Зависимость чувствительности от массы ионов

Тепловой разброс молекул по скоростям также вносит значительное искажение в изотопные отношения. Следует учитывать и вторичные процессы, протекающие в ионном источнике и приемнике. Размытость пучка (сферическая и хроматическая аберрации) приводит к ошибкам при измерении изотопного состава. В конце концов, как указывает Барнард [40], чувствительность масс-спектрометра 5 = //Р, где / — ионный ток, Р — парциальное давление данного компонента (изотопа), находится в зависимости от массового числа М. [c.38]

При сочетании масс-спектрометра и газового хроматографа в ходе анализа приходится иметь дело с различными быстрыми изменениями парциального давления в ионном источнике в соответствии с меняющимся профилем газохроматографического элюирования. Парциальное давление во время измерения масс-спектра должно по возможности поддерживаться постоянным во избежание помех, влияющих на интенсивности пиков и могущих привести к ошибочной интерпретации результатов измерений. Решением проблемы может быть регистрация спектра за очень короткий промежуток времени (в режиме быстрого сканирования), поскольку колебания парциального давления в шкале времени пролета ионов сравнительно невелики и не сказываются существенным образом на качестве спектра. Для быстрого сканирования, однако, необходимы быстродействующие безынерционные детектирующие устройства с высокой чувствительностью. В значительной мере этим требованиям удовлетворяют вторичные электронные умножители. Вторичный электронный умножитель выполняет функцию предусилителя. Ионы, проходящие через входную щель детектирующего устройства, попадают вначале на первый конверсионный динод, при соударении с которым каждый ион выбивает несколько вторичных электронов. Эти электроны под действием ускоряющего напряжения между динодами направляются на второй динод, из которого каждый падающий электрон вновь выбивает некоторое число вторичных электронов, и этот процесс повторяется на следующем диноде. С последнего динода на коллектор падает настоящий электронный ток, по своей мощности многократно превосходящий первоначальный ионный ток, поступающий на конверсионные диноды. Коэффициенты усиления во вторичных электронных умножителях с числом динодов от 16 до 20 достигают значений 10 —10 . Другим существенным преимуществом этого метода предварительного усиления является возможность обеспечения исключительно малых значений постоянных времени при очень низком уровне шумов. В качестве одного из недостатков можно указать на некоторую зависимость коэффициента усиления от массы ионов (дискриминация по массам). [c.296]

При работе в режиме обычной развертки масс-спектра чувствительность масс-спектрометра эквивалентна чувствительности пламенно-ионизационного детектора. Когда же прибор работает в режиме регистрации хроматограммы по селективным ионам (селективно-ионный режим), то в зависимости от типа соединений и условий анализа предел обнаружения достигает Ю "— 10 г. Такие приемы можно применять для анализа сложных смесей независимо от степени разделения на колонке необходимо только, чтобы в масс-спектре каждого компонента смеси присутствовал хотя бы один специфический ион. [c.125]

Была исследована фокусировка атомов Н, О, N и парамагнитных молекул N02, Ог, N0. Кривые фокусировки (зависимости относительного прироста интенсивности ионного тока от напряженности магнитного ноля у полюсов линзы) приведены на рис. 5 и 6). Видно, что при наличии фокусировки чувствительность масс-спектрометра к атомам Н повышается в 9 раз, к остальным парамагнитным частицам — в 3 раза. Следовательно, если периодически менять напряженность магнитного поля линзы от нуля до некоторой величины, то интенсивность пучка парамагнитных частиц будет модулироваться при постоянном потоке остальных молекул. Расчет показывает, что при такой модуляции можно детектировать относительную концентрацию радикалов (основная помеха создается дробовым шумом ионного тока молекул), равную [c.23]

Д. Зависимость чувствительности от массы ионов [c.123]

Рис. 4.4. Зависимость чувствительности от массы ионов для пластин кодак SWR и напыленных пластин R A.

При обсуждении зависимости чувствительности пластинок от энергии и массы ионов необходимо сравнить рассчитанные и экспериментальные данные. В соответствии с нашими представлениями чувствительность, как видно из уравнения (20), пропорциональна полной энергии Е или, что то же самое, "/ . Опуб- [c.126]

Даже если использовать упрощенное уравнение (20) зависимость чувствительности от атомного номера Zi и массы Mi иона очень сложна. Процесс почернения происходит путем электронного взаимодействия, поэтому более логично построить зависимость отклика пластин для различных элементов от их атомного номера Zi, а не от массы Mi. Но поскольку обычно применялась масса Ml, воспользуемся этим же параметром. Кстати, согласно уравнению (20), даже для различных изотопов данного элемента [c.128]

Различие эффектов селективности приводит к тому, что концентрации ионов определяемых элементов при входе в магнитный анализатор масс-спектрометра не пропорциональны первоначальным содержаниям в исследуемом образце. По этой причине каждому элементу приписывается свой коэффициент чувствительности. После прохождения частиц в поле магнитного анализатора ионы одного и того же элемента разделяются в зависимости от величины заряда. Чтобы учесть разделение изотопов по массам, каждый член умножается на процентное содержание рассматриваемого изотопа данного элемента. Разделение в магнитном поле масс в зависимости от заряда ионов и оценка только однозарядных частиц приводят к тому, что [c.122]

Результаты определения х и Км свидетельствуют о том, что при использовании амплитуды пика полученные зависимости Км от массы регистрируемого иона близки к опубликованным в литературе [1]. В то же время применение суммарных и интегральных характеристик дало возможность установить, что зависимость чувствительности фотоэмульсии от массы иона значительно слабее, чем считалось раньше. При изменении массы иона от углерода до свинца значение х изменялось от 0,00 0,15 до 0,3+0,2 при использовании суммарных харак теристик пика, а для интегральных характеристик— от 0,2 0,15 до 0,35+0,15. [c.137]

Чувствительность обнаружения зависит от массы ионов и от их энергии. Оуэнс [49] показал, что зависимость чувствительности пластинок от массы выражается ]/Мрг/М, где М — масса исследуемого иона, — масса иона сравнения Такая же зависимости типа была найдена Бурле- [c.335]

Рис. 76. Схема масс-спектрометра в трубку прибора (с высоким вакуумом, порядка 10-8 мм рт.ст. ) вводится вещество, частицы которого в источнике ионов 1 ионизируются и ионы получают нужное ускорение. Поток ионов 3 идет по изогнутой трубке , помещенной между полюсами магнита 4, и вследствие действия магнитного поля траектория их изгибается в зависимости от массы частицы и напряжения магнитного поля. При изменении напряжения поля в коллектор 5 направляется лишь пучок частиц определенной массы. В зависимости от числа частиц данной массы чувствительный гальванометр 6 покажет больший или меньший ток, благодаря чему масс-спектрометр дает возможность не только открыть частицы разной массы (в том числе радикалы и изотопы), но и определить их количество

Масс-спектр — это изображение относительных концентраций положительно заряженных осколков (включая молекулярный ион) в зависимости от их масс. Наиболее интенсивный в спектре пик, называемый максимальным (основным), принимается за 100%, а интенсивности (высота X коэффициент чувствительности) других пиков, включая пик молекулярного иона, выражаются в процентах от максимального пика. Конечно, максимальным пиком может быть иногда и пик молекулярного иона. На рис. 2а пик молекулярного иона имеет т/е 92, а максимальный пик — т/е 91. [c.31]

Одним из важнейших условий применения метода ДМЭ является получение и поддержание чистой поверхности. Для этого используются специальные методы подготовки поверхности и аппаратура, позво.ляющая поддерживать давление порядка 10 мм рт. ст. н ниже. Следует иметь в виду и уметь оценивать некоторые эффекты. могуш ие приводить к ошибочным результатам. Важнейшие из них — десорбция загрязняющих газов с металлических поверхностей под действием медленных электронов и вытеснение с поверхности одного газа другим, например вытеснение окиси углерода кислородом. При давлениях ниже 10" мм рт. ст. эти эффекты могут стать значительными, особенно в опытах с напус-К0Л1 газов. Очень рекомендуется использовать прибор для изучения ДМЭ, соединенный с чувствительным масс-спектрометром. Применение масс-спектрометра квадрунольного типа позволяет избежать искажающего влияния магнитного поля и получить высокую чувствительность. Кроме того, нужно знать зависимость коэффициентов прилипания от условий обработки поверхности твердого тела. Так как при давлениях порядка 10 мм рт. ст. СО является главным компонентом многих систем, важно помнить, что коэффициент прилипания СО к поверхности металлического кристалла может изменяться от <10 до 0,1 и выше в зависимости от степени отжига поверхности. Например, поверхность грани (001) хорошо отожженного кристалла молибдена имеет коэффициент ирилинания СО меньше чем 10 , но после бомбардировки ионами аргона при 100 В и 50 мкА/см в течение 10 мин коэффициент прилипания становится больше, чем 0,1 Следовательно, при давлениях порядка 10 мм рт. ст. в некоторых случаях искажающие картину загрязнения могут появиться за несколько часов, в то время как в других условиях они не появляются и за несколько дней. Неотожженные сублимированные пленки имеют необычно высокие коэффициенты прилипания. [c.272]

Таким образом, использование хромасса позволяет получить масс-спектры индивидуальных компонентов смеси без их физического разделения, т. е. без выделения каждого компонента в чистом виде. Количество вещества, достаточное для получения устойчивого масс-спектра, при таком способе введения его в прибор колеблется в зависимости от типа прибора от 10 до 10 г. Обычно в качестве стандарта для определения чувствительности масс-спектрометра при введении вещества через хроматограф служит метил-стеарат. Определяют минимальное его количество, достаточное для получения стабильного масс-спектра при соотношении интенсивности сигнала — пика молекулярного иона и интенсивности шумовых сигналов 1 10. В проспектах некоторых фирм даются другие соотношения, например 1 3 (меньшая чувствительность) или 1 20 и более (большая чувствительность). [c.12]

Ионный ток, выходящий из источника, после прохождения через прибор и разделения по массам регистрируется детектором. Как ранее, так и в настоящее время большая часть работ выполняется с использованием в качестве детекторов ионночувствительных эмульсий. В гл. 4 изложена проблема регистрации и количественного измерения пучков ионов при помощи этих эмульсий. Обсуждены способы проявления пластин, гомогенность эмульсии, чувствительность эмульсии и ее зависимость от массы и энергии ионов, уровень фона, а также преимущества и ограничения фотографического метода регистрации ионов. [c.11]

Зависимость чувствительности от массы ионов представлена в табл. 4.3. Для пластин илфорд Q1, Q2 и кодак SWR в логарифмических координатах в основном получены прямые с наклоном у от —0,5 до —0,8. Чтобы на прямую попадали также значения для ионов с малыми массами (М<10), представляется необходимым ввести дополнительный член [c.123]

Рис. 4.5. Схема расположения сферических зерен АдВг, погруженных в слой желатины, предложенная Бур-лефингером и Эвальдом (1963) для оценки зависимости чувствительности эмульсии от массы ионов.

Хейес (1969) измерил чувствительность пластин илфорд Q2 и напыленных промышленных пластин Te hni al Operations, In . (Берлингтон, Массачусетс, США) к тяжелым ионам с энергией 8 кэВ. С этой целью он использовал перфторалкан, который обеспечил ему 8 основных массовых пиков в диапазоне от 69 до 431 а.е. м. С помощью электрических измерений была определена плотность ионов, достаточная для 50%-ного почернения, и построена ее зависимость от полной массы ионов, которая может быть выражена как М . [c.129]

Вурос и др. (1970) подробно изучили зависимость чувствительности от структуры и размеров ионов с массами 128— [c.130]

Программы, записанные для систем пакетной обработки, исторически предшествуют программам для устройства с разделением времени, и являются основным методом машинной обработки результатов в масс-спектрометрии с искровым источником ионов. В литературе более или менее подробно рассмотрен ряд систем и программ для систем пакетной обработки. В большинстве из них исходные данные считываются с фотопластины вручную при помощи микрофотометра и печатаются на перфокартах или бумажной ленте. Одной из первых попыток обработки масс-спектрометрических данных с помощью простой программы пакетной обработки, записанной на языке ФОРТРАН, посвящена работа Кепникота (1964). Программа была основана на способе калибровки фотопластин, разработанном Черчиллем (1944). В более поздней работе (Кенникот, 1966) предложена новая система накопления данных. Система записывает на магнитной ленте в аналоговой форме профиль каждой спектральной линии, выбранной аналитиком для расчета. После проведения сканирования всех необходимых линий эта магнитная лента направляется в ЭВМ и объединяется с отпечатанными на картах дополнительными данными, необходимыми для идентификации линий и для расчета, — образуется пакет данных, ЭВМ снабжена приспособлением для перевода аналоговой записи на ленте в цифровую форму. Вулстон (1965) описал систему, в которую данные вводятся пробитыми на перфокартах. Для калибровки фотопластин было использовано уравнение Халла (1962). В формулу Халла входят два коэффициента, которые необходимо определять отдельно как для основы, так и для каждой примеси. Но программа составлена таким образом, что эти величины рассчитываются автоматически достаточно ввести в ЭВМ исходные данные для трех элементов. В программу входят все используемые обычно поправочные коэффициенты (зависимость чувствительности фотопластины от массы иона, учет фона, распределения ионов по зарядностям, коэффициенты относительной чувствительности) производится расчет пределов обнаружения, ошибок эксперимента и выдача полных результатов анализа. Эта программа была записана на языке ассемблера, соответствующем группе ЭВМ КСА-601. Очень гибкая программа на языке АЛГОЛ предложена Франценом и Шуи [c.227]

По-видимому, разные значения КОЧ, приведенные в табл. 11.6, не могут быть объяснены зависимостью чувствительности от массы для эмульсии илфорд Q2, особенно для ионов с близкими массами, таких, как 2 "Ат, [c.367]

Измерение парциальных давлений в высоковакуумных системах осуществляется с помощью масс-спектрометров, принцип работы которых основан на разделении ионизированных молекул в зависимости от отношения массы иона к его заряду и последующем измерении соответствующих ионных токов. Масс-спектрометры, предиазначенные специально для высоковакуумных исследований, принято называть анализаторами остаточных газов (АОГ). Их отличительными особенностями являются высокая чувствительность и возможность прогрева с тем, чтобы газовыделение самого [c.331]

Рпс. 3.5. Зависимость чувствительности эмульсии liford Q2 от массы ионов [19] [c.80]

Для фотопластинок IlfordQl было установлено, что чувствительность эмульсии связана с энергией нона и монотонно возрастает с увеличением ее до тех пор, пока не будет достигнут максимум [27]. Вагнер [31] получил следующую эмпирическую зависимость чувствительности эмульсии IlfordQ от энергии и массы ионов [c.81]

Чтобы найти коэффициенты К и Я (3.18) и (3.19), на одну пластинку последовательно экспонируют масс-спектры различных элементов от легких до тяжелых, например С, 51, Ре, 2г, Се, Р1. Затем строят зависимости 1 [тф—Тл+ф)/(тл-ьф—Тн)] от ] QJ для каждого из используемых элементов. В результате получают семейство прямых линий (рнс. 3.16), сдвинутых друг относительно друга по оси абсцисс. Как видно из рисунка, чувствительность К, определяемая величиной этого сдвига, монотонно меняется с массой. Поэтому после определения К 1М0жн0 построить кривую зависимости чувствительности фотоэмульсии от массы ионов. Очевидно, что отношение К для различных эле- [c.98]

Высокая абсолютная yв твитeльнo ть масс-спектро.метрии с искровым ионным источником может быть реализована при анализе мпкрообъемов вещества. Как известно, для определения в образце практически всех примесей на уровне 10 — 10 ат.% достаточно 2—5 мг вещества для регистрации более высоких содержаний элементов, благодаря линейной зависимости чувствительности от объема израсходованного материала, требуется во столько же раз. меньшее количество пробы. Поэтому можно обнаружить ирн.меси в образцах малого обтэе-ма, когда другими методами не удается установить даже главные компоненты. Метод вакуу.мной искры успешно исгюльзуется для аиализа микроскопических образцов, в то.м числе. миниатюрных полупроводниковых приборов и небольших кристаллов природного или искусственного происхождения, для определения состава отдельных включений и исследования микронеоднородностей. [c.150]

