Принципы масс-спектрометр ни

Существует много различных типов масс-спектрометров. Детали конструкции и относительные достоинства различных типов приборов описаны в литературе [1—7]. Большинство основных принципов масс-спектрометрии можно продемонстрировать, описав принцип действия простого масс-спектрометра, изображенного на рис. 16.1. Образец, находящийся в емкости, вводится через отверстие, входит в ионный источник а и проходит через электронный пучок в точке в, пучок обозначен штриховой линией. При взаимодействии образца с электронами, имеющими достаточную энергию, образуются положительные ионы, движущиеся по направлению к ускоряющим пластинам гид, поскольку между задней стенкой (напускной щелью) и передней стенкой этого устройства существует небольшая разность потенциалов. Отрицательные ионы притягиваются задней стенкой, которая заряжена положительно относительно передней стенки, и разряжаются на ней. Положительные ионы проходят через пластины гид, ускоряются под действием большой разности потенциалов (несколько тысяч вольт) между этими пластинами и покидают ионный источник через отверстие б. Заряженные ионы движутся по круговой орбите под влиянием магнитного поля. Полуокружность, помеченная е, есть траектория движения ускоренного иона в магнитном поле напряженности Н. Радиус полуокружности г зависит от следующих параметров 1) ускоряющего потенциала V(т. е. от разности потенциалов между ускоряющими пластинами г и (3), 2) массы иона т, 3) заряда иона е и 4) напряженности магнитного поля Н. Связь между этими параметрами выражается уравнением [c.313]

Рнс. 100. Схематическое изображение принципа действия масс-спектрометра. [c.147]

ПРИНЦИПЫ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ [c.6]

Каков принцип масс-спектрометрии изотопного разбавления и каковы основные преимущества этого метода [c.145]

Физико-химические принципы масс-спектрометрии и основные блоки масс-спектрометров [c.176]

Масс-спектрометрия является эффективным методом анализа,. широко применяемым в аналитической химии. В настоящее время получает распространение комбинирование различных методов масс-спектрометрии и хроматографии, масс-спектрометрии и инфракрасной спектрометрии и т. д. Основным принципом масс-спектрометрии является разделение ионов по их отношению массы к заряду М [c.96]

Таким образом можно разделить частицы, имеющие одинаковый положительный заряд и лишь незначительно отличающиеся по массе. На этом основан принцип действия масс-спектрометра (см. курс физики). Он позволяет обнаружить изотопы, определить с большой степенью точности их атомные веса и установить их относительные пропорции. [c.20]

В масс-спектрометрах используют два типа детекторов ловушку Фарадея и вторичный электронный умножитель (ВЭУ). Ловушка Фарадея традицион-рю является наиболее распространенным детектором, используемым в масс-спектрометрах для промышленного контроля. Это достаточно простой, стабильный и сравнительно недорогой детектор, обладающий чувствительностью 10 частей на миллион. Принцип действия ВЭУ основан на регистрации электронного тока, возникающего в электрическом поле специальной геометрии [c.661]

Принцип масс-спектрометрии является универсальным для измерения парциальных давлений, поскольку для основных составляющих остаточных газов Нг, N2, О2, СО, СО2 и др. имеются отдельные массовые пики, каждый из которых является мерой парциального давления соответствующего компонента. В то же время использование масс-спектральных анализаторов в качестве манометров парциальных давлений предъявляет к ним специфические требования, а именно 1) малые габариты, в частности возможность помещения внутрь исследуемой вакуумной системы, б) возможность прогрева под вакуумом вместе с исследуемой вакуумной системой, в) повыщенная чувствительность, г) умеренная разрешающая способность, д) умеренная стоимость. [c.29]

В принципе масс-спектрометрия позволяет определять последовательность аминокислотных остатков в полипептидах. С описанием соответствующих вариантов этого метода, в частности способов ввода образца непосредственно в ионный источник, методов десорбции полем, бомбардировки тяжелыми атомами и регистрации метастабильных ионов, читатель может познакомиться в работах 296, 342—345]. Здесь же мы рассмотрим только метод хроматомасс-спектрометрии. [c.89]

В различных приборах возможны некоторые изменения в принципе действия масс-спектрометра, описанного выше о некоторых из них мы коротко расскажем. Один тип масс-спектрометров аналогичен описанному выше, если не считать того, что он регистрирует спектр отрицательно заряженных частиц. В другом, времяпролетном приборе вместо траектории-полуокружности реализуется прямолинейная траектория (в [c.315]

