Хромато-масс-спектрометрические методы контроля

Описанная выше система идентификации достаточно успешно работает при простых смесях однотипных веществ. В практике приходится сталкиваться со смесями в которых содержится до сотни различных компонентов, причем принадлежащих самым разным классам. Поэтому уже простое изучение состава нефти привело к невозможности идентификации всех ее компонентов на основе индексов удерживания. Для решения этой задачи нефтяные компании США субсидировали разработку нового метода идентификации, который основывался на воздействии электронного удара на молекулы вещества, выходящие из хроматографической колонки и изучения фрагментов разрушения молекулы, которые сортируются по отношению молекулярная масса\заряд под действием магнитного поля (в некоторых масс-спектрометрах используется комбинация магнитного и электрического полей).

Электронный источник представляет собой раскаленный катод, который испускает электроны с энергией 70 эВ в направлении анода. Этот электронный пучок пересекает движущаяся зона вещества из колонки. Под действием электронов молекулы вещества разваливаются на только данному веществу присущие фрагменты, которые собираются магнитным полем в масс-спектр. Для нормальной работы масс-детектора ему необходимо разрежение 10^-5 Па которое создается специальной вакуумной системой на основе турбомолекулярных насосов. Напуск вещества в масс-детектор из колонки осуществляется через специальное устройство – интерфейс.

Разрешающая способность фокусирующей системы сбора ионов такова, что она позволяет сортировать фрагменты с разницей в 1 а.е.м. Изучение закономерностей формирования масс-спектров различных групп соединений выходит за рамки настоящего курса и представляет собой отдельное направление в хромато-масс-спектрометрии. Поэтому рассмотрение особенностей формирования масс-спектра будет сильно ограничено. В формировании масс-спектра присутствует, как правило, молекулярный ион и характерная только для данного соединения фрагментация осколков. В зависимости от свойств соединения даже стерео изомеры одного и того же вещества могут иметь различные масс-спектры. В настоящее время накоплена большая информация по библиотеке спектров различных веществ, которая составляет несколько десятков тысяч спектров. Однако в реальной жизни количество органических веществ, чьи масс- спектры регистрируются при анализах, значительно превосходит составы спектров в библиотеках. С помощью ЭВМ осуществляется сравнение полученного масс-спектра и масс-спектров в библиотеке. Если вероятность совпадения спектра превышает 0,9 то вещество считается идентифицированным. В это случае масс-спектры, сравниваемые ЭВМ, подобны. При вероятности совпадения до 0,85 вещество может быть отнесено к данному классу. При вероятности совпадения меньше 0,85 чаще всего получен неизвестный ранее спектр. На идентификацию неизвестного вещества могут уходить месяцы и годы. Достоверной идентификация вещества считается тогда, когда проведен синтез этого вещества, и его спектр совпадает с полученным ранее с вероятностью совпадения более 0,9.