Скачать презентацию МАСС СПЕКТРОМЕТРИЯ МАСС — АНАЛИЗАТОРЫ ИОНОВ После Скачать презентацию МАСС СПЕКТРОМЕТРИЯ МАСС — АНАЛИЗАТОРЫ ИОНОВ После

2-Анализаторы-1.ppt

  • Количество слайдов: 28

МАСС – СПЕКТРОМЕТРИЯ МАСС - АНАЛИЗАТОРЫ ИОНОВ После ионизации ионы попадают в масс- анализатор, МАСС – СПЕКТРОМЕТРИЯ МАСС - АНАЛИЗАТОРЫ ИОНОВ После ионизации ионы попадают в масс- анализатор, который позволяет разделять ионы по значениям массовых чисел для их последующей регистрации • • 1 Магнитные анализаторы Квадрупольные Ионные ловушки Времяпролетные BIC

МАСС - СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЕ АНАЛИЗАТОРЫ НЕКОТОРЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ Для получения масс-спектра требуется некоторое время, которое называется МАСС - СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЕ АНАЛИЗАТОРЫ НЕКОТОРЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ Для получения масс-спектра требуется некоторое время, которое называется временем развертки спектра или временем сканирования В зависимости от типа анализатора для развертки спектра необходимо изменение различных физических параметров анализатора. Установление соответствия между параметром анализатора соответствующему значению массового числа называется калибровкой развертки спектрометра Анализаторы различного типа с разной дисперсией по энергии фильтруют ионы из источника. Поэтому ширина регистрируемых пиков на выходе из них различна. Качество разделения ионов анализатора характеризуется масс-спектрометрическим разрешением 2 BIC

МАСС - СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЕ АНАЛИЗАТОРЫ НЕКОТОРЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЕ РАЗРЕШЕНИЕ Два пика считаем разделенными когда они МАСС - СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЕ АНАЛИЗАТОРЫ НЕКОТОРЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЕ РАЗРЕШЕНИЕ Два пика считаем разделенными когда они перекрываются не более чем на 10% высоты. В этом случае разрешение определено как R = m / Δm где m ~ m 1 ~ m 2 Если разрешение R = 500, то прибор разделяет массы 500, 0 и 500, 1 или 50, 00 и 50, 01 Серийно выпускаемые приборы имеют разрешение 500 -50000 3 BIC

МАГНИТНЫЕ АНАЛИЗАТОРЫ ПРОСТЕЙШИЙ ТИП МАГНИТНОГО АНАЛИЗАТОРА 4 BIC МАГНИТНЫЕ АНАЛИЗАТОРЫ ПРОСТЕЙШИЙ ТИП МАГНИТНОГО АНАЛИЗАТОРА 4 BIC

МАГНИТНЫЕ АНАЛИЗАТОРЫ Как происходит процесс сканирования в приборах с магнитным анализатором 1. Изменением напряженности МАГНИТНЫЕ АНАЛИЗАТОРЫ Как происходит процесс сканирования в приборах с магнитным анализатором 1. Изменением напряженности магнитного поля при постоянном ускоряющем наряжении 2. Изменением ускоряющего напряжения при постоянном магнитном поле. 3. Обычно в магнитных приборах значение массы при низком разрешении определяют путем точного определения времени выхода МС пика от начала развертки спектра 5 BIC

МАГНИТНЫЕ АНАЛИЗАТОРЫ МАГНИТНЫЙ АНАЛИЗАТОР ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ. 6 BIC МАГНИТНЫЕ АНАЛИЗАТОРЫ МАГНИТНЫЙ АНАЛИЗАТОР ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ. 6 BIC

МАГНИТНЫЕ АНАЛИЗАТОРЫ ТИПИЧНЫЙ ПРИМЕР МАСС-СПЕКТРОМЕТРА ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ С МАГНИТНОЙ РАЗВЕРТКОЙ VG 7070 HS Разрешение МАГНИТНЫЕ АНАЛИЗАТОРЫ ТИПИЧНЫЙ ПРИМЕР МАСС-СПЕКТРОМЕТРА ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ С МАГНИТНОЙ РАЗВЕРТКОЙ VG 7070 HS Разрешение в режиме ГХМС 2000, сканирование 1 сек на спектр Квазивысокое: 10000 (стандарт тетраиодэтилен) В режиме медленного сканирования R = 25000 Диапазон масс 2 - 2000 Но это не весь прибор! 7 BIC

МАГНИТНЫЕ АНАЛИЗАТОРЫ VG 7070 HS – Блок управления Несмотря на большой вес и габарит, МАГНИТНЫЕ АНАЛИЗАТОРЫ VG 7070 HS – Блок управления Несмотря на большой вес и габарит, это, наверное, самый лучший и надежный прибор, на котором мне довелось работать 8 BIC

МАГНИТНЫЕ АНАЛИЗАТОРЫ МАСС-СПЕКТРОМЕТРА НИЗКОГО РАЗРЕШЕНИЯ С ПОСТОЯННЫМ МАГНИТОМ Мобильный ГХМС. Технические характеристики: Порог обнаружения МАГНИТНЫЕ АНАЛИЗАТОРЫ МАСС-СПЕКТРОМЕТРА НИЗКОГО РАЗРЕШЕНИЯ С ПОСТОЯННЫМ МАГНИТОМ Мобильный ГХМС. Технические характеристики: Порог обнаружения в воздухе: в режиме автоматического непрерывноциклического контроля 10 -5 мг/л в режиме с обогащением (при времени отбора 10 с) мг/л Порог обнаружения в экстрактах Периодичность измерений Габариты Вес Потребляемая мощность Диапазон масс Максимальная скорость сканирования 9 10 -7 10 -5 мг/мл 10 -100 анализ/час 710 x 435 x 320 мм 70 кг 250 Вт 12 -600 а. е. м 3 спектр/с BIC

МАГНИТНЫЕ АНАЛИЗАТОРЫ ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ МАГНИТНЫХ АНАЛИЗАТОРОВ Преимущества 1. 2. 3. Высокое разрешение и МАГНИТНЫЕ АНАЛИЗАТОРЫ ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ МАГНИТНЫХ АНАЛИЗАТОРОВ Преимущества 1. 2. 3. Высокое разрешение и очень хорошая воспроизводимость калибровки в области высоких значений массовых чисел Прекрасное качество спектров, их высокое соответствие тем, что содержатся в мировых базах данных ( NIST) Рабочий диапазон масс 0 т 1 до 50000 m/e Недостатки 1. 2. 3. 4. 5. 10 Приборы очень дорогие Минимальное время сканирования ~ 1 сек на спектр Чувствительность прибора зависит от его разрешения: чем выше разрешение, тем хуже чувствительность Требует периодической чистки элементов ионной оптики Очень большой объем вакуумной системы требует мощных насосов, охлаждаемых водой BIC

КВАДРУПОЛЬНЫЕ АНАЛИЗАТОРЫ ЭЛЕМЕНТЫ КВАДРУПОЛЬНОГО МАСС-СПЕКТРОМЕТРА 11 BIC КВАДРУПОЛЬНЫЕ АНАЛИЗАТОРЫ ЭЛЕМЕНТЫ КВАДРУПОЛЬНОГО МАСС-СПЕКТРОМЕТРА 11 BIC

КВАДРУПОЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР 12 BIC КВАДРУПОЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР 12 BIC

КВАДРУПОЛЬНЫЕ АНАЛИЗАТОРЫ РАЗВЕРТКА МАСС-СПЕКТРА НА КВАДРУПОЛЬНОМ АНАЛИЗАТОРЕ 13 BIC КВАДРУПОЛЬНЫЕ АНАЛИЗАТОРЫ РАЗВЕРТКА МАСС-СПЕКТРА НА КВАДРУПОЛЬНОМ АНАЛИЗАТОРЕ 13 BIC

КВАДРУПОЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ Преимущества 1. Маленькие габариты в сравнении с магнитными 2. КВАДРУПОЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ Преимущества 1. Маленькие габариты в сравнении с магнитными 2. Относительно дешевые приборы 3. Маленький объем анализатора требует небольших насосов для создания вакуума. 4. Получаемые масс-спектры близки к спектрам, получаемым на магнитных приборах 5. Прост в работе и в обслуживании 6. Недостатки 7. Низкий диапазон масс (до 1000 м/е) – хотя для ГХМС этого хватает 8. Разрешение =1 во всем диапазоне масс 14 BIC

АНАЛИЗАТОР ТИПА ИОННОЙ ЛОВУШКИ (ION TRAP) ЧТО ИЗ СЕБЯ ПРЕДСТАВЛЯЕТ ЛОВУШКА С ВНУТРЕННЕЙ ИОНИЗАЦИЕЙ АНАЛИЗАТОР ТИПА ИОННОЙ ЛОВУШКИ (ION TRAP) ЧТО ИЗ СЕБЯ ПРЕДСТАВЛЯЕТ ЛОВУШКА С ВНУТРЕННЕЙ ИОНИЗАЦИЕЙ Рабочее давление гелия 10 -3 мм. рт. ст. 15 BIC

ИОННАЯ ЛОВУШКА КАК ОНА РАБОТАЕТ 16 BIC ИОННАЯ ЛОВУШКА КАК ОНА РАБОТАЕТ 16 BIC

ИОННАЯ ЛОВУШКА СТАБИЛЬНЫЕ ТРАЕКТОРИИ ИОНОВ В НЕЙ Вот что можно было бы увидеть в ИОННАЯ ЛОВУШКА СТАБИЛЬНЫЕ ТРАЕКТОРИИ ИОНОВ В НЕЙ Вот что можно было бы увидеть в ловушке, если в нее заглянуть 17 BIC

ИОННАЯ ЛОВУШКА СКАНИРОВАНИЕ СПЕКТРА 18 BIC ИОННАЯ ЛОВУШКА СКАНИРОВАНИЕ СПЕКТРА 18 BIC

ИОННАЯ ЛОВУШКА Характеристика анализатора Диапазон развертки массовых чисел: до 600 Время сканирования: не менее ИОННАЯ ЛОВУШКА Характеристика анализатора Диапазон развертки массовых чисел: до 600 Время сканирования: не менее 100 миллисекунд Рабочее давление в анализаторе: ~ 10 -3 мм. рт. ст. Типичный представитель прибора с ионной ловушкой VARIAN SATURN 2000 19 BIC

ИОННАЯ ЛОВУШКА ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ Преимущества 1. Миниатюрные анализаторы, относительно дешевые приборы 2. Возможность ИОННАЯ ЛОВУШКА ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ Преимущества 1. Миниатюрные анализаторы, относительно дешевые приборы 2. Возможность накопления ионов 3. Работа в режиме МС- МС, манипуляции с ионами Недостатки 1. Получение спектров, осложненных ион-молекулярными реакциями 2. Невозможность регистрации короткоживущих ионов 3. Иногда вид спектров зависит от влажности в помещении, чистоты газа носителя (гелия) 20 BIC

ВРЕМЯПРОЛЕТНЫЙ АНАЛИЗАТОР ПРИНЦИП РАБОТЫ 1. Пакет ионов формируется в области экстракци 2. Ускоряется в ВРЕМЯПРОЛЕТНЫЙ АНАЛИЗАТОР ПРИНЦИП РАБОТЫ 1. Пакет ионов формируется в области экстракци 2. Ускоряется в области ускорения 3. В бесполевой оласти ионы разделяются по массам 4. Первыми приходят в детектор легкие ионы, затем тяжелые Разрешение такого прибора 100 -300. Почему? Как его увеличить? 21 BIC

ВРЕМЯПРОЛЕТНЫЙ АНАЛИЗАТОР (Time of flight) Рефлектрон : способ уменьшения энергетической дисперсии ионов Рефлектрон увеличивает ВРЕМЯПРОЛЕТНЫЙ АНАЛИЗАТОР (Time of flight) Рефлектрон : способ уменьшения энергетической дисперсии ионов Рефлектрон увеличивает разрешение до 10000 22 BIC

ВРЕМЯПРОЛЕТНЫЙ АНАЛИЗАТОР ОРТОГОНАЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК ФОРМИРОВАНИЕ КОМПАКТНОГО ПАКЕТА ИОНОВ ДЛЯ ВРЕМЯПРОЛЕТНОГО МАСС-СПЕКТРОМЕТРА 23 BIC ВРЕМЯПРОЛЕТНЫЙ АНАЛИЗАТОР ОРТОГОНАЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК ФОРМИРОВАНИЕ КОМПАКТНОГО ПАКЕТА ИОНОВ ДЛЯ ВРЕМЯПРОЛЕТНОГО МАСС-СПЕКТРОМЕТРА 23 BIC

ВРЕМЯПРОЛЕТНЫЙ МАСС-СПЕКТРОМЕТР LECO Pegasus 1. Время развертки спектра: микросекунды 2. Область развертки: 3. 10 ВРЕМЯПРОЛЕТНЫЙ МАСС-СПЕКТРОМЕТР LECO Pegasus 1. Время развертки спектра: микросекунды 2. Область развертки: 3. 10 -1200 м/е 24 BIC

ВРЕМЯПРОЛЕТНЫЙ МАСС-СПЕКТРОМЕТР Анализ сырого бензина Колонка 15 метров 0. 1 мм НЖФ DB-1. 50 ВРЕМЯПРОЛЕТНЫЙ МАСС-СПЕКТРОМЕТР Анализ сырого бензина Колонка 15 метров 0. 1 мм НЖФ DB-1. 50 спектров/сек. 25 BIC

ВРЕМЯПРОЛЕТНЫЙ МАСС-СПЕКТРОМЕТР Преимущества… недостатки… Преимущества - самая высокая скорость сканирования - более высокая чувствительность ВРЕМЯПРОЛЕТНЫЙ МАСС-СПЕКТРОМЕТР Преимущества… недостатки… Преимущества - самая высокая скорость сканирования - более высокая чувствительность по сравнению со сканирующими приборами - практически неограниченный диапазон масс - разрешающая способность более 10 000 - Возможность использования всех известных источников Недостатки - неизвестны 26 BIC

ВРЕМЯПРОЛЕТНЫЙ МАСС-СПЕКТРОМЕТР Двумерная хроматография – масс-спектрометрия Автоматическая характеристика образцов дизельного топлива с помощью GCх. ВРЕМЯПРОЛЕТНЫЙ МАСС-СПЕКТРОМЕТР Двумерная хроматография – масс-спектрометрия Автоматическая характеристика образцов дизельного топлива с помощью GCх. GC-TOFMS (Pegasus 4 D, LECO) (230). 27 BIC

ВРЕМЯПРОЛЕТНЫЙ МАСС-СПЕКТРОМЕТР Двумерная хроматография – масс-спектрометрия Автоматическая характеристика образцов дизельного топлива с помощью GCх. ВРЕМЯПРОЛЕТНЫЙ МАСС-СПЕКТРОМЕТР Двумерная хроматография – масс-спектрометрия Автоматическая характеристика образцов дизельного топлива с помощью GCх. GC-TOFMS (Pegasus 4 D, LECO) (230). 28 BIC