Выше были рассмотрены принципы и примеры использования обычного масс-спектрометра для идентификации органических соединений. Весьма широкие перспективы в этом направлении открываются при использовании масс-спектро- [c.124]

Началом масс-спектрометрии как научного направления и как инструментального метода изучения органических веществ являются работы В. Вина (1898), который установил, что положительно заряженные частицы, перемещающиеся в электрическом и магнитном полях, отклоняются от прямолинейного направления, причем величина отклонения зависит от массы и заряда частицы. Этот принцип разделения ионов использовал Дж. Томсон (1912) для доказательства существования двух изотопов неона. Метод масс-спектрометрии основан на ионизации молекул, разделении ионов в газовой фазе, которое происходит в зависимости от соотношения их массы и заряда, и регистрации разделенных ионов. По физическому принципу метод масс-спектрометрии отличается от оптических методов спектрометрии (ИК-, УФ-, КР-) и ЯМР. При изучении вещества этими методами их молекулы сохраняются. Поглощая энергию электромагнитного излучения того или иного рода, молекулы переходят на более высокий энергетический уровень, в колеба-тельно-возбужденное, электронно-возбужденное или спиновое [c.3]

Хроматографическое определение следов различных веществ с помощью проявительной хроматографии возможно только нри том условии, что газ-носитель не содержит анализируемых компонентов или концентрации их в газе-носителе намного ниже, чем в пробе. Однако, например, удаление следов инертных газов пз обычного газа-посителя очень затруднительно, а часто и неосуществимо, так что определение очень малых концентраций этих компонентов встречает серьезные затруднения. Поэтому Уиллис (1959) использовал принцип вакантохроматографии для определения N2, О2 и Н2 при концентрациях до 5-10" % в аргоне. Определение проводилось следующим образом. Приготовляли смесь аргона и постоянных газов при концентрациях более высоких, чем в пробе, и анализировали ее на масс-спектрометре. Эту смесь непрерывно пропускали через колонку, в которую дозировали анализируемую пробу. Разность концентраций компонентов смеси известного состава и анализируемой смеси пропорциональна площадям полученных отрицательных пиков. [c.438]

Электромагн. метод основан на тех же принципах, что и масс-спектрометрия. С его помощью можно разделить одновременно все изотопы данного элемента. Примен. он для получения малых кол-в изотопов более 50 элементов и для пром. получения Недостатки малая произво- [c.214]

И принципы работы приборов значительно сложнее, чем в масс-спектрометрии, а книга наша посвяш ена прежде всего сахарам. С другой стороны, по спектроскопии ЯМР имеется очень много доступных книг самого различного уровня — от популярных до весьма фундаментальных . Поэтому мы здесь ограничимся лишь самым поверхностным описанием спектроскопии ядерного магнитного резонанса, причем только резонанса на протонах (спектроскопия ПМР). [c.76]

Электромагнитный метод. В основе электромагнитных методов разделения изотопов лежит тот же принцип, что и в основе работы упоминавшихся в начале этой главы магнитного анализатора или масс-спектрометр а. [c.44]

Созданный в 1966 П. Эдманом с использованием этих принципов прибор и применение масс-спектрометра в сочетании с ЭВМ позволяют полностью автоматизировать процесс определения первичной структуры макромолекул. [c.405]

Каков принцип термоионизационной масс-спектрометрии [c.145]

Изложить общие принципы и основные инструментальные аспекты масс-спектрометрии, понятия массы, ионизации и анализа по массам. [c.254]

Для разделения ионов по массам или, точнее, в соответствии с отношением их массы к заряду используют чаще всего магнитные, электростатические и квадрупольные анализаторы, принцип действия которых будет описан в гл. 4. Тип используемого анализатора в значительной степени определяет одну из важнейших характеристик масс-спектрометров - разрешающую способность, определяющую точность, с которой может быть установлена масса иона. [c.10]

Другой вариант реализации указанного принципа состоит в том, что образец, нанесенный на удлиненный наконечник штока (проволока диаметром 50-200 мкм быстрый нагрев со скоростью 10°/с до 50-1000 °С), вводят непосредственно в источник для ХИ (десорбционная химическая ионизация). Регистрируемые масс-спектры аналогичны спектрам ХИ, т.е. содержат интенсивные пики ионов [М + Н]" и мало фрагментных ионов. Следует заметить, что качество масс-спектров при этом способе ионизации тем выше, чем больше скорость нагрева образца. Наилучшие спектры регистрируются в течение очень короткого промежутка времени после достижения оптимальной температуры. Это диктует необходимость использования для реализации данного метода масс-спектрометров с большими скоростями сканирования. [c.36]

