Спектрометры, использующие фурье-преобразование

Сочетание газовых хроматографов и ИК-спектрометров в онлайновом режиме в настоящее время может быть реализовано на базе чувствительных и быстродействующих инфракрасных спектрометров, использующих принцип преобразования Фурье (ИК-фурье-спектрометров) [8]. Эта техника позволяет идентифицировать большое число фракций на одном и том же хроматографе как на обычных колонках (диаметр с1с = 2 - -4 мм), так и на микроколонках ( с = 0,5 мм) с сохранением многих преимуществ, характерных для хромато-масс-спектраль-ного метода, —таких, как быстрота анализа, малый расход вещества, возможность накопления и вычитания спектров, а также их автоматического сравнения и т. д. Сочетание газовой хроматографии и ИК-спектроскопии преимущественно используется для анализа веществ, для которых получаются хорошие спектры в газовой фазе в температурном интервале примерно до 350 °С. Хотя предложенная в работе [42а] техника поглощения в тонких пленках в принципе позволяет измерять спектры в жидком состоянии при работе в он-лайновом режи- [c.263]

В каждом импульсном спектрометре ЯМР ЭВМ используется для управления спектрометром, а также для накопления экспериментальных данных. Для последующей обработки экспериментальных данных (быстрого фурье-преобразования, реконструкции 2М- и ЗМ-изображений) необходима мощ-ная ЭВМ. В дальнейшем мы приведем некоторые технические характеристики, которые обеспечивают удобство эксплуатации при условии удовлетворения современным требованиям, предъявляемым к ЯМР-эксперименту. [c.51]

Так называемые широкие линии в спектрах ЯМР могут иметь ширину до 1Q5 Гц. Возможностью регистрировать ЯМР спектры практически с любой шириной линий обладают современные импульсные спектрометры с фурье-преобразованием сигнала ССИ. Для записи линий с шириной порядка 10 Гц используют иногда и стационарные спектрометры с регистрацией первой производной сигнала, например, при изучении спектров ЯМР твердых тел. Практически всегда запись первой производной кривой поглощения практикуется в спектроскопии ЭПР (см. гл. П1). [c.17]

Если приложить к образцу в спектрометре ЯМР очень мощный импульс электромагнитного излучения, то практически все ядра могут перейти в возбужденное магнитное состояние. Если сразу вслед за этим приложить еще один импульс, то поглощение энергии будет невелико, так как система насыщена. В наиболее широко применяемых спектрометрах ЯМР для уменьшения эффекта насыщения используют радиочастотное поле малой интенсивности. Однако в импульсных ЯМР-спектрометрах с фурье-преобразованием. применение мощных импульсов приводит к высокой степени насыщения. Использование повторных импульсов не позволяет получать полезную информацию, если возбужденные ядра не релаксируют достаточно быстро в состояние, характеризующееся равновесным распределением энергии. Релаксация происходит за счет взаимодействий ядер с флуктуирующими магнитными полями окружения. Релаксация органических молекул в растворе происходит в основном за счет флуктуаций, обусловленных движением электрических диполей, находящихся в непосредственной близости. Однако даже при наличии таких взаимодействий времена релаксации протонов в воде могут измеряться секундами. [c.345]

Однако обычно для этого используют специальные импульсные методы ЯМР. Проще всего величину Т измерить на спектрометре с фурье-преобразованием в присутствии изотопа С. Часто времена Т и Т2 пытаются использовать-для получения информации о динамических характеристиках системы. В этом случае определяют взаимосвязь между Т или Гг, с одной стороны, и временем корреляции Хс для исследуемых ядер — с другой. Величина Тс — это временная [c.345]

