ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Способы соединения ГХ и МС из "Молекулярный масс спектральный анализ органических соединений" Количество вводимого в ионный источник образца должно быть таким, чтобы в нем сохранялся вакуум порядка 10 Па при использовании системы прямого ввода это соответствует 10-10—10-8 г пробы. При вводе из газового хроматографа необходимо такое же количество, однако в этом случае образец разбавлен гелием в 100—10 000 раз (в зависимости от типа используемой колонки) и давление в источнике ионов будет,, в первую очередь, определяться газом-носителем, поскольку парциальное давление анализируемого вещества очень мало. [c.114] Совмещение требований к газовым потокам и давлениям в хроматографе и масс-спектрометре достигается двумя способами один основан на использовании малых скоростей потока в капиллярных колонках, другой предусматривает использование различных молекулярных сепараторов для сброса большей части потока газа-носителя и концентрирование элюатов в элюен-те, поступающем в масс-спектрометр (применяется в сочетании с насадочными колонками). Оба способа обеспечивают в источнике ионов приемлемый уровень давления, величина которого определяется качеством получаемых спектров, стабильностью работы источника, возможно меньшим загрязнением умножителя, сроком жизни катода и т. д. [c.114] В целом для большинства типов масс-спектрометров, соединенных с газовым хроматографом, оптимальным считается давление в источнике ионов менее 5-10 Па. [c.114] Исследование влияния высоких давлений ( 10 Па) газа-носителя на качество масс-спектра показало, что при возрастании давления до 10 2 Па (газ-носитель водород) разрешение квадрупольного масс-спектрометра не ухудшалось [129]. [c.114] Работа устройств для подсоединения газохроматографической колонки к масс-спектрометру (прямой ввод элюата с пневмосопротивлением или без него, делитель потока и молекулярный сепаратор) характеризуется коэффициентом обогащения и эффективностью. Коэффициент обогащения — относительное увеличение концентрации вещества в газе-носителе после прохождения через интерфейс, а эффективность означает долю элюата, поступающую масс-спектрометр. [c.115] В первых разработках для поддержания вакуума в источнике ионов скорость потока газа-носителя устанавливали с помощью простого делителя потока (обычно тройник с игольчатым вентилем). В прибор поступало только 0,1—4 мл гелия, но при этом эффективность была очень низка (1 —10%) и не достигалось никакого обогащения (рис. 4.9а). [c.115] Разработка молекулярных сепараторов способствовала значительному усовершенствованию ХМС с насадочными колонками. Процессы обогащения и типы сепараторов можно разделить на три категории а) фракционирование газов в расширяющемся струйном потоке (струйный) б) селективная эффузия через тонкие поры или щель (пористый) в) преимущественная диффузия газа-носителя или образца через полупроницаемые мембраны (мембранный). [c.115] Наиболее широко применяется струйный сепаратор (рис. 4.96), в котором более легкие атомы гелия диффундируют в сторону пониженного давления с большей скоростью по сравнению с тяжелыми органическими молекулами. Обогащенный поток идет в сторону пробоотборной щели масс-спектрометра. [c.115] Принцип работы пористого сепаратора (рис. 4.9в) основан на различии скоростей молекулярной эффузии через пористую среду, например, через стекло или металл более легкие молекулы газа-носителя быстрее проникают через пористую перегородку, что приводит к обогащению анализируемой смеси тяжелым компонентом. [c.115] Щелевой сепаратор с регулируемой проводимостью (рис. 4.9г) по свойствам подобен пористому сепаратору и может функционировать в широком интервале скоростей потока гелия (1—100 мл/мин) при этом имеется возможность отводить от источника растворитель или большие, количества других компонентов смеси. [c.115] В мембранном сепараторе основной компонент диффундирует через мембрану и поступает в масс-спектрометр, а газ-носитель откачивается из полости сепаратора (рис. 4.9 ). [c.115] Использование в органическом анализе электролитического серебрянопалладиевого сепаратора резко ограничено необходимостью применять в качестве газа-носителя только водород, заметными каталитическими эффектами и узким температурным интервалом [129, 134]. [c.116] Коэффициент обогащения и эффективность для различных сепараторов изменяются в зависимости от геометрических параметров, конструкции, температуры, скорости потока газа-носителя, скоростей откачки сепаратора и вакуумной системы масс-спектрометра их характеристики можно несколько улучшить, подключив вторую секцию обогащении. [c.116] Другая проблема, возникающая при использовании сепараторов для анализа образцов, выкипающих в щироком интервале температур, — изменение состава смеси в потоке газа, направляемого в масс-спектрометр. В случае сепараторов диффузионного типа это особенно важно, поскольку скорость диффузии является функцией молекулярной массы. В полупроницаемых мембранах разбаланс связан с селективной адсорбцией. Кроме того, было показано, что при использовании двухстадийных мембранных сепараторов значительно уширяется полоса при прохождении элюента через узел, соединяющий хроматограф со спектрометром. Сепараторы могут оказаться источниками аналитических ошибок, обусловленных потерями при адсорбции или термическом разложении на металлической или стеклянной поверхности сепараторов [129]. Сепараторы применяли также с капиллярными колонками, однако, за исключением некоторых особых случаев, это мало оправданно, поскольку скорость потока газа-носителя здесь очень мала (1 — 5 мл/мин). [c.117] Прямое подсоединение к масс-спектрометру капиллярных колонок с внутренним диаметром 0,25—0,75 мм обеспечиваег 100%-ную эффективность, так как весь элюат поступает в прибор в случае необходимости давление можно ограничить с помощью простого делителя потока. Существенным недостатком небольших капиллярных колонок является малая величина пробы однако при увеличении длины колонки возрастает перепад давления по колонке и ухудшается эффективность разделения,, что связано с влиянием вакуумной системы масс-спектрометра. [c.117] Оптимальные условия работы ГХ и МС в комбинированной-системе достигаются лишь при наличии перепада давлений между выходом из колонки и входом в ионный источник, для чего между колонкой и источником ионов устанавливают пневмосопротивление соответствующей конструкции (рис. 4,9ж). Кусок капиллярной трубки с внутренним диаметром 0,15 мм подсоединен к вакуумной системе и его длина подобрана таким образом, что при наружном давлении гелия в 10 Па давление в источнике ионов находится в пределах 1-10 —5-10 Па. Этот капилляр затем припаивается серебром к двум другим трубкам большего диаметра и подсоединяется через стандартные разъемы (0,32 мм) к колонке и масс-спектрометру. Длина устройства 20—80 см. [c.117] В качестве пневмосопротивлений можно использовать платиновые, стеклянные или стальные капилляры, а также игольчатые вентили, являющиеся частью делителя потока, однако точность регулировки вентиля недостаточна для создания необходимого перепада давления. Кроме того, работа вентиля резко ухудшается при высоких температурах. [c.117] Использование пневмосопротивлений при непосредственном подсоединении колонки к источнику ионов позволяет избежать потерн эффективности колонки и повышения фона вследствие испарения стационарной фазы в условиях пониженного давления. Если сопротивление подобрано так, что на выходе из колонки давление равно атмосферному, можно добиться оптимальной работы источника ионов и колонок — как капиллярных, так и колонок с большим внутренним диаметром. [c.118] Вернуться к основной статье