Рассмотрпм теперь более подробно основные принципы масс-спектрометрии и ее применение. [c.336]

Первым обширным исследованием, проведенным с помощью масс-спектрометра, была работа Лейфера и Ури [23], которые изучали пиролиз диметилового эфира и ацетальдегида.Хотя им и не удалось обнаружить радикалы, но они смогли показать, что промежуточным продуктом разложения димети лового эфира является формальдегид, и проследить его концептрацию. Более успешной была попытка Эльтентона [24, 25], которому удалось сконструировать установку, способную обнаружить свободные радикалы при пиролитических реакциях и в пламенах даже нри высоких давлениях (около 160 мм рт. ст.). Он также смог обнаружить присутствие радикалов СНз при пиролизе углеводородов, радикалов СНг из СНгКг, а также СНО и СНз при горении СН в кислороде. Метод определения основан в принципе на том, что энергия электронов, необходимая для ионизации радикалов, меньше энергии электронов, необходимой для образования ионизированных частиц из самих исходных молекул. Это дает возможность определять малые количества радикалов в присутствии больших количеств соединений, собственные спектры которых затмевают спектры радикалов. [c.97]

Одной из областей исследования, в которой масс-спектрометрический метод имеет ряд специфических преимуществ, является изучение реакций и свойств свободных радикалов. Вслед за первыми работами Эльтентопа [1, 2] и Хпипла и Стивенсона [3] эксперименты подобного рода проводили в нескольких лабораториях. Робертсоном [4] были рассмотрены принципы масс-спектрометрии свободных радикалов. Краткий обзор по масс-спектрометрии свободных радикалов [5] показывает, что к концу 1955 г. было опубликовано около сорока работ по этому вопросу. За период с 1955 по 1957 г. появилось еще более двадцати работ. Следует заметить, что результаты этих исследований не привели к сколько-нибудь значительным изменениям в существующих ныне представлениях о кинетике реакций свободных радикалов. Однако благодаря этим исследованиям постепенно накапливается значительное количество сведений о поведении и свойствах широкого круга радикалов. [c.424]

В настоящее время имеется много различных типов масс-спектрометров, и в ряде книг [1—4] описаны их конструкции и относительные достоинства. По этим же книгам можно ознакомиться с масс-спектрометрией более детально. Многие из основных принципов масс-спектрометрии проще всего проиллюстрировать, описав масс-спектрометр, впервые использованный Демп-стером [5]. Схема этого масс-спектрометра представлена на [c.401]

Принципы масс спектрометрии уже обсуждались в гл. 2 (т. 1) книги, и было бы полезно еще раз просмотреть этот материал При облучении молекулы электронами с энергиями больще энер ГИИ ионизации, обычно порядка 15 эВ, происходит ее иопиза ция и распад на фрагменты. Если облучение проводить в масс спектрометре, можно получить характерный масс-спектр данно го соединения, состоящий из пиков, соответствующих родона чальному иону и различным ионам образовавшихся фрагментов По положению этих пиков в спектре можно определить массы [c.246]

В первых главах рассматриваются физика вакуумного разряда, а также основные принципы масс-спектрометрии с двойной фокусировкой и измерение ионных токов при помощи электрической или фотографической систем регистрации. Далее следуют главы, в которых обсуждаются проблемы количественной расшифровки масс-спектров и определение на основании полученных данных действительного состава образца. Подробно изложены специальные приемы анализа изоляторов, порошков, микрообразцов, биологических образцов, агрессивных, радиоактивных и легкоплавких веществ, а также определение газов в твердых телах. Последние главы посвящены использованию лазера в масс-спектрометрии для анализа твердых тел и исследованию поверхности главным образом методом вторичной ионной эмиссии. [c.8]

В начале 60-х годов были разработаны новые мощные аналитические методы (ГЖХ, хромато-масс-спектрометрия), совершенно изменившие наши представления о составе и строении нефтяных углеводородов, а отсюда и о принципах и методах классификации нефтей. Безусловным открытием века явилось обнаружение в нефтях большого числа так называемых реликтовых углеводородов (хемофоссилий). К таким углеводородам мы будем относить все углеводороды, сохранившие характерные черты строения исходных [c.8]

