Мас-спектро

1- Електронне джерело удару (E. I.)

електричне поле

  • Іонізація молекул відбувається у джерелі спектрометра, це камера з нержавіючої сталі, де підтримується вакуум приблизно 6,10-7 мм рт.ст. Цей вакуум отримують за допомогою дифузійних насосів. Нафти або молекулярної турбо.
  • Нитка ренію випромінює електрони за допомогою термоелектронного ефекту. Ці випромінювані електрони прискорюються до анода, використовуючи різницю потенціалів, яка зазвичай може коливатися від 5 до 100 вольт.
  • З метою збільшення ймовірності зіткнення електронів з молекулами. магнітне поле B в тому ж напрямку, що і електричне поле. Це поле надає електронам круговий шлях, перпендикулярний до магнітної індукції. Таким чином, поєднання рівномірного прямолінійного руху з круговим рухом у перпендикулярній площині надає електронам спіральну траєкторію, отже, довший шлях. тим самим збільшуючи ймовірність зіткнення з молекулами. Таким чином отримують вихід іонізації 0,01% (приблизно 1 з 10000 молекул іонізується), що є дуже прийнятним для електронного джерела удару.

  • а) Утворення йонів
    • Кінетична енергія електронів дає можливість іонізувати молекулу, вириваючи з неї електрон, отримуючи позитивний молекулярний іон.

    • б) Фокус іонів у джерелі
      • Іони, що утворюються в камері, будуть витягуватися за допомогою відлякувача, який є пластиною, приведеною до позитивного потенціалу щодо першої прискорювальної пластини P 1 .
      • Для підвищення продуктивності аналізатора необхідно центрувати промінь, розмістивши його на оптичній осі аналізатора. Напівпластинки P 2 рухають промінь відповідно до різниці потенціалів, яка існує між ними. Напівпластинки P 3 - це прорізи, які обмежують ширину кутової дисперсії пучка іонів, симетрія яких коригується напівплатівками P 3 .
      • Роздільна здатність приладу та точність вимірювань зумовлені оптимальним фокусуванням пучка іонів.

      в) Вимірювання іонного струму

      • Загальний іонний струм (T.I.C.) пропорційний кількості молекул, присутніх у джерелі. Його можна безперервно вимірювати за допомогою перфорованої пластини, розміщеної на виході з пластин прискорювача. Частина іонів перетинає пластину, інші там розряджаються. Потім електричний струм розряду іонного пучка вимірюється за допомогою електрометра, а потім посилюється. Розміри балки будуть постійно фіксовані регульованими прорізами, розташованими відразу за перфорованою пластиною.

      г) Введення зразків

      2) Джерело хімічної іонізації (C.I.)

      • Електрони, випромінювані ниткою розгону, прискорюються різницею потенціалів близько 400 вольт. Ці електрони іонізують молекули реактивного газу, що знаходяться в іонізаційній камері, під тиском приблизно 1 мм рт.ст. Утворені таким чином іони реагують з молекулами сполуки, що вводиться при парціальному тиску в декілька I0 -6 мм рт.ст.

      • Найбільш широко використовувані реакційноздатні гази - вуглеводні (метан, ізобутан.). Наприклад, з метаном утворюються іони CH5®, які іонізують молекули сполуки шляхом перенесення протона. Таким чином ми отримаємо квазімолекулярний іон MH®

      • Також можна використовувати інші гази, такі як NH 3, H 2 0. Таким чином, для аміаку буде отримано утворення катіону амонію:

      • Хімічна іонізація є більш ніжним методом аналізу, ніж електронний вплив. Це дозволяє отримувати рясні квазімолекулярні іони у випадку термічно тендітних молекул. Ці іони дають лише кілька фрагментних іонів, і ці іони відрізняються від тих, що отримуються під електронним ударом.

      3) Десорбція за допомогою польового ефекту: F.D.

      • Зразок у розчині осідає на вольфрамовій або ренієвій нитці, причому нитка покрита вуглецевими голками і поміщається у дуже потужне електричне поле, яке може досягати 10 8 В/см.
      • Нитка розжарюється, поки зразок не розплавиться. Іони мігрують і накопичуються на кінчиках голок, де в кінцевому підсумку десорбуються, перетягуючи молекули із зразка, часто для спостереження за молекулярними іонами: .
      • Цей метод іонізації використовується для речовин з високою молекулярною масою (близько 5000 аму) та для нестабільних або низько летких полярних продуктів, таких як кислоти та цукри., .

      4) Швидке атомне бомбардування: F.A.B.

      • У джерелі F.A.B. (Швидке атомне бомбардування) іони аргону або ксенону, як правило, виробляються електронною бомбардуванням, а потім прискорюються і фокусуються на тримачі зразка. Потім вони «нейтралізуються» в резонансній камері так, ніби відбувається захоплення електрона. Явище можна підсумувати у рівнянні на малюнку нижче. Решта іони відхиляються за допомогою електричного поля, щоб запобігти їх ураженню цілі, оскільки вони руйнують органічні молекули.
      • Нейтральні атоми продовжують свою траєкторію з однаковою швидкістю і вражають речовини, розчинені в матриці, що осідає на мішені, викликаючи м'яку іонізацію сполуки.
      • Матриця дає можливість фізично підтримувати сполуку і, особливо, сприяти іонізації молекули шляхом протонування, наприклад. Найчастіше використовуються матричні речовини, такі як гліцерин, тіогліцерин або метанітробензиловий спирт (mNBA).
      • Цей метод простий у впровадженні і дає можливість спостерігати молекулярні іони дуже високих мас (близько 40 000 аму). Цей тип іонізації ідеально підходить для пептидів та малих білків.
      • Отримані іони, як правило, є квазімолекулярними іонами, такими як або. якщо справді лужні іони присутні у джерелі у незначних кількостях. Слід зазначити, що іони і отримуються у більшій кількості, ніж іони, тому іноді корисно посилити виявлення шляхом добровільного легування з'єднання лужними іонами.

      5) Електророзпилювач: E.S.I.

      • На відміну від усіх попередніх джерел, іонізація молекул відбувається при атмосферному тиску та кімнатній температурі, тому це найм'якший з усіх методів. Зазвичай сполука розчиняється у водному розчині (50%/50% суміш метанол-вода або ацетонітрил-вода в однакових пропорціях). Розчин вводять у джерело через капіляр діаметром близько 50 м м. Під дією газу-небулайзера (N 2) та у поєднанні з електричним полем утворюється дрібний туман з полізаряджених крапель.

      • Насправді електричне поле від 3000 до 5000 вольт, прикладене між капіляром і зустрічним електродом, дозволяє іонізацію цих крапель. Вони поступово зменшуються в розмірах за рахунок втрати молекул розчинника, а поверхневий натяг, який підтримує краплю в стані, стає меншим, ніж електростатичне відштовхування колумбійського типу через наявність зарядів. Ось так крапля розпадається на кілька багатозарядних дочірніх крапель і розчинення триває. Процес повторюється кілька разів, отримуючи таким чином серію каскадів колумбійських вибухів (малюнок нижче). Явище припиняється, коли є більше однієї молекули з одним або кількома зарядами, оскільки енергія, відповідна колумбійському відштовхуванню, не дозволяє розриватися ковалентним зв’язкам.

      • Для повного розчинення мікрокапель в якості продувного газу використовується азот. Це дає багатозаряджений іон газової фази з дуже низькою внутрішньою енергією, який потім можна аналізувати в дисперсійній системі спектрометра.
      • Перевагою цього методу є отримання багатозаряджених та багатопротонованих іонів, які дозволяють визначати дуже важкі молекули, оскільки поділ іонів у дисперсійній системі здійснюється відповідно до співвідношення m/q і q може досягати ста зарядів . Дійсно, отримують мультипротоновані іони, оскільки вуглець заряду q залежить від кількості протонованих ділянок молекули. Цей метод ідеально підходить для високомолекулярних білків.