Новые принципы спектрометрии

Новые принципы спектрометрии [c.157]

Принципы растровой модуляции. В последние годы появился принципиально новый тип спектрометра, основанный на растровой модуляции светового пучка. По конструкции это обычный классический спектрометр, во входном и выходном коллиматорах которого щели заменены растрами, представляющими собою прозрачные и непрозрачные полосы, штрихи или точки выходной растр является точной копией изображения входного растра со всеми свойственными этому изображению искажениями (искривлением спектра, аберрациями, дифракцией, дефектами изготовления и сборки оптики). При точном совмещении изображения входного растра с выходным, световой поток, падающий на фотоприемник, достигнет максимальной величины. При небольшом смещении изображения световой поток резко падает и при дальнейшем смещении меняется уже незначительно, образуя (при некоторых условиях) небольшие побочные максимумы. Точное совмещение изображения входного растра с выходным растром имеет место только для определенной длины световой волны на этом и основана селективная модуляция светового пучка, осуществляемая небольшими периодическими перемещениями изображения входного растра. При значительных размерах растра (в направлении дисперсии прибора) на фотоприемник попадает излучение, находящееся в широком спектральном интервале однако амплитуда модуляции этого излучения мала, и оно создает только большую засветку фотоприемника постоянным световым потоком, наподобие того, как это имеет место в случае сисама. [c.360]

Эти обстоятельства стимулировали в последние 15—20 лет разработку ряда приборов, основанных на новых принципах и лишенных указанных недостатков. В новых типах приборов обычно ищут пути увеличения геометрического фактора прибора (спектрометр Жирара, СИСАМ) либо стремятся увеличить число одновременно регистрируемых интервалов (спектрометр Адамара), либо, наконец, увеличивают и то и другое —геометрический фактор и число одновременно регистрируемых интервалов (фурье-спектрометры). [c.209]

Спектрометры. В химической промышленности в течение длительного периода времени спектрометры находили применение только для лабораторных анализов. В последние годы большое внимание уделяется их внедрению для непосредственного контроля технологических процессов. В связи с этим ведутся интенсивные поиски новых принципов построения спектрометров. [c.540]

Приборами будущего в ИК спектроскопии являются уже существующие интерферометры (фурье-спектрометры) высокого разрешения, а также некоторые типы приборов, разрабатываемые на совершенно новых принципах. Использование лазеров в спектроскопии КР привело не только к качественному скачку в традиционных применениях этого метода, но и к появлению новых методов, основывающихся на нелинейных оптических эффектах. Хотя такие методы, как, например, КАРС, гигантское КР и др., пока еще хи- [c.289]

Разработанные в течение последних двадцати лет три новых экспериментальных метода позволили изучать в газовой фазе и ионные реакции. К ним относятся импульсная масс-спектро-метрия с ионным циклотронным резонансом (ИЦР), импульсная масс-спектрометрия высокого давления и изучение послесвечения [469—478] (см. также литературу, приведенную в разд. 4.2.2). Хотя в основе этих методов лежат различные независимые физические принципы, полученные с их помощью результаты изучения кислотно-основных и других ионных реакций хорошо согласуются между собой (погрешность не превышает 0,4—1,3 кДж-моль или 0,1—0,3 ккал-моль ) и считаются не менее достоверными, чем результаты изучения реакций в растворах. [c.183]

Обзор методов обнаружения, не связанных с деструкцией ве ществ, опубликован Барреттом [225]. Уместно упомянуть о новом методе, носящем название фотоакустической спектрометрии, который можно использовать для мягкого обнаружения веществ, причем не только при препаративном разделении. Этот очень чувствительный и сравнительно простой способ локализации и идентификации веществ, не приводящий к их деструкции, основан на принципе фотоакустического эффекта в газах, который регистрируется чувствительным микрофоном после облучения хроматограммы монохроматическим светом [240]. [c.138]

В последние годы в качестве масс-спектрометров был использован ряд приборов, основанных на несколько различных принципах. В классическом масс-спектрометре, основанном на работах Томсона [45], Астона [4] и других исследователей [8, 19, 35, 44], используется магнитный анализатор. Более новый прибор [51, 52], в котором для разделения масс используется дрейфовая трубка, называется масс-спектрометром с разделением по времени пролета. Существует также много масс-спектрометров специального назначения [5, 6, 31, 51]. [c.209]