При определении группового состава сложных смесей, представленных в нефтяных фракциях [171], аналитическими характеристиками служат суммарные интенсивности пиков определенных серий так называемых характеристических ионов. Определение неизвестных концентраций различных типов соединений осуществляется решением системы линейных уравнений, учитывающих взаимные наложения их масс-спектров. Калибровочные коэффициенты— элементы матрицы этой системы уравнений — определяются на основании анализа узких фракций модельных смесей, а также с помощью математических мQдeлeй, основанных на эмпирических корреляциях масс-спектров со структурой молекул. Анализ группового состава в конечном счете выводится из известных и все пополняемых масс-спектров индивидуальных соединений. Подробно эти принципы и методики количественного анализа с применением масс-спектрометрии рассмотрены в монографиях [166, 167]. [c.132]

Предназначен для откачки воздуха и других газов, не воздействующих на материалы конструкции и ртуть, применяемую в насосе. Насос используют для создания вакуума в ртутных выпрямителях, газосветньк лампах и масс-спектрометрах. Принцип действия насоса основан на диффузии откачиваемого газа и конденсации ртутных паров. [c.865]

Большинство масс-спектрометров приспособлено для анализа положительно заряженных ионов. Принципи-5 7-609 129 [c.129]

Из колонки каждый компонент в токе газа-носителя поступает в молекулярный сепаратор, где из потока удаляется осн. часть газа-носителя. При этом давл. (обычио атмосферное) понижается до рабочего давл. в масс-спектрометре (10 —10 Па). Принцип действия молекулярных сепараторов основан либо на разл. подвижности молекул газа-носителя и анализируемого в-ва, либо на их разл. проницаемости через полупроницаемую мембрану. В пром. хромато-масс-спектрометрах чаще использ. сепараторы, работающие по первому принципу при этом доля анализируемого в-ва в потоке возрастает до 99%, хотя часть его (до половины объема) откачивается вместе с газом-носителем. [c.669]

Лабораторные Ж. а. отличаются от промышленных универсальностью, т. е. возможностью решения большого числа аналит. задач. В каждом конкретном случае определение состава жидкостей лаб. приборами осуществляется с использованием соответствующих методик анализа и индивидуальных градуировок. При нсследованни сложных смесей на основе комбинир. методов анализа часто используют сочетания разных приборов, различающихся принципом действия (напр., хромато-масс-спектрометры). Совр. Ж. а., как правило, автоматизированы, имеют микрокомпьютерные управление и обработку результатов измерений, снабжены разл. сервисными устройствами (напр., для предварит, подготовки пробы), расширяющими область применения и эксплуатац, возможности приборов. [c.150]

Электро.магиитный метод основан на зависимости отклонения ионов в электрическом и магнитном полях от отношения т>2 (т-масса иона, г-его заряд), т.е. на тех же принципах, что и. масс-спектрометрия. В-во, содержащее изотопную смесь, переводится в пар, ионизируется, затем ионы ускоряются электрич. полем и попадают в разделит, камеру, -где под действием магн. поля, перпендикулярного направлению движения ионов, смесь разделяется на отдельные пучки с одинаковыми значениями т/г затем пучки собираются в разные приемники. Этим методом можно выделить все изотопы данного элемента. Его применяют для получения малых кол-в изотопов более 50 элементов впервые этим методом было получено неск. кг (1943-45). Недостатки метода малая производительность, низкая спепень использования сырья, сложность аппаратуры, большие энергозатраты. [c.199]

Переносные С. у. г., или течеискатели,-портативные приборы, используемые для обнар> жения утечки в вакуумных системах. По принципу действия течеискатели подразделяют на кондуктометрич., масс-спектрометрич., оптич., ионизационные и др. В хим. лроиз-вах наиб, распространены термокондуктометрич. устройства, основанные на зависимости теплопроводности контролируемой среды от концентрации газообразных примесей (Н , СН4, О2, ЗОг и др.). Действие мн. течеискателей основано на избират. восприятии ими нек-рого- пробного в-ва. Применяют масс-спектрометрич. устройства - простейшие масс-спектрометры для газового анализа, искровой течеискатгль (трансформатор Теслы), при перемещении электрода к-рого в области течи исследуемой системы возбуждается разряд в виде яркого [c.338]

В масс-спектрометрии используют четыре различных принципа разделения ионов комбинация магнитного и электрического секторов, квадрупольный фильтр, времяпролетные анализаторы и циклотронно-резонанС1Ш1е системы. [c.274]

Процесс фрагментации имеет вероятностный характер. Это значит, что часть ионизированных молекул фрагментируется с ионном источнике, а часть — на пути к детектору, т. е. после ускорения. Последние (так называемые метастабильные ионы) не регистрируются в виде нормальных пиков осколочных ионов. В случае ДВС фрагментация ускоренных ионов обычно индуцируется в ионизационной ячейке с повышенным давлением, что требует спехдааль-ного устройства. В принципе требуются два масс-анализатора. Первый — для выбора родительского иона из ионов, образовавшихся в ионном источнике, и второй — для анализа дочерних ионов, образовавшихся в результате столкновений. Поэтому это метод называют тандемной масс-спектрометрией (МС-МС). [c.283]

Очевидно, что методика идентификации при помощи ГХ-МС или прямого ввода пробы и ионизации электронным ударом не всегда приводит к успеху. В принципе можно сказать, что ее применение ограничено веществами, имеющими значительную плотность паров (летучесть) и термическую стабильность. В этом отношении прямой ввод пробы имеет более широкий диапазон приложений, чем ГХ-МС. Область применения ГХ-МС может быть расширена за счет дериватизации компонентов, увеличивающей их летучесть, что часто находит применение в традиционном газохроматографическом анализе (см. разд. 5.2). В масс-спектрометрии использование подобных реакций дериватизации преследует две цели. Первая из них заключается в увеличении летучести вещества экранированием полярных групп, т. е. полярные протоны кислот, аминов, спиртов и фенолов заменяются более инертными группами путем, например, этерификации кислотных групп, ацетилирования амихюгрупп или силанизиро-вания. Кроме этого, дериватизацией можно улучшить параметры ионизации. Так, включение пентафторфенильного заместителя обеспечивает более интенсивный отклик в случае масс-спектрометрии отрицательно заряженных ионов при химической ионизации электронным захватом. В рамках этих направлений, многие нелетучие и (или) термически нестабильные вещества, такие, как стероиды, (амино)кислоты, сахара, и широкий спектр лекарственных препаратов, становятся доступными газохроматографическому и ГХ-МС-анализу. Очевидно, что процедура дериватизации влияет на массу исследуемого соединения. В общем случае, сдвиг в область более высоких значений m/z является преимуществом, так как в этой области должно быть меньшее число мешающих компонентов. Однако в случае идентификации неизвестных соединений надо помнить, что дериватизация может привести и к непредвиденным артефактам тогда для определения молекулярных масс рекомендуется использовать методы мягкой ионизации (разд. 9.4.2). [c.301]

Энергию испускаемых электронов измеряют при помощи электронных спектрометров — с полусферическими или цилиндрическими зеркальными анализаторами. Оба типа спектрометров работают на принципах отклонения электронов в электростатическом и магнитном поле подобно масс-спектрометру. После прохождения через анализатор электроны с определенной кинетической энергией детектируются при помощи фотоэлектронного умножителя или канального электронного умножителя (каналотрона). [c.318]

В качестве ГХ — МС интерфейсов использовали главным образом 1) мембраны из силиконовой резины, 2) эффузиоииые трубки и 3) молекулярный струйный сепаратор [11, 12]. В настоящее время чаще всего применяется молекулярный струйный сепаратор (рис. 5-11). Первое такое устройство было выполнено Райхеджем из нержавеющей стали. Впоследствии молекулярные струйные сепараторы стали изготовлять из стекла. Сепараторы из стекла имеют большую химическую инертность, иронускную способность и чувствительность [11-13, 15]. Принцип действия устройства основан на законе сохранения количества движения. В струйном сепараторе молекулы гелия отделяются от более тяжелых молекул анализируемой смеси. Выходное отверстие сопла имеет очень маленький диаметр, поэтому скорость газового потока, выходящего из колонки ГХ, близка к сверхзвуковой. Анализируемое вещество, обладающее большим количеством движения, проходит расстояние между двумя соплами, а более легкие молекулы гелия отклоняются от прямолинейного движения и откачиваются иасосом. Струйные сепараторы успешно используются для стыковки насадочных и капиллярных кварцевых колонок большого диаметра (> 0,5 мм) с масс-спектрометром. [c.84]

Первые масс-спектрометры были сконструированы А. Демп-стером (1918) и Ф. Астоном (1919). В 1924 г. Дж. Маттаух и Р. Герцог определили основные принципы двойной фокусировки, обеспечивающей регистрацию масс-спектров высокого разрешения. Первый промышленный масс-спектрометр, с помощью которого проводились быстрые и эффективные анализы смесей углеводородов каталитического крекинга нефти, появился в 1940 г. [c.4]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология