Другие типы масс-спектрометров

Масс-спектрометрия высокого разрешения нашла широкое применение не только для идентификации и изучении структуры отдельных соединений, но и для идентификации типов соединений в сложных смесях и установления распределения этих типов по молекулярным весам. Использование масс-спектрометра при исследовании широких высокомолекулярных нефтяных фракций ограничивается рядом факторов, одним из которых является наложение масс-спектров типов, отличающихся по 2 (в формуле СпНзга+г) ИЗ 14 единиц. Это наложение обусловлено равенством номинальных масс 1С—12Н. Так, например, ион нонана С9Н20 (общая формула С Игп+г) и нафталина СюНа(СпН2п 12) обладают номинальной массой 128, в результате чего их молекулярные пики на приборе с малой разрешающей силой перекрываются. Однако точные значения массовых чисел подобных ионов отличны друг от друга ДМ дублета Н 2—равно 0,0939. Ввиду этого на масс-спектрометре с высоким разрешением указанным выше ионам будут соответствовать 2 пика, что позволит установить присутствие обоих веществ. Естественно, аналогичная картина наблюдается и в осколочных ионах. При переходе к неуглеводородным соединениям расшифровка осложняется из-за наложения масс-спектров, вследствие наличия одного или нескольких гетероатомов. В этом случае установление распределения по молекулярным массам с помощью обычного масс-спектрометра часто невозможно. [c.126]

Карбоновые кислоты являются наиболее изученным классом кислородсодержащих соединений нефти. Содержание нефтяных кислот по фракциям меняется по экстремальной зависимости, максимум которой приходится, как правило, на легкие и средние масляные фракции [144]. Методом хромато-масс-спектрометрии идентифицированы различные типы нефтяных кислот. Большинство из них относится к одноосновным КСООН, где в качестве Я может быть практически любой фрагмент углеводородных и гетероорганических соединений нефти. Давно замечено, что групповые составы кислот и нефтей соответствуют друг друху в метановых нефтях преобладают алифатические кислоты, в нафтеновых - нафтеновые и нафтеноароматические кислоты. Обнаружены алифатические кислоты от С, до С25 линейного строения и некоторые разветвленного строения. При этом у нефтяных кислот соотношение н-алкановых и разветвленных кислот совпадает с соотношением соответствующих углеводородов в нефтях [181]. [c.19]

В магнитном время-пролетном масс-спектрометре ионы движутся в постоянном магнитном поле по круговой траектории. В этом спектрометре ионный пучок проходит импульсами с частотой 300 кгц [10]. Ускоряющее электрическое поле падает до нуля раньше, чем ионы (кроме самых легких) выйдут из источника, так что все тяжелые ионы получают равные импульсы, и поэтому в магнитном поле движутся по одной и той же траектории. Так как ионы описывают полную окружность, они фокусируются, давая ионно-оптическое изображение своего пространственного распределения в ионном источнике. Другой тип масс-спектрометра по времени пролета представляет собой прибор, в котором ионы двигаются от источника к коллектору по линейной траектории при отсутствии магнитного поля. В приборе измеряется время дрейфа ионов с известной энергией по длинной ограниченной трубке. Интервал времени между поступлением масс на коллектор [c.7]

Другой тип масс-спектрометра по времени пролета представляет собой прибор, в котором ионы двигаются от источника к коллектору по линейной траектории при отсутствии магнитного поля. В приборе измеряется время дрейфа ионов с известной энергией по длинной трубке. Интервал времени между поступлением ионов на коллектор пропорционален ]/т. Спектр может быть зарегистрирован усилением импульсов и подачей их на катодный осциллограф с управляемой разверткой. [c.32]

Магнитный масс-спектрометр выбран здесь лишь для иллюстрации подробное обсуждение этого и других типов масс-спектрометров можно найти в литературе [1—3]. [c.167]

ДРУГИЕ ТИПЫ МАСС-СПЕКТРОМЕТРОВ [c.64]

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]

Метод химической ионизации состоит в образовании ионов под действием других ионов, генерируемых в отдельной камере. При химической ионизации положительных ионов генерируемые ионы представляют собой доноры протонов, которые при столкновении с молекулами анализируемых веществ отдают )1м протон, образуя при этом псевдомолекулярные ионы (М+Н)+- По последним можно устанавливать молекулярную массу компонентов в смеси. Аналогично происходит образование отрицательных ионов с акцепторами протонов (С1 , ОН- и др.). Анионная химическая ионизация (с 0Н ) была применена для анализа 17 образцов нефтей с целью идентификации их месторождений. Для описания конкретной нефти бралось 30 характеристичных пиков (для сокращения процесса анализа) [204]. Химическая ионизация с положительными ионами позволяет определить тип азотсодержащих соединений в нефтях [205]. Недостатком метода является его малая эффективность для определения полной структуры или даже элементов структуры компонентов ввиду малой степени фрагментации, отсутствию данных по закономерностям химической ионизации многих классов соединений, встречающихся в нефтях. Однако сочетание этого метода с другими методами масс-спектрометрии может дать полезные сведения для анализа нефтей. Например, распад ионов, полученных при химической ионизации смеси углеводородов и серусодержащнх соединений с выделением частицы 5Н (масса 33) был применен при анализе на приборе ударной активации [206]. [c.136]

Важным вопросом является развитие практических навыков в использовании физических методов. Реально, по-видимому, это осуществить на ограниченном числе методов типа масс-спектрометрии, ИК, УФ и ЯМР спектроскопии и некоторых других методах. [c.264]

Химическая ионизация с положительными ионами позволяет определить тип азотсодержащих соединений в нефтях. Недостатком метода является его малая эффективность для определения полной структуры или даже элементов структуры компонентов (ввиду малой степени фрагментации, отсутствия данных по закономерностям химической ионизации многих классов соединений, встречающихся в нефтях). Однако сочетание этого метода с другими методами масс-спектрометрии может дать полезные сведения для анализа нефтей. [c.78]

К счастью, именно при решении вопросов строения соединений такого типа масс-спектрометрия оказалась наиболее многообещающим методом. Поэтому вместо обзора применения других видов спектроскопии к природным соединениям сосредоточим здесь внимание на масс-спектрометрии, которая до сих пор лишь вскользь упоминалась в гл. 2. [c.538]

После ионизации вещества ионы разделяются в масс-анализаторе в соответствии с их отношением массы к заряду. В настоящее время используют пять типов анализаторов магнитный секторный анализатор, квадрупольный фильтр масс (квадрупольный масс-спектрометр), квадрупольная ионная ловушка, времяпролетный анализатор и циклотронно-резонансный анализатор (масс-спектрометр на основе ион-циклотронного резонанса, ИЦР-спектрометр). Детектирование ионов в большинстве случаев проводят при помощи электронного умножителя, хотя применяют также и другие детекторы. В процессе анализа формируется огромное количество данных, поэтому для их сбора, хранения, обработки и интерпретации используют наиболее современные мощные компьютерные системы и программное обеспечение. [c.259]

Масс-спектрометр используют не только для обнаружения течи, но и во многих других областях, например для изучения газов при очень малых давлениях. Масс-спектрометр секторного типа представляет собой удобную конструкцию, широко] используемую для решения различных задач [915]. Например, изучение диффузии гелия через стекло [1522], обезгаживание металлов [887]. Условия работы и системы напуска, позволяющие работать с очень малыми количествами образца, были описаны в гл. 5. Однако во многих случаях более пригодны другие типы масс-спектрометров. Эдвардс [568] рассмотрел применение различных типов масс-спектрометров в исследованиях высокого вакуума. В некоторых случаях большими преимуществами обладает омегатрон благодаря высокой чувствительности в сочетании с малыми размерами, простой конструкцией и возможностью работы при высокой температуре. Это делает его пригодным для исследования вакуумной аппаратуры, в которой Возможна высокая температура. Альперт и Бюритц [40] использовали омегатрон в качестве манометра для измерения давления (чувствительность сопоставима с чувствительностью ионизационного манометра) при исследовании остаточного давления, которое может быть получено в стеклянной аппаратуре. Омегатрон имеет то преимущество, что при его помощи можно провести анализ остаточных газов, причем вакуум ограничивается диффузией гелия через стеклянные стенки системы. Это было сделано в изолированной вакуумной системе. В исследуемом спектре остаточный пик гелия увеличивался с течением времени, а пик, отвечающий азоту, не изменялся. Альперт и Бюритц получили для Не ток 2-10 а, соответствующий парциальному давлению гелия 5-10 мм рт. ст. Омегатрон использовали также при очень низких давлениях для определения веществ, образующихся в вакууме при работе масляных диффузионных насосов, с целью установить, состоит ли остаточный газ из продуктов десорбции или образован при разложении масла диффузионных насосов [1676], При помощи этого прибора измерялось также выделение кислорода с поверхности, покрытой окислами бария, стронция и магния, под действием бомбардирующих электронов, как функция энергии и плотности бомбардирующих электронов [2125]. Из полученных результатов следовало, что имеет место двухступенчатое электронное возбуждение твердых веществ, связанное с диссоциацией. Некоторое количество кислорода выделяется при очень низких энергиях электронов, вероятно, благодаря десорбции. [c.496]

Высокочастотный спектрометр. Третий тип масс-спектрометра построен на принципе циклотрона, но значительно меньших размеров (рис. 274 и 275). Ионизационное пространство в форме яш,ика подвергается одновременному воздействию постоянного магнитного поля и переменного радиочастотного электростатического поля. Ионы образуются в центре этого пространства при соударении молекул газа с электронами. Затем они ускоряются посредством высокочастотного поля сначала по одному направлению, затем по другому, а магнитное поле направляет ионы по круговым путям, в результате чего образуется расширяющаяся спиральная траектория. Путь ионного пучка преграждает электрод коллектора. Последнего достигают те ионы, отношение т/е которых удовлетворяет следующим уравнениям. Влияние магнитного поля определяется уравнением (14—5), т. е. [c.345]

Различные типы масс-спектрометрии отличаются друг от друга не способом ионизации исследуемого вещества (здесь применяется, как правило, в техническом отношении самый простой метод электронного удара), а устройством анализатора. Было предположено несколько систем, в которых ионные пучки подвергаются действию импульсных или радиочастотных электрических полей [104]. Большую популярность приобрел циклотронно-резонансный масс-спектрометр. В этом приборе ионы попадают в ловушку, в которой движутся в однородном магнитном поле по циклоидам с определенной частотой. При совпадении этой частоты с частотой переменного электрического поля (приложенного перпендикулярно к магнитному полю) ионы поглощают электромагнитную энергию, что и регистрируется прибором. Поскольку поглощение носит резонансный характер, масс-спектрометр получил приведенное выше название, а сам метод, связанный с его применением, — циклотронно-резонансной [c.257]

Это обусловлено следующими его достоинствами 1) в отличие от других методов практически любой тип масс-спектрометра может быть применен для анализа с изотопным разбавлением 2) химическая подготовка анализируемых образцов может быть значительно упрощена в связи с тем, что химические свойства изотопов подобны 3) метод изотопного разбавления обладает высокой чувствительностью при определении многих химических элементов достижи.ма чувствительность от 10 до 10 г [19] 4) метод изотопного разбавления является одним из наиболее точных методов определения содержаний химических элементов. [c.269]

Обычно такова же процедура и для приготовления образцов. Образец взвешивается, затем растворяется в каком-либо соответствующем растворителе. Меченый раствор должен добавляться на той стадии процесса, когда это удобно, а в последующие этапы необходимо следить за тщательным смешиванием образца и меченых атомов, что требует иногда превращения того и другого в одну и ту же химическую форму. После установления изотопного равновесия уже нет необходимости в количественном выделении элемента, хотя для получения высокой чувствительности желательно производить отделение. Простейшей процедурой является испарение части раствора непосредственно на поверхность нити или электродов в зависимости от типа масс-спектрометра. Однако по сравнению [c.290]

Высоту пиков ионов с массовым числом, соответствующим молекулярному весу анализируемого соединения, — пик молекулярного иона, принимают за 100%. Высоты пиков других массовых чисел выражают в процентах от молекулярного. В табл. 50 приведены масс-спектры индивидуальных углеводородов, содержащих от 1 до 5 атомов углерода в молекуле, полученные на масс-спектрометре типа МС-1. [c.263]

Даже для масляных дистиллятов (предварительно разделенных насколько возможно другими методами), используя высокотемпературную масс-спектрометрию, можно получить полезные сведения относительно количества определенных типов углеводородов и сернистых соединений [50, 47, 51, 52]. Метод инфракрасной спектроскопии в случае анализа масляных дистиллятов позволяет определить число метиловых и метиленовых групп в длинных цепях и циклановых кольцах [53, 54]. [c.14]

Выделенная фракция н-олефинов содержит 6,5% (масс.) углеводородов других типов, в том числе около 60% ароматических, а также парафины н олефины изостроения, нафтеновые и др. По данным масс-спектрометрии, около 97% от общего количества выделенных к-олефинов представляют собой моно-олефины. [c.311]

Открытые колонки внутренним диаметром около 1 мм — мы называем их широкими капиллярными колонками — принадлежат по своей разделительной способности к истинным капиллярным колонкам. Они оказались эффективней заполненных колонок обычного диаметра (4—6 мм). Допустимое количество пробы значительно выше, чем у истинных капиллярных колонок. Количество пробы составляет примерно 1 мкл, и можно обойтись без применения делителя потока (ср. разд. 5.3.2). При больших количествах пробы проще применять другие физикохимические методы (как, нанример, масс-спектрометрию) для идентификации хроматографических пиков. Наконец, при больших диаметрах удобнее изготовлять и очищать колонки, а также наносить неподвижную фазу. При умеренных требованиях к эффективности разделения широкие капиллярные колонки можно рассматривать как наиболее удобный тип колонок. [c.336]

Гипотетический спектр диметилтрифторацетамида- Ы, Ю, приведенный в конце гл. I, мог бы навести на мысль, что спектроскопия ЯМР используется для обнаружения в соединении магнитно различающихся ядер. Это не так, по крайней мере, по двум причинам. Во-первых, с экспериментальной точки зрения такое использование является трудным, если вообще возможным, поскольку условия и методику необходимо изменять для измерения резонансных частот разных ядер. Во-вторых, элементный состав органических соединений можно определить гораздо легче и точнее с помощью других методов, таких, как элементный анализ или масс-спектрометрия. Таким образом, значение спектроскопии ЯМР для химии основывается не на том, что она способна различить элементы, а на ее способности отличить некоторое ядро, находящееся в определенном окружении в молекуле, от других ядер того же типа. Было найдено, что на резонансные частоты отдельных ядер одного сорта влияет распределение электронов в химических связях в молекуле. Поэтому значение резонансной частоты конкретного ядра зависит от молекулярной структуры. Если для демонстрации этого явления выбрать протон, то в спектре такого соединения, как бензил-ацетат, например, будут присутствовать три различных сигнала от протонов фенильного ядра, метиленовой и метильной групп (рис. П. 1). Этот эффект вызван различным химическим окружением протонов в молекуле. Его называют химическим сдвигом резонансной частоты или просто химическим сдвигом. Таким образом, в поле 1,4 Т протонный резонанс происходит не при [c.29]

К недостаткам метода относится опасное случайное перекрывание полос, прозрачность гомоядерных молекул, время, которое приходится затрачивать на приготовление образца, необходимость в первичных стандартах, отсутствие возможности переноса калибровочных данных с одного спектрофотометра на другой и (в некоторых случаях) недостаток чувствительности. Как количественный метод анализа многих газов и летучих жидкостей газовая хроматография заменила ИК-спектроскопию, что обусловлено ее удобством, точностью, быстротой и чувствительностью. Спектроскопия ЯМР, так же как и масс-спектрометрия, дает уникальные возможности для исследования некоторых типов жидких и растворимых веществ. Какой из этих методов выбрать в каждом отдельном случае, зависит от анализируемой системы, [c.232]

Интенсивность пиков молекулярных ионов зависит от стабильности последних и варьируется в широких пределах. Например, наибольшей стабильностью обладают молекулярные катион-радикалы, образующиеся из соединений, имеющих сопряженные я-электронные или ароматические системы связей. Если пик М" отсутствует в масс-спектре, снятом при 70 эВ, его обычно не удается зафиксировать и в спектре, снятом при более низком значении энергии ионизирующих электронов. В этом случае определить молекулярную массу иногда можно в результате частичной интерпретации фрагментных ионов в области высоких массовых чисел, но лучше использовать масс-спектрометрию ХИ. Масс-спектры ХИ с регистрацией положительных ионов содержат пики псевдомолекулярных ионов, т.е. пики молекулярных протонированных ионов [М + И]". Для масс-спектров ХИ с регистрацией отрицательных ионов характерны псевдомолекулярные ионы [М-Н]" . Ионы аналогичных типов регистрируются при бомбардировке быстрыми атомами, в случае полевой десорбции и при применении других методов. [c.57]

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]

В качестве иллюстрации прибора и процесса образования ионов здесь выбран магнитный масс-спектрометр. Подробное описание этого и других типов масс-спектрометров можно найти в специальной литературе [18 62 82 85 Бейнон Дж., 1964 г.]. [c.294]

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]

Счетчик ионов СИ-02, входящий в состав масс-спектрометров МИ1310 и МИ1311, предназначен для повышения чувствительности приборов и измерения однолучевым методом ионных токов в пределах от 2-10 до 2-10 а. Счетчик может быть использован также для повышения чувствительности других типов масс-спектрометров . [c.17]

Имеется много примеров по гфименению хромато-масс-спектрометрии для анализа других суперэкотоксикантов. Так, N-нитрозамины определяют этим методом в количествах порядка нескольких пикофам-моБ 49,50 . В литературе приведены многочисленные методики определения остаточных количеств ХОП методом ГХ-МС в почве и биоте Основной проблемой анализа соединений типа ДДГ является их разложение или превращение при ионизации электронным ударом с регистрацией положительных ионов, причем превращения типа /]ДТ ДДЭ и ДДТ ДДД наблюдались как в масс-спектромефе, так и в хроматофа-фической колонке (511 Химическая ионизация позволяет исключить нежелательные явления. В качестве газа-реагента обычно используют изобутан [c.269]

Аддитивность масс-спектров компо нентов смеси н прямая заппсимость между количеством вещества и интенсивностью ионных токов делают масс-спектрометр гибким и высокочувствительным аналитическим прибором в широких диапазонах концентраций. Так как интенсивность ионного тока связана только с числом молекул определенного сорта, то полученная информация характеризует молекулярный состав смеси, а не является усредненной , что присуще другим физическим методам. Возможность определения массы молекул позволяет детально описать данный тип молекул смеси. В результате этого масс-спектрометр в области установления группового состава смеси не имеет соперников среди других физических методов. [c.4]

Как правило, масс-спектрометр работает при непрерывной откачке и постоянном натекании газа в прибор. В качестве примера рассмотрим вакуумную систему масс-спектрометра МХ-1303 (рис. 11). Высокий вакуум создается диффузионными парортутными насосами типа ДРН-10 производительностью 7—10 л1сек. Остаточное давление, достигаемое этими насосами при использовании ловушек с жидким азотом, составляет около 2-10 мм рт. ст. Один диффузионный насос используется для откачки источника ионов и прилегающей к нему части камеры анализатора. Остальная часть камеры анализатора и приемник ионов откачиваются другим диффузионным насосом. Дифференциальная система откачки позволяет значительно повысить давление анализируемого газа в источнике ионов, не повышая давления в камере анализатора, что увеличивает чувствительность масс-спектрометра без ухудигения его разрешающей способности. [c.35]

Большое влияние на стабильность распределения интенсивностей в масс-спектре оказывают адсорбционные эффекты. Изменение интенсивности пиков в процессе съемки может быть вызвано также разложением анализируемого вещества в баллоне напуска, на пути к источнику и на раскаленном катоде. Некоторые изменения распределения интенсивностей в масс-спектрах имеют место вследствие дискриминации, связанной с типом развертки масс-спектры, снятые при изменении ускоряющего напряжения, могут значительно отличаться от масс-спектров, полученных с помощью магнитной развертки, что затрудняет их сопоставление. Спектры одних и тех же соединений, снятые на 60-, 90- и 180-градусных масс-спектрометрах, отличаются друг от друга [60]. При этом распределение интенсивностей ионов в масс-спектрах, снятых на раз личных приборах, изменяется различно в зависимости от типа исследуемогй соединения. [c.132]

В отличие от инфракрасной или ультрафиолетовой спектроскопии — методов, не вызывающих разрушения образца,— масс-спектрометрия является методом, приводящим к деструкции образца. Масс-спектр показывает степень деструкции молекул вещества под действием электронного удара. Когда электронный пучок низкой энергии (около 10 эВ) ударяет молекулу вещества, находящегося в масс-спектрометре в парообразном состоянии, эта молекула обычно теряет один электрон и образует молекулярный ион. Если же молекула испытывает удар электронного пучка высокой энергии (около 70 эВ), то первоначально образовавшийся молекулярный ион распадается на более мелкие фрагменты. Одни из этих фрагментов будут заряжены, а другие — нет. Масс-спектры позволяют изучать лишь заряженные фрагменты. Вследствие низкого давления в масс-спектрометре (около 10 мм рт. ст.) за ударом молекулы пучком электронов высокой энергии могут последовать лишь в/лу/тгрммолекулярные реакции. Некоторые типы процессов, которые могут происходить после удара, схематически представлены ниже. Масс-спектрометр показан на рис. 28-13. [c.522]

Несмотря на то, что МС-МС можно реализовать с большинством из описанных выше (в разд. Разделение ионов , с. 274) масс-анализаторов, в большинстве случаев используют секторные и квадрупольные анализаторы. Схематичное изображение нескольких типов приборов для МС-МС приведено на рис. 9.4-9. В спектрометрах с двойной фокусировкой с геометрией ЕВ или ВЕ ионизационную камеру помещают либо в первой, либо во второй бесполевой области. Если камера расположена в первой бесполевой области масс-спектрометра с геометрией ВЕ (рис. 9.4-9,а), детектирование дочерних ионов конкретного родительского иона проводят сканированием при постоянном отношении В/Е (так называемый В/ связанный режим сканирования). Очевидно, при таком подходе разрешение ограничено оно составляет около 1000 для родительского иона и 5000 для дочернего иона. Другие секторные спектрометры, обладающие лучшим разрешением, состоят из трех или четырех секторов с камерой столкновений, расположенной в третьей бесполевой области, либо представляют собой комбинированные спектрометры, например, с BE-q тoлкн-Q геометрией (см. рис. 9.4-9,б) и квадрупольной ионизационной камерой. В комбинированных спектрометрах ионы, проходящие через область ВЕ, замедляются перед квадрупольной камерой. Важное преимущество комбинированных спектрометров заключается в возможности выбора родительского иона с большим [c.283]

Другой интерфейс прямого соединения основан на подсоединении выходного рестриктора к масс-спектрометру в комбинации с игольчатым краном, через который отводится часть хроматографического элюата. Интерфейс этого типа обеспечивает больше гибкости в скоростях потока, поскольку некоторая часть потока может быть отделена и удалена из масс-спектрометра. [c.600]