При рассмотрении образования отрицательных ионов молекулами органических соединений различных классов демонстрировалась чувствительность масс-спектров отрицательных ионов к изомерному строению молекул. Например, в случае распада молекулярных отрицательных ионов полиенов было показано, что масс-спектры структурных изомеров резко отличаются друг от друга (см. 4.2). На рис. 34 сопоставлены масс-спектры отрицательных и положительных ионов полиенов. Из рисунка очевидно, что по масс-спектрам отрицательных ионов возможно непосредственно воссоздавать структуру молекул, в то же время различия в спектрах положительных ионов изомеров незначительны. Из табл. 12 следует, что изомеры бутилбензола при взаимодействии с электронами образуют ионы совпадающих массовых чисел, но их эффективный выход от изомера к изомеру колеблется на три порядка величины — интенсивности отдельных линий масс-спектров положительных ионов бутилбензолов колеблются в пределах 2—3%. Резкое различие масс-спектров ксилолов, изомеров этиленимина, изомеров пиридина, изомеров алкилтиофа-на (см. табл. 14, 15, 30, 33), а также конденсированных изомеров тиофена [98] показывает, что отсутствие многочисленных интенсивных перегруппировочных процессов при диссоциации молекулярных отрицательных ионов является одной из причин резкого различия масс-спектров изомеров положения. Второй причиной может быть сильная зависимость эффективного выхода ионов от электронного сродства соответствующих осколков, которое, в свою очередь, чувствительно к строению молекулярной системы, к изменению порядка расположения атомов в фрагменте молекулы [264]. [c.137]

В литературе описан метод стандартизации масс-спектрометрических характеристик на основе полной ионизации, обеспечивающий использование табличных или расчетных величин [288]. Однако необходимость суммирования интенсивностей всех пиков в спектре делает метод излишне громоздким и трудоемким, а обязательное наличие системы введения постоянного объема образца ограничивает применение метода. Целесообразнее использовать для стандартизации более простые зависимости, связывающие аналитические коэффициенты с некоторыми постоянными величинами, в частности зависимости их от молекулярного веса [102]. Такая зависимость наблюдается в широком диапазоне молекулярных весов. Так, например, для коэффициентов чувствительности пиков молекулярных ионов в масс-спектрах метановых углеводородов С13Н28—СзоНб2 эта зависимость описывается кривой 1 (рис. 36). Кривые 2 и 5 на рис. 36 построены по интерполяционным уравнениям [c.157]

Природные и промышленные материалы содержат рений от 10 до десятков процентов. В зависимости от содержания рения в анализируемых объектах для его определения используются весовые, титриметрические, электрохимические, спектрофотометрические, спектральные, флуоресцентные, рентгеноспектральные, радио-активационные, масс-спектрометрические и другие методы. Большое число публикаций относится к изучению взаимодействия рения с различными органическими реагентами и разработке спектрофотометрических и экстракционно-спектрофотометрических методов его определения. Такая тенденция вполне закономерна, если учесть большую склонность рения к комплексообразованию с различными реагентами, а также то, что фотометрические методы обладают высокой точностью и экспрессностью. Значительное развитие экстракционно-фотометрических методов определения рения, основанных на образовании ионных ассоциатов перренат-и гексахлороренат-ионов с красителями, связано с их высокой чувствительностью и избирательностью. Многие из этих методов позволяют определять рений в присутствии больших количеств молибдена — основного мешающего элемента. [c.73]

Если в процессе сканирования ширина пиков поддерживаетси постоянной то это уравнение дает зависимость размера выходящего пучка от массы ио нов Так для ионов с массами 69 и 1166 ионные пучки имеющие на входе в систему диаметр О 1 мм на выходе будут иметь диаметры 1,4 и 6 мм соот ветственно Следовательно радиус свободного пространства иедискриминирую щей системы стержней должен быть больше максимального радиуса R По этому предпочтительнее стержни гиперболического сечения Круглые стержни обеспечивают близкое к гиперболическому поле только в центральной части си стемы, что приводит к уменьшению эффективной площади пропускания ионов по сравнению со свободным пространством Чувствительность систем с гипер болическими стержнями выше, особенно прн высоком разрешении [c.17]

Наряду с диапазоном масс и разрешающей способностью важной харак теристикои масс анализатора является чувствительность В режиме селектив ного детектирования отдельных ионов квадрупольные и магнитные масс спек трометры достигают предельной чувствительности в несколько пикограмл-ов на мкл образца введенного в газовый хроматограф При регистрации полного масс спектра предел обнаружения составляет несколько сот пикограммов в зависимости от природы образца [c.17]

Когда необходимо регистрировать только один или два пи ка, электронные блоки устройств для peak mat hing могут быть модифицированы так, чтобы осуществлять селективное ионное детектирование обоих пиков путем последовательного переключения ускоряющего напряжения между вершинами этих пиков В существующих коммерческих масс спектрометрах высокого разрешения это осуществляется разъединением скани рующих катушек этих устройств [112] Можно производить н сканирование внутри узкого интервала масс, но чувствительность при этом понижается по сравнению с селективным ионным детектированием Преимуществом последнего метода, правда, является то, что информация о профиле пика получается в процессе всего эксперимента Например, при анализе афлатоксинов производилось сканирование в пределах 0,3 а е м для каждого пика при разрешении 7000 Управление источниками питания ускоряющего напряжения и потенциала электрического сектора с помощью ЭВМ обеспечивает дополни тельные выгоды по сравнению с чисто схемным решением число каналов масс может быть увеличено и может меняться в про цессе анализа доля времени регистрации каждого иона также может меняться в зависимости от ожидаемой интенсивности соответствующих пиков, система при соответствующем программировании может сканировать небольшой участок масс обесиечи вая информацию о профиле пика, которая может использоваться как для оценки степени наложения со стороны изобарных ионов, так и для осуществления периодической регулировки ускоряющего напряжения для компенсации дрейфа [c.63]

При ионизации ЭУ образовавшийся ион находится в возбужденном состоянии и может распадаться на различные фрагменты в зависимости от величины переданной электроном энергии, условий локализации заряда и наличия слабых мест в структуре молекулы [13] (рис. 7.3.). Из-за значительной фрагментации масс-спектры некоторых соединений не содержат гагка молекулярного иона, что является одним из недостатков ионизации ЭУ. Уменьшение энергии ионизи-руюш 1х электронов приводит к увеличению относительной интенсивности пиков молек> лярных ионов и к уменьшению, а иногда и полному исчезновению пиков осколочных ионов. При этих условиях получаются малолинейчатые спектры, которые используют для выявления пиков молекулярных ионов. Однако при уменьшении энергии бомбардирующих электронов резко снижается эффективность ионизащпг, и поэтому на практике приходится искать компромисс между требованием уменьшения пиков осколочных ионов и необходимостью сохранения чувствительности прибора. [c.846]

И магнитное поле, испытывают отклонения. Эти отклонения зависят как от отношения между массой и зарядом, иона, так и от его скорости и поэтому позволяют разделить и идентифицировать компоненты анализируемого объекта. С этой целью молекулы или атомы. анализируемого вещества ионизируются в вакууме посред-ством бомбардировки электронами или ионами, нагревания или использования искрового разряда. Полученные ионы собираются з ионный луч, который пропускается через анализатор спектрометра, и таким образом разделяются в зависимости от соотношения между массой и зарядом. В детекторе прибора разделенные ионы идентифицируются путем определения отношения масса/заряд для кз[ЖДОЙ группы. Метод обладает сравнительно высокой чувствительностью— в среднем порядка 10 %, в отдельных случаях — lO-70/о. [c.198]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология