Схема спектрометра ион-циклотронного резонанаса
wс = 2p/Т = еВ/m T – период обращения иона, wс – частота вращения иона, B – индукция магнитного поля Циклотронно-резонансный масс-анализатор - ячейка в виде прямоу-гольного параллелепипеда или куба, помещенная в однородное магн. поле. Ионы, попадая в ячейку, движутся в ней по спиральной траектории (циклотрон-ное движение) с частотой wц = 1/2pz.H/m, где H - напряженность магн. поля, т. е. ионы с одинаковыми значениями m/z имеют определенную циклотронную частоту. Действие прибора основано на резонансном поглощении энергии ионами при совпадении частоты поля и циклотронной частоты ионов. На применении циклотронно-резонансного масс-анализатора основан метод ион-циклотронного резонанса, который используют для определения массы ионов, в частности молекулярных ионов, образующихся при ионно-молекулярных реакциях в газовой фазе; анализа структуры высокомолекулярных ионов; определения кислотно-основных св-в в-в. Для легких ионов R = 108. Дальнейшее развитие квадруполь-ных анализаторов привело к созданию "ионной ловушки";. Одна пара стержней была закручена в кольцо, а вторая пара превратилась в шарообразные чашки. Комбинация радиочастотных и постоянных напря-жений, прикладываемых к электродам ионной ловушки, стала позволять удерживать ионы внутри нее или выбрасывать из нее. Внешний по отношению к масс-анализатору, ионный источник гарантирует отсутствие химической самоионизации, приводящей к искажению масс-спектров элект-ронного удара и делает прибор гораздо более универсальным - можно анали-зировать отрицательные ионы, образующиеся при диссоциативном захвате электронов, можно использовать классический прямой ввод и т.д. В последнее время все большую популярность приобрели "времяпро-летные" масс-анализаторы. В них ионы разгоняются электрическим полем, приобретают одинаковую не зависящую от массы кинетическую энергию и вылетают в бесполевое пространство. При движении в этом пространство ионы имеют зависящую от массы скорость, определяемую известной формулой E=mv2/2, где Е- кинетическая энергия ионов, m - масса иона, а v - его скорость. Они разделятся пространстве и в разное время достигнут детектора, распо-ложенного в конце бесполевого прост-ранства. Измерив время прихода на детектор, при известной длине бесполевого пространства можно определить их массу. С помощью этого анализатора можно измерять массы очень больших молекул (с массами в десятки и сотни тысяч атомных единиц). В квадрупольных анализаторах большие молекулы не удается удерживать доступными электрическими полями. Магнитные анализаторы для ионов больших масс (больше 10 кило Дальтон) очень громоздки и требуют мощных источников тока и напряжения. Наиболее подходящим методом ионизации для времяпролетных масс-спектрометров оказался описанный выше MALDI (ионизация лазерной десорбцией из матрицы). Схема время-пролетного масс-анализатора: 1 - сетка; 2 - детектор. (V - напряжение)
|