Для развития метода важна не просто техника. Конечно, техника может играть главную роль в успешном выполнении экспериментов, если только представления и схемы, лежащие в основе метода, уже сформулированы. Однако разработка системы для химического измерения требует знакомства как с основными принципами и возможностями развиваемого метода, так и с целями и практическими аспектами химических экспериментов. Так химик-аналитик, занимающийся разработкой но-вого метода, предусматривает, например, совместную р аботу с физиками, у которых есть совершенный масс-спектрометр, и с органиками, которые. интересуются опр.еделением структуры органических соединений. Такой контакт является стимулирующим и важным для развития новых методов и часто является решающей ступенью для открытий в области химии. [c.18]

Большинство масс-спектрометров измеряет только положительно заряженные ионы, однако вполне возможно проводить также исследование отрицательно заряженных ионов. Таким образом, масс-спектрометр может использоваться для измерения отношения массы к заряду, определения количества ионов и изучения процессов ионизации. За сорок лет, прошедшие с момента открытия принципов анализа положительных ионов, его применение непрерывно расширяется. Новые области применения вызвали к жизни новые конструкции приборов, а конструктивные усовершенствования в свою очередь стимулировали развитие новых областей применения разнообразной масс-спектрометрической техники. Конструирование приборов и их использование развивалось по следующим двум основным направлениям первое относилось к измерению относительного количества ионов различных типов, и соответствующие приборы были названы масс-спектрометрами, второе — к точному определению масс на масс-спектрографах. В масс-спектрометрии используются электрические детекторы ионных токов, и сигнал до регистрации обычно усиливается электронными схемами. В масс-спектрографах ионный луч обычно детектируется и регистрируется фотографически. На заре развития метода чувствительность фотографического детектирования ионного пучка была выше электрического. Главным образом поэтому фотографический детектор, для которого пригодны только слабые ионные пучки, стал синонимом очень точного измерения масс. [c.13]

Существуют и другие принципы спектрального анализа излучения. Здесь мы назовем селективные фильтры, пропускающие свет только в заданной узкой спектральной области, различные приборы, действие которых основано на многолучевой интерференции, а также новые типы приборов, основанные на селективной частотной и амплитудной модуляции излучения (фурье-спектрометры и СИСАМы). [c.13]

Определение индивидуального состава многокомпонентных смесей — задача весьма сложная и наиболее радикальное ее решение заключается в сочетании различных принципов анализа, что нашло отражение в создании нового метода — хромато-масс-спектрометрии. Высокая чувствительность и универсальность к природе исследуемых соединений определили выбор масс-спектрометрии среди других методов молекулярной спектроскопии для прямой идентификации веществ при выходе из хроматографической колонки [81]. [c.71]

Глава вторая посвящена аппаратуре. Поскольку принципы работы масс-спектрометра достаточно широко известны, мы считали целесообразным рассмотреть приборы высокого разрешения, а также новые методы ионообразования. Количество таких приборов за последние 10 лет возросло примерно в 10 раз. [c.4]

Наиболее радикальный путь определения индивидуального состава многокомпонентных смесей заключается в сочетании различных принципов анализа, что нашло отражение в создании нового метода — хромато-масс-спектрометрии. [c.313]

Естественно, что в монографии Ч. Пула читатель не найдет сведений об ЭПР-спектрометрах 1968—1969 годов. Эти спектрометры существенно отличаются от более ранних конструкций своими габаритами, весом и потребляемой мощностью, что достигнуто благодаря использованию транзисторной электроники и интегральных схем. Однако собственно принцип измерения не претерпел никаких изменений. Поэтому и для этих новейших систем все. материалы монографии Ч. Пула сохраняют свое значение. [c.7]

На фиг. 3.1 представлена блок-схема несложного ЭПР-спектрометра. Элементы волноводного тракта соединяют клистрон, резонатор и два детектора. Целью этой главы является описание принципов работы и практического использования элементов, применяемых в волноводных трактах ЭПР-снектрометров. Эта информация будет полезна при разработке новой аппаратуры и новых приставок к спектрометрам. Большая часть информации, содержащейся в этой главе, может быть найдена в [26—29, 31]. Кроме того, описаны новые разработки, например развязки и циркуляторы. Основные сведения о них можно найти в [36, 41, 44]. [c.91]

Очевидно, что в ближайшем будущем лазерные КР-спектро-метры станут в Химических лабораториях такими же доступными, как и ИК-спектрометры. Их главное применение по-преж-нему будет заключаться в определении молекулярной симметрии й молекулярной структуры. Будут изучаться новые молекулы и ионы, имеющие высокую симметрию или состоящие из немногих атомов. Химикам-неорганикам удастся синтезировать много новых и интересных соединений, которые необходимо будет описать. Для больших молекул полезная информация может быть получена главным образом в случае присутствия в спектре групповых колебаний для упрощения анализа может быть использован принцип локальной симметрии. ). [c.105]

Исторически первые коммерческие спектрометры в начале 50-х годов были снабжены электромагнитами с напряженностью поля 1,0 Т и генератором радиочастоты на 40 МГц для наблюдения ЯМР Н. Позже стали доступными приборы с рабочей частотой 60 МГц (Во= 1,4 Т), и к середине 60-х годов стандартным исследовательским спектрометром ЯМР стал прибор с рабочей частотой 100 МГц и напряженностью поля 2,3 Т. Этим был достигнут предел для традиционных электромагнитов, поскольку невозможно получить более высокую степень намагниченности с обычными ферромагнитными материалами. Для получения более мощных магнитных полей следовало применить совершенно новый принцип, что и привело к разработке Магнитов со сверхпроводяш,ими соленоидами. При этом используется свойство некоторых металлов, таких, как ниобий и цирконий, и сплавов полностью терять электрическое сопротивление при 4 К, т. е. при температуре жидкого гелия. Это дает возможность значительно повысить силу тока в таких системах. [c.301]

В области проектирования новых типов высокоинформациои-ной спектральной аппаратуры работа должна идти как но линии Наиболее полного раскрытия всех возможностей недавно появившейся новой аппаратуры с селективной модуляцией светового потока (сисамов, фурье-спектрометров и особенно растровых спектрометров), так и по линии разработки новых принципов построения спектральных приборов. [c.380]

Для задач спектроскопии высокого разрешения классические щелевые приборы были исторически первыми спектральными приборами. Их конструкция предельно хорошо разработана. Несмотря на то, что за последние 20 лет для ИК-области появились нещелевые спектрометры, основанные на новых принципах и по многим параметрам превосходящие классические приборы, последние до сих нор продолжают оставаться наиболее распространенными лабораторными спектральными приборами благодаря своей простоте и надежности. [c.156]

Материал катода также оказывает влияние на распределение фоновых пиков во время измерений большая сорбционная способность тори рованиого вольфрама приводит к насыщению катода различными газами выделение же при нагревании происходит неравномерно, из-за чего наблюдаются колебания величины фона, а также нестабильная эмиссия электронов. Проблема фона во много.м зависит от степени откачки масс-спектрометров и применения оригинальных новых принципов при регистрации и таких, как использование модулятора молекулярного напуска газа в ионный источник. Некоторые ошибки при измерении распространенности изотопов, имеющих своими источниками некоторые из описанных выше факторов, могут быть снижены посредством выбора соответствующего соединения исследуемого элемента. При подготовке образца из исходного матер иала следует использовать реакции, идущие до конца, в противном случае не удастся избежать ошибок, связанных с изменением изотопных отношений. Так, неполное сжигание органического вещества с целью получения удобной для масс-спектрометрических измерений формы двуокиси углерода при определении отношений дает разброс в величине для одного и того же образца порядка 0,08—0,2%- [c.144]

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]

