Ионизация: с чего начинается работа хромато-масс-спектрометра?

Методы масс-спектрометрии основаны на изучение самих молекул, атомов, ионов и электронов, составляющих исследуемый образец. Именно этим масс-спектрометрия отличается от других методов исследования, изучающих количество поглощённой энергии или излучение, исходящее от частиц.

Чтобы определять расположение атомов, поведение электронов, состав и массу молекул в соединениях, компания Agilent создала линейку масс-спектрометров, обрабатывающих масс-спектры различных веществ и распределяющих заряженные частицы по их массам.

В начале работы приборов присутствующие нейтральные молекулы введённого вещества для регистрации масс-спектров необходимо ионизировать или перевести в заряженные частицы, которые начнут распределяться по массам. Процесс передачи заряда нейтральным молекулам называется ионизацией. Узнаем, как проходит ионизация в ГХ-МС системах компании Agilent.

Электронный удар или эффективное нападение на молекулы

Газообразное исследуемое вещество вводится в источник ионов, где молекулы подвергаются удару пучком электронов или электронному удару (ЭУ или иностранный вариант Electron Impact – EI). Электроны легче, и поэтому начинают быстро взаимодействовать с молекулами, отрывая их собственные электроны. Избавляясь от электронов, они становятся заряжёнными ионами.

Молекула распадается на определённые заряженные части – масс-спектры, фиксируемые ГХ-МС системами. Комплект масс-спектров несёт индивидуальную информацию о каждом соединении, что по праву позволяет называть его «отпечатком» и активно использовать при исследованиях. Ионизация ЭУ проходит в вакууме, чтобы уменьшить столкновение электронов с заряженными ионами и предотвратить их превращение во вновь нейтральные молекулы.

Ионизации ЭУ используется во всех системах ГХ-МС Agilent, созданных на базе масс-спектрометров и газовых хроматографов. Например, масс-селективный детектор Agilent 5977E с расширенной вакуумной системой работает только на ионизации ЭУ при температуре до +350 градусов, что позволяет ему проводить одновременное полное сканирование всех масс-спектров.

Ионизация: с чего начинается работа хромато-масс-спектрометра?

Мягкая ионизация или дружелюбное химическое воздействие

Ионизация, основанная на ионно-молекулярных взаимодействиях, называется химической ионизацией (ХИ или английский вариант Chemical Ionization- CI). Для этого метода в ионизационную камеру сначала впускают газ – метан, изобутан, реже аммиак, и проводится ионизация молекул газа пучком электронов.

Из-за большого количества молекул в газе возникают раекции, провоцирующие формирование ионов-реагентов с положительным зарядом (протонов). Они реагируют с молекулами введённой газообразной пробы и передают положительный заряд. При этом молекулы не разрушаются, а разъединяются на большие заряженные куски, сохраняя изначальную структуру.

Но молекулы пробы также могут реагировать с одиноко блуждающими электронами, оставшимися от возбуждения газа, и образовывать отрицательно заряженные ионы. Поэтому химическую ионизацию различают по заряду, в связи с чем определяется специфика её применения.

Метод химической ионизации с формированием положительных ионов неточен для определения молекулярного состава, но отлично подходит для вычисления массы молекул. Химическая ионизация с формированием отрицательных ионов повышает чувствительность в отношении веществ с большим сродством к электрону. Это могут быть вещества, имеющие в своём составе галогены, что позволяет обнаруживать их следовые количества в пробах.

Масс-селективные детектор Agilent 5977A можно назвать универсальным хромато-масс-спектрометром, который получает заряженные частицы тремя способами:

  • Электронным ударом.
  • С образованием положительных ионов PCl.
  • Ионизацией с формированием отрицательных ионов NCl.

Выбор необходимого метода ионизации позволяет применять систему ГХ-МС Agilent 5977A как для исследовательских целей и изучения состава веществ, так и для точного количественного определения массы молекул и нахождения малых объёмов хлоридов или других галогеносодержащих примесей.

Трехквадрупольный масс-спектрометр Agilent 7000C GC/MS System поставляется с уже встроенной системой ионизации электронным ударом, но имеет возможность установить подходящую для заказчика химическую ионизацию с заданным ион-реагентом и образованием определённых ионов.

Представленные газовые хромато-масс-спектрометры активно используются на химических, фармацевтических, топливных, горно-металлургических и других предприятиях. Фармконтракт предлагает приобрести подходящую ГХ-МС систему по ценам от производителя. Мы работаем напрямую с изготовителем и обеспечиваем 5-летнюю гарантию на оборудование компании Agilent.