
FL=q[V×B]
Магнитный масс-анализатор (B)
1. |
F =qVB (V B) |
m |
= er |
2 |
B |
2 |
2. |
FcL=mV2/r |
|
|
|||
3. |
FL=Fc; |
z |
2U |
|
||
Демпстер (сектор 180°)
Двойная фокусировка
Обратная геометрия Нира-Джонсона
GС-MS с магнитным анализатором
Двойная фокусировка
Ионный источник EI/CI типа Нира
Ионнооптические устройства
Аналоги собирающих и рассеивающих линз
Времяпролетный масс-анализатор (TOF)
1.Eкин = mV2/2
2.Eэл = ezU
3.Eкин=Еэл
4.t = s/V
|
|
|
|
t = s |
m |
|
|
2ezU |
|
||
s
TOF – линейный режим и рефлектрон
Б.А.Мамырин
Масс-спектры TOF
C60
инсулин
Влияние остаточного вакуума на масс-спектр
(MALDI-TOF, PEG-400)
TOF-рефлектор с ортогональным вводом
А.Ф.Додонов
Схема газового хроматомасс-спектрометра (GC-MS)
Leco Pegasus III с EI и TOF
Времяпролетный анализатор (TOF)
-имеет более высокую чувствительность по сравнению со сканирующими приборами;
-имеет очень высокую скорость записи спектра (несколько сот спектров в секунду);
-имеет практически неограниченный диапазон масс;
-имеет разрешающую способность более 10000;
-может работать с самыми разнообразными источниками ионов;
-является идеальным вторым анализатором для работы в режиме тандемной масс-спектрометрии;
-относительно небольшие размеры.
Квадрупольный масс-анализатор
+(U+Vcos(wt))
Rf/DC Voltage
Противоположные стержни электрически соединены и находятся под напряжением, складывающимся из компоненты постоянного тока U и радиочастотной компоненты V0cosωt. Вторая пара стержней имеет равную по величине, но противоположную по знаку компоненту, постоянного тока, а фаза радиочастотной компоненты сдвинута на 180о.
Принцип работы квадруполя
При каждой комбинации RF/DC потенциалов через
квадруполь проходят только ионы с определённым m/z (резонансные ионы)
Теория квадрупольного анализатора
Уравнения движения (уравнения Матье):