Принцип устройства спектрометра ЯМР со сверхпроводящим машитом показан на рис. IX. 1. Здесь магнит состоит из катушки соленоида S, изготовленной из специального сплава. Ампула с образцом располагается внутри этой катушки, которая в свою очередь погружена в жидкий гелий. Одной из главных проблем при конструировании такого спектрометра является проблема термической изоляции соленоида. Эта проблема была удовлетворительно разрешена, и дальнейший прогресс в технологии, в особенности усовершенствование конструкции сосуда Дьюара, которое обеспечивает минимальный расход гелия и увеличивает периоды между заливками, к настоящему времени проложил дорогу новому поколению исследовательских приборов с напряженностью поля Во, равной 4,7 Т, и рабочей частотой 200 МГц для ЯМР Н. Для специальных областей применения — в особенности при исследовании синтетических полимеров и биополимеров — используют сверхпроводящие магниты с напряженностью поля, достигающей 9,7 Т, т. е. с ча стотой 400 МГц для ЯМР Н. [c.302]

Наряду с этим, естественно, необходимо чисто техническое усовершенствование указанных методов применительно к углеводам. В области масс-спектрометрии речь идет прежде всего о конструировании приборов, позволяющих исследовать вещества с молекулярным весом до нескольких тысяч, и использовании других принципов ионизации, например фотоио-низацин, а также о поиске новых типов летучих производных. Для ЯМР-спектроскопии одним из перспективных направлений является изучение зависимости ЯМР-спектров от температуры и природы растворителя и от ее связи с конформацией соединения. [c.627]

За последние несколько лет система преподавания химии в американских колледжах и университетах подвергалась коренной перестройке. Специалисты пришли к выводу о необходимости принципиальных изменений. Предметы были разделены на две отдельные группы — вертикальные , например неорганическая и органическая химия, и горизонтальные , например химическая динамика. Пятнадцать лет назад основной курс химического анализа повсеместно изучался на 3-ем и 4-ом семестрах. Этот курс был профилирующей дисциплиной студентов-химиков (углубленное представление о предмете можно было получить на следующих семестрах), а также одной из профилирующих дисциплин для студентов других специальностей, например биологов (которые ее терпеть не могли ). К 1970 г. этот вводный курс был, по существу, исключен из программ 3-го и 4-го семестров. Требования, предъявляемые современной системой образования, заставили ввести новый предмет на мервом семестре — вводный курс по аналитической химии. Такое резкое изменение учебной программы потребовало новых учебников, а их не было. Современная аналитическая химия профессора Пиккеринга является удачной попыткой заполнить этот пробел. Книга представляет собой сжатый лекционный курс, рассчитанный на студентов двухгодичных и четырехгодичных колледжей и университетов. Однако предмет изложен на достаточно высоком уровне с очевидным акцентом на основные принципы методов. Это хорошо защищает студентов от опасной тенденции воспринимать химию как сборник рецептов . Пиккеринг, в ногу со временем, концентрирует внимание на аналитических методах, основанных на взаимодействии между материей и энергией (инструментальный анализ). Среди аналитических методов, основанных на взаимодействии между материей и материей (химический анализ), наибольшим вниманием автора пользуются методы, которые сохраняют свое значение (например, титриметрия). В целом Пиккеринг написал замечательную и небольшую по объему книгу, в которой ему удалось (причем не поверхностно) охватить разнообразные методы термические методы радиохимический анализ эмиссионные методы и методы, основанные на атомной и молекулярной абсорбции спектроскопию комбинационного рассеяния микроволновую спектроскопию ЯМР- и ЭПР-спект-роскопию масс-спектрометрию измерение дисперсии оптической актив- [c.14]

Основные научные работы посвящены изучению структуры и механизма действия макромолекул биополимеров. Разработал (1939, совместно с физиком Я. И. Френкелем) статистическую теорию цепных молекул с ограниченной гибкостью. Одним из первых предложил изучать механизмы полимеризации и поликонденсации путем анализа молекулярно-массовых распределений. С помощью ЭПР-спектрометра с повышенной в 100 раз концентрационной чувствительностью, построенного на основе предложенного им нового метода регистрации ЭПР-сигнала, измерил такие фундаментальные величины, как абсолютная скорость роста и обрыва цепи при полимеризации. Совместно с Д. Л. Талмудом создал (1945) теорию глобулярного строения белка ее принципы лежат в основе современных представлений о третичной структуре белков. С 1960 занимается изучением структуры и функций нуклеи- [c.79]