Колебательные частоты настолько характеристичны, что их набор, который легко измерить для любой молекулы, может служить своего ряда отпечатками пальцев молекулы. Такие отпечатки пальцев можно снять единожды, а затем использовать для идентификации этого вещества в образце и определения его содержания. Частоты колебаний связаны также со строением и прочностью связей. Поэтому по ним можно изучать архитектуру молекул. Если исследуется неизвестное соединение, то определить, что это за соединение, проще всего, измерив его ИК-спектр. Высокая информативность ИК-спектроскопии сделала ее рутинным средством диагностики в химии. На большом химическом факультете, где проводятся исследования, может работать 5-10 ИК-спектрометров, начиная от простого прибора с низким разрешением, который служит для обучения на первом году специализации, до обладающего высоким разрешением ИК-спектрометра с фурье-преобразованием, применяемого для определения молекулярной структуры и специальных исследований. [c.245]

Существуют два основных типа спектрометров для наблюдения и измерения ядерного магнитного резонанса (ЯМР). В более простом из них измеряется либо поглощение энергии, либо испускание резонансного излучения в момент совпадения частот магнитного и радиочастотного полей (точка резонанса). В приборах второго типа используется фурье-преобразование, что позволяет значительно увеличить отношение сигнал/шум. Мы рассмотрим эти приборы поочередно. [c.275]

При исследовании окислительной кристаллизации полиэтилена методом ИК-спектроскопии использовались линии при 1894 см для кристаллических областей, при 1303 см для аморфных областей и полоса поглощения карбонильной группы при 1715 см- [31]. Распределение кислородсодержащих групп по поверхности полиэтилена и полипропилена было найдено из данных по ослаблению полного внутреннего отражения [32]. Полосы поглощения кристаллического полиэтилена, ориентированного под давлением в капиллярном вискозиметре, были определены из инфракрасных поляризованных спектров, полученных на спектрометре с фурье-преобразованием [33]. [c.42]

Чувствительность метода определяется типом хроматографического детектора. Широко применяется пламенно-ионизационный детектор, однако при массе образца более 1 мг следует использовать катарометр, а при идентификации полимеров с гетероатомами - селективные детекторы. Одним из самых информативных детекторов является масс-спектрометр, который позволяет проводить идентификацию разделяемых на колонке продуктов по их масс-спектрам [35]. Дня идентификации продуктов пиролиза успешно используют ИК -спектрометры с Фурье-преобразованием. [c.71]

Миникомпьютеры, как таковые, характеризуются двумя важнейшими параметрами, которые определяют их информационную емкость число ячеек памяти (ж-ось) и длина слова (у-ось). Число ячеек памяти выражается в единицах К, где К = 2 ° = 1024. Обычно компьютер с объемом памяти 12 К считается тем минимумом, который может обеспечить работу ЯМР-ФП-спектрометра. 4 К ячеек предназначены для хранения программы, включая операцию фурье-преобразования, 8 К ячеек остаются для хранения и обработки текущей информации. Поскольку фурье-преобразование дает реальную и мнимую части в частотной области, их следует разделить для окончательного спектра можно использовать 4 К точек, которые соответствуют реальной части. [c.335]

В научной литературе описано несколько систем, объединяющих жидкостный хроматограф с ИК-спектрометром, использующим преобразования Фурье [56]. Такая система позволяет, например, одновременно записывать пять хроматограмм на пяти выбранных оператором полосах ИК-спектра. Система позволяет анализировать органические вещества иа уровне 1 мкг и служит для идентификации компонентов пробы, причем не полностью разделенные хроматографические пики могут быть разрешены с помощью вычислительной техники. [c.271]

Принципиально новым шагом в ИК-спектроскопии явилось создание приборов, использующих компьютер для быстрого Фурье-преобразования ИК-спектров. Они имеют значительно л шее спектральное разрешение, чем традиционные спектрометры, и более высокую чувствительность [6, 7]. Одним из таких приборов является отечественный ИК-Фурье-спектрометр ФСЛ-05 (АО СПб Инструменте , г. Санкт-Петербург). Он управляется компьютером и имеет более высокую фотометрическую точность и быстродействие (время получения спектра не более 20 с) по сравнению с известными отечественными дифракционными ИК-спектрометрами ИКС-29 и ИКС-40. [c.274]

Четвертый тип масс-анализаторов — циклотронно-резонансный масс-анализатор с фурье-преобразованием (ИЦР-ФП-спектрометр или МСФП, масс-спектрометр с фурье-преобразованием), еще пока не получил широкого распространения в аналитической практике. Для разделения ионов используют ячейки различной геометрии на рис. 9.4-7,е изображена кубическая ячейка. Ячейка находится в магнитном поле В. Ионы образуются либо внутри ячейки, либо во внешнем ионном источнике. Ячейка состоит из двух расположенных напротив друг друга пластин-ловушек, двух возбуждающих пластин [c.277]

Для того чтобы извлечь из этого сложного временного процесса информацию о частоте (v ) и интенсивности (А ) отдельных резонансов, необходимо провести операцию перехода от временного вида сигнала F(t) к обычному частотному спектру g (v). Эта операция в математике известна как преобразование Фурье, а спектрометры, использующие анализ временных откликов спиновой системы на радиочастотный импульс, получили название импульсных спектрометров ЯМР с преобразованием Фурье или сокращенно спектрометров ЯМР-ФП. [c.127]

Правда, для того чтобы накопленный фурье-преобразованный спектр снова привести к обычному виду, необходим компьютер. Очень удобно нрименять многоцелевой компьютер, который одновременно можно было бы использовать для управления ЯМР-спектрометром и другими приборами, а также для анализа и расчета ЯМР-спектров. [c.165]

Эти методики резко увеличили предельные молекулярные массы соединений, исследуемых методом масс-спектрометрии. Плазменная десорбция с применением бомбардировки продуктами деления радиоактивного калифорния-252 позволила получить молекулярные ионы с массой 23 ООО из полипептида трипсина. Метод бомбардировки быстрыми атомами (РАВ) обеспечил получение подробных сведений о строении гликопротеина с молекулярной массой около 15 ООО. С помощью полевой и лазерной десорбции удалось получить масс-спектры молекулярных ионов, что дает возможность определять распределение олигомеров во фрагментах ДНК. Выпускаемые в настоящее время промышленностью приборы позволяют измерять молекулярные массы до 20 ООО при разрешении 150 ООО. Еще более высокого (в 5—10 раз) разрешения можно достичь, используя метод фурье-преобразования, но он пригоден для ионов относительно малых масс. Предельно высокое разрешение может быть особенно полезным в тех случаях, когда необходимо отличить в масс-спектре массы одного дейтерия от массы двух атомов водорода (разность масс всего 0,007) или массу одного атома от массы фрагмента —Н (разность масс 0,003). При изучении масс-спектров больших молекул эти задачи становятся чрезвычайно важными, поскольку и дейтерий и присутствуют в природе. Достаточно, например, вспомнить, что в молекулу с массой 900 может входить 60 и более атомов углерода, и если содержание соответствует природному (1,1%), то примерно в половине таких молекул имеется по крайней мере один атом углерода-13. [c.227]

На Международной конференции по фурье-спектроскопии в 1977 г. Г. Мишель доложил о новой разработке [68], которая представляла собой специализированный блок дискретного фурье-преобразования к ЭВМ PDP-11. Он используется в лаборатории Эме Коттон с фурье-спектрометром для видимой области спектра. В этих условиях есть возможность рассчитывать спектр [c.182]

Диэлектрические измерения пленок поливинилацетата проводили с помощью диэлектрического спектрометра с фурье-пре-образованием, разработанного в лаборатории авторов [6]. К образцу прикладывался ступенчатый импульс напряжения, а затем, используя компьютер, регистрировали зависящий от времени интегральный ток Q t). Частотная зависимость диэлектрических параметров е и е" определяется в результате фурье-преобразований интегрального тока в изотермических условиях в интервале частот от 10° до 10 Гц. Измерительная ячейка с низким значением массы и медным экранированием позволяет быстро достигнуть температурного равновесия, что приводит к минимальной потере воды в образце и создает условия для измерения частотной зависимости диэлектрических параметров при различных температурах. [c.431]

Значительное уменьшение времени на проведение эксперимента (ср. табл. 7-1) можно ожидать от применения импульсных методов [29]. При обычной работе спектрометра теряется огромное количество времени. Рассмотрим спектрометр, в котором развертка спектра осуществляется путем изменения частоты приложенного сигнала. В любой момент времени получаемая информация отвечает только одной точке спектра, соответствующей значению частоты в данный момент. Если бы можно было одновременно снимать весь снектр (например, путем одновременного использования нескольких сигналов разных частот в многоканальном спектрометре), то сбор данных можно было бы осуществить гораздо быстрее, чем в обычном спектрометре. Оказывается такой метод можно осуществить, используя специальные радиоимпульсы. Получающийся при этом спектр представляет собой фурье-преобразование обычного спектра поглощения, который можно восстановить с помощью соответствующих вычислений. По этой причине описанный метод часто называют спектроскопией фурье-преобразования. В настоящее время для реализации этого метода требуется довольно сложное оборудование, но большая экономия времени, даваемая методом, может явиться стимулом к изучению Способов его упрощения. [c.321]

В последние годы в практике все шире используется импульсная Фурье-спектроскопия (ЯМР на ядрах С). В ЯМР-спектрометрах с Фурье-преобразованием в приемнике детектируется не сигнал поглощения или дисперсии (что имеет место в стационарных спектрометрах без Фурье-преобразова-ния), а сигнал спада свободной индукции (ССИ), который генерируется путем воздействия на образец ВЧ-импульсов определенной частоты. Наблюдение поведения системы ядерных спинов проводится по окончании каждого импульса, т. е. после выключения высокочастотного поля (ВЧ). Сигнал, детектируемый в приемнике, называют сигналом свободной индукции. [c.35]

Так как интенсивности КР-сигналов пропорциональны четвертой степени мощности возбуждающего излучения, излучение Аг-лазера на 488 нм дает сигнал рассеянного излучения почти в три раза больший, чем He-Ne-лазер при такой же выходной мощности. Лазеры в видимой области часто работают при 100 мВт, а мощность Кс1 АС-лазера можно увеличить до 350 мВт, и при этом пе происходит фотоиндуцируемого разрушения органических соединений. При работе с ИК-лазерами флуоресценция обычно не мешает определению, поскольку энергии излучения не хватает для возбуждения характеристических электронных переходов. Из-за относительно низкой эффективности подобных источников К(1 АС-лазеры в КР-спектроскопии можно использовать только в спектрометрах с фурье-преобразованием. [c.170]

Другие типы масс-спектрометров. В меньшей степени в газовой хроматографии используют другие масс-спектрометрические детекторы. Это масс-спектрометры с фурье-преобразованием (ФП-МС), времяпролетные масс-спектрометры (ВП-МС) и тандемные масс-спектрометры (МС-МС). В большинстве случаев значительно более высокая стоимость и сложность проведения эксперимента препятствуют широкому использованию этих методов. Будучи очень популярным для ВЭЖХ-детектирования, метод МС-МС реже используется в ГХ. Преимущества очень высокой селективности МС-МС-устройства при различных режимах работы очень привлекательны и могут быть решающими для определения соединений на низком уровне в сложных матрицах (например, определение диоксинов в объектах окружающей среды). [c.606]

Газовая хроматография с инфракрасным детектированием в настоящее время подразумевает использование инфракрасных спектрометров с фурье-преобразованием (ФПИК). Несмотря на то, что в ранних работах [14.2-5] в качестве ГХ-детекторов использовали приборы с решеточными монохроматорами, их широкое применение для следового органического анализа затруднялось из-за ряда недостатков. В основном решеточные приборы фуржциониро-вали слишком медленно и были малочувствительными для успешного использования в качестве ГХ-детекторов в органическом анализе следов. [c.609]

Оптическая спектроскопия включает множество важных различных аналитических методов. В последнее десятилетие в этой области открылись новые интеллектуальные возможности. Компьютеры стали неотъемлемой частью большинства приборов, которые способны обнаружить даже отдельный атом или отдельную молекулу. Высококлассный спектрометр, выпускаемый промышленностью, сейчас обязательно включает микрокомпьютер, запрограмиро-ванный для выполнения самых разнообразных измерений и для проведения сложных аналитических расчетов. В будущем более мощные компьютеры смогут значительно более эффективно перерабатывать большие массивы данных, получаемые при проведении спектральных экспериментов (особенно если используется фурье-преобразование или двумерная спектроскопия). Это позволит улучшить разрешение и понизить пределы обнаружения, а также упростит интерпретацию результатов и поиск хранящейся в памяти информации. Результаты будут немедленно представляться на экране в виде цветных объемных образов, что позволит непосредственно вмешиваться в ход эксперимента. [c.195]

Для проведения микроанализа лазерный луч (обычно излучение учетверенной частоты К(1 АС-лазера, А = 266 нм, длительность импульса 10-20 не) фокусируют в пятно диаметром 1-2 мкм на поверхности образца при помощи оптического микроскопа. В результате лазерного импульса генерируются атомные и молекулярные ионы, которые анализируются во времяпролетном масс-спектрометре. Недавно в ЛММС-приборах стали использовать спектрометры ион-циклотронного резонанса с фурье-преобразованием. [c.321]

Двумерный обменный ЯМР-спектр был получен на спектрометре XL-100/15-620/L-100 Varian. Для того, чтобы осуществить MUSEX последовательность, в лаборатории Ростовского НИИФОХ было разработано программное обеспечение для 620/L-100 миникомпьютера. Программа разработана для проведения 2М обменных экспериментов с мультиплетно-селективными импульсными последовательностями и двумерным Фурье-преобразованием. Были получены двумерные спектры для 128 значений /, в диапазоне от 0,002 до 0,256 с шагом 0,002 и с = 0,1 с. При этом использовалась трехимпульсная последовательность [c.109]

Было осуществлено также соединение капиллярной ГХ с масс спектрометром высокого разрешения ионного циклотрон ного резонанса с Фурье преобразованием [113] Струйный интер фейс обеспечивал давление в ионном источнике 6 10 Па при этом достигалось разрешение порядка 20 000 (на полувысоте пи ка) в области т/г 156 Хотя экспериментально невозможно получить полный масс спектр высокого разрешения из за слишком большого объема и скорости передачи информации в этих условиях (в соответствии с теоремой Хайквиста, устанавливающей необходимую скорость передачи данных), этот метод может использоваться в режиме селективного ионного детектирования, с переключением регистрируемых ионов в диапазоне более 80 а е м за время 300 мс при разрешении 20 000 Этого доста точно для воспроизведения профиля пиков при использовании капиллярных колонок [c.64]

По темпам развития, по технической оснащенности и по использованию в различных областях науки МС-метод занимает в последнее десятилетие одно из первых мест [1]. Это стало возможным благодаря широкому применению искровой и лазерной масс-спектрометрии [10, 11, 25, 27], сочетанию МС-анализ с газовой хроматографией в режиме on-line [6, 26, 28] и особенно созданию масс-спектрометров, в которых для генерации ионов использованы тлеющий разряд и индуктивно-связанная плазма [2, 7-9, 21, 29-32]. С появлением приборов, работающдх на принцрше ионно-циклотронного резонанса с Фурье-преобразованием, стало вполне реальным получать разрешение по массе 290000 и более, что дает возможность легко разделять сложные ионы с одинаковыми массовыми числами, не прибегая к стандартным образцам [16,22,33-36]. [c.841]

Функциональные свойства полимерных пленок из этиленового сополимера зависят от числа и типа коротких ветвлений. Тест ASTM D5017 [48] позволяет измерить их для этиленового сополимера с пропиленом, 1-бутеном, 1-октеном и 4-метил-1-пентеном. С этой целью полимерный образец (около 1,2 г) рассеивается в растворителе (1,5 мл) и дейтерированном растворителе (1,3 мл), помещается в 10 мм трубку спектрометра ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и анализируется при высоких температурах методом ЯМР-спектроскопии, как правило, в импульсном режиме с Фурье-преобразованием в поле с магнитной индукцией не менее 2,35 Тл. Спектры записываются при таких условиях, когда отклики каждого химически различного углерода идентичны. Интегрированные отклики углеродов, входящих в различные сомономеры, используются для расчета сополимерного состава. Результат представляется как мольный процент алкенов и/или ветвей на 1000 атомов углерода. [c.324]

ДИМ интерферометрический (с фурье-преобразованием) спектрометр, который позволит использовать выигрыши Фелжетта и Жакино, описанные в гл. 4 [6, 7]. Этот метод нашел применение при изучении полимеров [8] и угля [9]. Фотоакустические измерения в ИК-области при единичной длине волны оказались успешными при использовании в качестве источника лазера. Метод особенно полезен при обнаружении и определении примесей ядовитых газов в воздухе [10]. [c.179]

Регистрируемая интерферограмма представляет зависимость сигнала от разности хода пучков и является функцией энергии источника, видоизмененной поглощением образца. Фурье-преобразование полученной интерферограммы, проводимое по заданной программе мини-ЭВМ, входящей в комплект современных фурье-спектрометров, дает результирующий спектр поглощения исследуемого образца. Спектральный интервал, который доступен для изучения, определяется используемым светоделителем. Чтобы охватить всю ИК область, необходимо несколько сменных светоделителей, которые бывают в виде металлических сеток, пленок и диэлектрических покрытий на твердых подложках. Для длинновол-новсй ИК области светоделителем может служить, например, пленка из лавсана (полиэтилентерефталата), в области средних частот в качестве подложек для нанесения светоделительных покрытий из материалов с высоким показателем преломления (например, германия) используются пластинки из кристаллов sl и КВг, а в [c.269]

Несколько спектрометров такого типа было описано в литературе [7, 46, 48, 52, 72]. Как правило, в этих приборах фотометр с оптическим нулем не использовался, поскольку он исключил бы кристаллический селективный модулятор. В настоящее время разработан и есть в продаже прибор, использующий интерференционный принцип [18]. Интерферометр выдает интерферо-грамму в виде цифр, пробиваемых на перфоленте. После фурье-преобразования интерферограммы, выполняемого электронной счетной мащиной, получают спектр пропускания образца. [c.63]

Очевидным выводом из выщеизложенного является то, что в будущем для контроля и управления отдельными контрольно-измерительными приборами будут использоваться малые специализированные ЭВМ, а также специально разработанная аппаратура в свою очередь связанная с более мощными ЭВМ. Последние предназначены для выполнения основных вычислительных операций, учета и выдачи документации. В таких системах существует определенная иерархия ЭВМ. Маргошес [12] проанализировал как технические, так и экономические преимущества встраивания ЭВМ в измерительную аппаратуру, в частности в ИК- и ЯМР-спектрометры. Использование встроенной ЭВМ является единственным практическим методом регистрации в фурье-спектроскопии. При этом по сравнению с обычными спектрометрами имеется еще два преимущества во-первых, детектор одновременно регистрирует излучение всех длин волн и, во-вторых, конструкция спектрометра упрощается, а скорость отдельных измерений увеличивается. Эти преимущества позволяют фурье-спектрометру регистрировать спектр значительно быстрее, чем обычному спектрометру. Используя усредненный сигнал, можно улучщить отношение сигна ч шум и, следовательно, получить более точный спектр. Обсуждается также применение фурье-преобразования в импульсной ЯМР-спектрометрии. Этот метод в сочетании с усреднением сигнала значительно расширяет возможности ЯМР. Так, например,спектр .С можно получить на образцах, не обогащенных этим изотопом. Применение обычного, не импульсного метода измерения спектра изотопа потребовало бы почти года машинной обработки. Маргошес показал также, что несмотря на более высокую стоимость аппаратуры со специализированными ЭВМ, возросшая стоимость единичного анализа окупается более высокой производительностью используемой аппаратуры. [c.364]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология