ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Система введения анализируемого вещества в ионный источник из "Масс-спектрометрия в органической химии" Естественно, имеются способы, которые лищь условно могут быть отнесены к указанным основным типам, например, способы с использованием поверхностной ионизации или капиллярной системы ввода веществ [62]. [c.37] При исследовании органических соединений создание газовой фазы в большинстве случаев осуществляется в системе напуска масс-спектрометра, соединяющейся при помощи какого-либо на-текателя с ионным источником. Созданию различных видов натека-телей и собственно систем напуска посвящено большое число работ [63]. Мы остановимся лишь на основных требованиях к таким системам, которые должны обеспечить а) введение продукта б) перевод исследуемого вещества в газовую фазу с давлением паров не менее 0,1 мм рт- ст. в течение всего опыта в) введение образца в газовой фазе в ионный источник через натекатель. [c.37] При масс-спектрометрическом анализе органических соединений и их смесей поступление исследуемого образца в ионный источник, как правило, осуществляется в режиме молекулярного потока. Емкость, в которой находится образец, отделена от источника диафрагмой, и натекание происходит за счет перепада давлений с одной стороны диафрагмы (в напускном объеме) устанавливается сравнительно высокое давление 0,1—1 мм рт. ст., с другой (в ионном источнике)—давление не превышает 10- мм рт. ст. Если диаметр отверстия много меньше длины свободного пробега молекул в области высокого давления, то газ течет через диаф- рагму в молекулярном режиме и скорость течения газа с молекулярным весом М пропорциональна 1/]/М. Смесь газа откачивается из ионного источника со скоростью пропорциональной 1У поэтому состав газа в ионном источнике будет тот же, что и в напускной системе. [c.37] Способ введения образца в систему напуска определяется его агрегатным состоянием. Наиболее просто решается задача введения газообразных веществ при комнатной температуре. В ряде случаев применяется система двойного впуска, которая благодаря непрерывному сравнению исследуемого образца с эталонным повышает точность анализа. Эта система незаменима при анализе микропримесей. [c.38] При переходе к анализу жидких продуктов возникает ряд проблем, связанных с летучестью образца, адсорбционными явлениями и термическим разложением. Летучесть образца — одна из важных характеристик, определяющая метод введения образца в прибор. Для получения интенсивных пиков в спектре необходимо добиться определенного давления в ионизационной камере, а, следовательно, и соответствующего давления в системе напуска. С этой целью исследуемый образец вводится в нагретый баллон напуска. Во избежание конденсации паров температура трубки, ведущей к ионизационной камере, и всех частей системы, соприкасающихся с испаренным образцом, должна быть достаточно высокой. Поскольку колебания температуры системы напуска сказываются на измерении интенсивностей пиков в спектре, температура должна поддерживаться постоянной в течение съемки масс-спектра образца. В современных приборах это достигается применением тер-мостатирующих устройств и схем электронной стабилизации. В литературе описаны различные способы введения труднолетучих образцов в систему напуска и камеру ионизации [32]. [c.38] В системах напуска, работающих при повышенных температурах, возникает серьезная проблема, связанная с возможной термической нестабильностью органических соединений. Этот фактор во многом определяет верхний предел температуры анализа. Термический распад катализируется в присутствии металлических поверхностей, и поэтому при работе с нестабильными соединениями рекомендуется свести к минимуму присутствие металла в системе напуска. Применение стеклянных систем, шлифовки и покрытия эмалью металлических поверхностей, а также деталей из золота уменьшает скорость распада. Большую роль играет также увеличение скорости записи спектра, поскольку термическое разложение в системе напуска часто осуществляется с относительно малой скоростью. Для некоторых нестабильных продуктов было отмечено, что в течение нескольких минут разлагается лишь 1—3% анализируемого вещества. [c.38] Необходимость исследования термически нестабильных и высокомолекулярных органических соединений, возникшая с проникновением масс-спектрометрии в разлйчные области органической химии, особенно химии природных соединений, вызвало к жизни способ испарения вещества непосредственно в область ионизации. Такая система прямого ввода исследуемого вещества в источник в настоящее время окончательно заменила классические напускные системы при анализе природных соединений и сильно потеснила их дал е в области исследования термически устойчивых веществ, благодаря большей скорости введения и меньшей затрате вещества [65]. [c.39] Недостатками прямого ввода являются сложность осуществления количественного анализа и невозможность исследования органических углеводородов с достаточно высоким давлением паров без их замораживания. Кроме того, в литературе недостаточно широко освещены (по типам соединений и их числу) результаты масс-спектрального исследования органических соединений, вводимых в ионный источник непосредственно и классическими способами. [c.39] Тальрозе и сотрудниками [62]. Главным элементом системы является капилляр, погруженный в исследуемую жидкость через этот капилляр жидкость вводится в ионный источник, где испаряется вблизи области ионизации. Это позволяет непосредственно без каких-либо промежуточных объемов анализировать образцы, находящиеся при давлениях много выше атмосферного. Наряду с этим, с помощью капилляра можно осуществить непосредственное введение в источник жидкостей с большой летучестью. [c.39] Как правило, серийные масс-спектрометры обладают набором различных систем напуска. На рис. 12 изображена система напуска, имеющаяся в отечественном приборе МХ 1309. [c.39] Капиллярной системой ввода облада-ет масс-спектрометр циклоидального типа МХ 1203. Прибор МХ 1204 является хромато-эф-фузио-масс-спектрометром. [c.39] Соединение хроматографии с масс-спектрометрией дало прекрасные результаты при анализе сложных смесей и определении микропримесей, особенно при работе с природными соединениями. Благодаря этому в последнее десятилетие был создан практически новый аналитический метод — хромато-масс-спектрометрия. [c.39] При создании приборов, сочетающих с масс-спектрометром капиллярную колонку, В. Л. Тальрозе и сотрудниками был впервые предложен и осуществлен [66] напуск всего газа в масс-спектрометр. В тех случаях, когда с масс-спектрометром соединяется микроколонка с большим объемом, необходимо применять сепараторы, отделяющие анализируемый компонент от газа-носи-теля. Различные виды этих сепараторов описаны во многих работах [32, 67]. [c.40] Применение динамических масс-спектрометров в комбинации с хроматографами не получило распространения, так как прибор обладает совершенно излишней скоростью записи спектра (до 20 тыс. в 1 сек), но не удовлетворителен ни по чувствительности ( О.О —0,1%), ни по разрешающей способности ( 100—300). [c.40] Статистическое исследование нескольких тысяч масс-спектров позволило сделать вывод о минимуме информации, необходимой для идентификации подавляющего числа некрупных молекул органических соединений [71]. Было показано, что достаточно точное измерение отношений интенсивностей небольшого числа пиков в м.асс-снектре в области легких масс позволяет идентифицировать с высокой степенью однозначности вещества, масс-спектры которых известны. [c.42] В последнее время В. Л. Тальрозе и сотрудниками была предложена и осуществлена тройная комбинация хроматограф — эффузионная камера — масс-спектрометр [72]. Измеряя зависимость давления в эффузионной камере от времени, можно определить молекулярный вес газа, а значит (при условии наличия в камере в данный момент одного компонента), и молекулярный вес идентифицируемого компонента. Эффузионная камера располагается между выходом хроматографической колонны и детектором. Газ-носитель последовательно прохой,ит через колонку, эффузионную камеру и детектор. В некоторый момент времени, обычно сразу после прохождения вершины очередного хроматографического пика, закрывается быстродействующий вентиль между колонкой и эффузионной камерой, поток через колонку останавливается, сигнал детектора начинает падать в соответствии с экспоненциальным падением давления в эффузионной камере. Относительная скорость этого падения и дает значение молекулярного веса вещества пика. В качестве детектора авторы использовали масс-спектральные устройства, в том числе простейший масс-спектрометр с постоянным магнитом, в котором легкие ионы газа-носителя, обычно водорода или гелия, отклонялись, а все остальные попадали на коллектор, так что ток был пропорционален парциальному давлению компонента в потоке газа-носителя и сечению ионизации этого компо-нeнta электронами, энергия которых обычно выбиралась близкой к 100 эв. [c.44] Вернуться к основной статье