Книга Масс-спектральные методы посвящена рассмотрению основ теории масс-спектральных анализаторов состава вещества и. принципов действия различных типов масс-спектрометров статических, радиочастотных, времяиролетных и некоторых новейших. [c.3]

Спектрометр Адамара. Выигрыш Фелжета может быть реализован с помощью другого, недавно предложенного метода, при использовании которого результат, аналогичный полученному с помощью фурье-спектрометра, достигается традиционными спектроскопическими средствами без применения интерферометра с прецизионно перемещающимся зеркалом, весьма чувствительного к вибрациям и случайным нарушениям постоянства скорости движения зеркала. Этот новый метод был назван его авторами спектроскопией Адамара [8.11—8.13]. Такое название связано с принципом расположения и перемещения щелей спектрального прибора, которое задается матрицами Адамара [8.141. [c.223]

Новые возможности перед масс-спектрометрией открылись в результате ее сочетания с хроматографией, с созданием, таким образом хромато-масс-спектрометрического анализа . Начало было положено созданием быстродействуюпщх приборов, способных записывать масс-спектры во время прохождения вещества через хроматограф (Наталис, 1958). К этому времени проблема идентификации вещества по его полному масс-спектру путем сравнения его с табулированным спектром фактически уже была решена. Однако представлялась целесообразным идентификация вещества лишь по несколько наиболее интенсивным линиям путем сравнения с табличными данными. Первая такая попытка масс-спектрометрической идентификации хроматографических пиков принадлежит Хеннебергу в ФРГ (1967). В СССР этот принцип успешно разработан Тальрозе и сотр., которые в 60-х годах создали прибор, основанный на получении небольшого числа линий масс-спектра вещества и на сравнении их интен- [c.256]

Он предпринял попытку создать язык сверхвысокого уровня , предназначенный специально для масс-спектрометрии. При составлении программы на этом языке масс-спектрометрист использует обычный набор ключевых слов, но они имеют особые значения. Каждое ключевое слово соответствует полной отдельной подпрограмме, предварительно записанной на одном из общепринятых языков, ФОРТРАНе или языке ассемблера. Все эти программы работают совместно, т. е. их можно объединять в любом порядке и использовать для обработки вводимых в ЭВМ значений. При таком методе работы масс-спектрометрист легко может составить новую программу, если это понадобится для анализа, и надежная работа такой программы будет гарантирована (по крайней мере в принципе). Подобный подход интересен, но ограничен применением только к анализу твердых тел. Кроме этого, составленные таким образом программы часто оказываются малоэффективными. [c.243]

Среди высокочувствительных методов анализа разнообразных веществ своими возможностями выделяется искровая масс-спектрометрия. Этот метод наиболее интенсивно развивается в последнее десятилетие после освоения производством масс-спектрометров с двойной фокусировкой и искровым ионным источником. Принцип двойной фокусировки ионов (электростатическим и магнитным полями) был предложен в 1934 г. Мат-таухом — Герцогом, а в 1935 г. А. Демпстер разработал ионный источник нового типа с искровым разрядом в вакууме и применил его на масс-спектрометре, послужившем прообразом современных приборов. [c.5]

Описаны принципы работы нового детектора, представляющего собой комбинацию термоионного ионизационного прибора с масс-спектрометром, выполненных в виде одного устройства. Приведены примеры использования детектора для идентификации компонентов смеси, определения относительных удерж, объемов, анализа микропримесей. Показана возможность применения детектора с насадочными и капиллярными колонками. В последнем случае можно определить lO ii г в-ва (10 5 мкл N2). [c.174]

Другим подходом, с помощью которого были достигнуты большие успехи в исследовании механизма ферментативных реакций, является релаксационная спектрометрия. Этот подход разработан Эйгеном (Eigen, Маеуег, 1963). Принцип релаксационной спектрометрии достаточно прост. В реакционной смеси, находящейся в равновесии, быстро изменяют одну из термодинамических переменных (температуру, давление, напряженность электрического поля), которые влияют на положение равновесия реакции. Это заставляет систему перейти в новое положение равновесия, т.е. реакция релаксирует к новому конечному равновесному состоянию. Кинетика такой релаксации зависит от скорости элементарных стадий ферментативной реакции. [c.58]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология