приховати рекламу

Хромато мас спектрометрія і її використання в ідентифікації забруднювачів природних середовищ

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.


Нажми чтобы узнать.
скачати

Хромато - мас - спектрометрія та її використання в ідентифікації забруднювачів природних середовищ

Зміст
Введення
1. Теоретичні основи методу мас-спектрометрії
1.1 Поєднання мас-спектрометрії з іншими методами
1.2 Мас-спектрометри з подвійною фокусуванням в мас-спектрометрії з індуктивно-зв'язаною плазмою
1.3 Прилади з подвійною фокусуванням
2. Хромато - мас - спектрометрія
3. Використання хромато - мас - спектрометрії в ідентифікації забруднювачів природних середовищ
4. Сучасне апаратурне оформлення
Література

Введення
У наші дні проблема охорони навколишнього середовища у всіх на вустах. Ключове слово в цій проблемі - «екологія». Підвищена увага до екології є наслідком різке зростання їх людської діяльності, яка в свою чергу, обумовлена ​​швидким зростанням народонаселення планети.
Враховуючи важливість екологічних проблем, для їх вирішення залучаються сучасні методи аналітичної хімії: газова хроматографія і мас - спектрометрія, електроаналітичні, радіохімічні, флуоресцентні методи, атомно-емісійна та атомно-абсорбційна спектрометрія. Принципово важливо, щоб межа виявлення забруднюючих речовин аналітичними методами був не нижче 0,5 ГДК.
Виключно могутній засіб контролю забруднення різних об'єктів навколишнього середовища - хроматографічні методи, що дозволяють аналізувати складні суміші компонентів. Найбільше значення придбали тонкошарова, іонна й хромато - мас - спектроскопія. При аналізі сумішей складного складу особливо ефективне поєднання хроматографії з інфрачервоною спектрометрією і мас - спектрометрією. В останньому випадку роль детектора грає підключений до хроматограф мас - спектрометр. Так визначають пестициди, поліхлоровані біфеніли, діоксини та інші токсичні речовини.
Ця курсова робота присвячена методам хромато - мас - спектроскопії та її використання в ідентифікації забруднювачів природних середовищ.

1. Теоретичні основи методу мас-спектрометрії
Мас-спектрометрія є метод дослідження речовин, заснований на визначенні маси (точніше, величини т / г) і відносної кількості іонів, утворених з молекул, підданих іонізації. Прилади, що дозволяють отримати мас-спектри, називаються мас-спектрометрами.
Кожен мас-спектрометр незалежно від деталей конструкції складається з наступних основних елементів:
1) системи введення речовини в прилад;
2) джерела іонів, призначеного для отримання іонів з аналізованих речовин;
3) мас-аналізатора, призначеного для поділу іонів 2 по масам (вірніше, по відношенню маси до заряду - т / г);
4) детектора і реєструючого пристрою, призначеного для реєстрації кількості утворюються іонів різної маси;
5) вакуумної системи, яка забезпечує необхідний вакуум у приладі.
Схематичне зображення пристрою мас-спектрометра наведено на рис. 1. Перш за все досліджувану речовину треба іонізувати. Найбільш поширеним методом іонізації в органічній мас-спектрометрії є бомбардування речовини електронами в газовій фазі. Система введення речовини в прилад необхідна для перекладу досліджуваного з'єднання в газову фазу і безперервної подачі його з постійною швидкістю (так зване мономолекулярні натікання) на джерело іонів 1, де відбувається іонізація. У джерелі іонів в умовах глибокого вакууму (10-5-10-9 мм рт. Ст.) Електрони, що емітуються розпеченим катодом 2, отримують за рахунок прискорення між зарядженими пластинами певну енергію (зазвичай 70 еВ). Проходячи через розріджений газ, ці електрони зіштовхуються з молекулами досліджуваної речовини. Як тільки енергія електронів опиниться декілька вище потенціалу іонізаціі3 (9-12 еВ), стає можливим процес іонізації.
Наприклад, при цій енергії процес взаємодії електрона з молекулою метану можна зобразити так:
СН 4 + е - → СН 4 + -
Іон СН 4 маса якого з точністю до одного електрона
дорівнює молекулярній масі метану, називається молекулярною іоном (М +). [1-5]
При енергіях бомбардують електронів порядку 30-100Ев відбувається не тільки іонізація, але і розрив хімічних зв'язків у бомбардований молекулі з утворенням позитивно заряджених іонів і нейтральних осколків.
Сукупність всіх процесів, що призводять до утворення іонів різного виду, називається диссоциативной іонізацією.
Таким чином, в результаті диссоциативной іонізації в джерелі іонів утворюються позитивні іони з різною масою. Всі ці іони виштовхуються електричним полем з камери, формуються в пучок і, прискорюючись різницею потенціалів в 2-4кВ, вилітають у мас-аналізатор 4, у якому тим або іншим способом діляться на групи або пучки іонів так, що в кожній з круп містяться тільки іони однієї і тієї ж маси.
Змінюючи напруженість магнітного поля H при постійному ускоряющем напрузі U, можна послідовно подавати на колектор реєструючого устрою 7 іони з тією чи іншою масою. Таким чином здійснюється розгортка спектру. [4]

1.1 Поєднання мас-спектрометрії з іншими методами
Великі принципові можливості мас-спектрометрії з'являються при поєднанні її з іншими методами. Поєднання методів значно розширює можливості кожного з них, дозволяючи одержувати більше інформації про об'єкт дослідження:
• Виявилося корисним дворазове, триразове, чотириразове і т.д. поділ за масами в тандемних мас-спектрометрах. У такому приладі має місце «очищення» мас-спектра завдяки дискримінації різних перешкод (від розсіювання іонів на залишкових газах, на стінках камери і різних ефектів зіткнення і перезарядки).
• Досить ефективними, як для хроматографії, так і для мас-спектрометрії, виявилися хромато-мас-спектрометри - одні з найбільш поширених сучасних аналітичних приладів. У них різні типи газових, рідинних або іонних хроматографів (електрофорезу) забезпечують попереднє розділення речовини, а індикацію розділених речовин та вимірювання їх змістів здійснює мас-спектрометр. Тому мас-спектрометри в хромато-мас-спектрометрах здебільшого мають справу не з сумішшю сполук, а з індивідуальними сполуками, на короткий час надходять на джерело іонів.
• Дуже корисною була можливість практично одночасного (або поперемінного) спостереження масових піків з допомогою мас-спектрометра і електромагнітного випромінювання - емісійним спектрометром. У таких «комплексних» приладах реєструється електромагнітне випромінювання з мас-спектрометричних джерел іонів з газовим розрядом (з індуктивно-зв'язаною плазмою, тліючим розрядом, іскровим, дуговим, коронним).
• Дуже плідним, але далеко не повною мірою реалізованим, виявилось сумісне використання лазерів і мас-спектрометрії, яке може відбуватися у двох - трьох напрямках: застосування лазерів в мас-спектрометрії, застосування мас-спектрометрії для діагностики та вивчення роботи лазерів, мас- спектрометричний контроль роботи установок по лазерному розділення ізотопів.
• Деякі методи фізико-хімічного аналізу застосовують однакові вузли або схожі за низкою моментів дії. Наприклад, джерела з індуктивно зв'язаною плазмою використовуються і в мас-спектрометрії, і в оптичній емісійної спектроскопії, а «електронний зонд», що дає локальне рентгенівське випромінювання елементів в рентгено-флуоресцентного аналізу, ідейно і частково конструктивно схожий з «іонним зондом» вторинної іонної мас -спектрометрії.
• У сучасних аналітичних засобах дуже високий рівень інтеграції різних елементів, блоків, пристроїв (система подачі проб, різні стабілізатори напруг і струмів, операційні підсилювачі, засоби обчислювальної техніки і програмного забезпечення, стандартні зразки). [6-9]
Застосування мас - спектрометрії
Хромато-мас-спектрометри. ГХ і ЖХ системи.
Мас-спектрометри для аналізу стабільних ізотопів у газовій фазі
Термоіонізаціонние мас-спектрометри
Мас-спектрометри з індуктивно-зв'язаною плазмою
Біохімія
Протеоміка
Клінічна хімія
Косметика
Допінги, наркотики
Контроль навколишнього середовища
Харчові продукти
Сільське господарство
Криміналістика
Органічна хімія
Парфумерія і ароматизатори
Нафти
Нафтохімія
Фармацевтика
Полімери
Токсикологія
Сільське господарство
Кліматичні дослідження
Клінічна хімія
Медична діагностика
Харчові продукти
Ароматичні речовини
Алкогольні напої
Допінг контроль
Геологія
Гідрологія
Петрографія і мінералогія
Нафта
Криміналістика
Геохронологія
Ядерна енергетика
Контроль навколишнього середовища
Археологія
Косметика
Екологія
Загальна хімія
Металургія
Ядерна енергетика
Геохімія
Продукти харчування
Медицина і токсикологія
Фармацевтика
Напівпровідникова промисловість
Криміналістика
Нафти та нафтопродукти
1.2 Мас-спектрометри з подвійною фокусуванням в мас-спектрометрії з індуктивно-зв'язаною плазмою
Мас-спектрометрія з індуктивно-зв'язаною плазмою (ICP / MS, ІСП / МС) розвинулася в один з найбільш успішних методів в атомній спектроскопії завдяки високій чутливості та можливості виконання багатоелементного аналізу. Тим не менш, з самих перших днів існування ІСП / МС Ахілесовой п'ятого цього методу була велика кількість спектроскопічних і неспектроскопіческіх інтерференцій, які лімітували його аналітіческтіе гідності.
Розглядалися багато методик зниження впливу цих інтерференцій, однак, жодна з них не була здатна вирішити проблему цілком. Всі ці методики були обмежені впливом на деякі специфічні інтерференції або були застосовні лише до обмеженого вибору елементів. Єдиним загальним методом подолання обмежень, викликаних спектроскопічними інтерференції, є мас-спектрометрія високої роздільної здатності, яка з необхідністю вимагає використання приладів з подвійною фокусуванням, що комбінує магнітний і електростатичний аналізатори. Цим визначається їх основна відмінність від приладів низького дозволу, які обходяться дешевшим і простим квадрупольні аналізатором.
Хоча ІСП / МС прилади високого дозволу з'явилися на ринку аналітичного обладнання з 1988 року, вони не були широко прийняті через їх високу вартість. Відносно недавно ціни на це обладнання значно знизилися з появою приладів другого покоління. Чудові характеристики цих приладів надали значний імпульс розвитку аналітичних додатків мас-спектрометрії високого дозволу з індуктивно-зв'язаною плазмою.
Спектроскопічні інтерференції
З моменту початку використання індуктивно-зв'язаної плазми для елементного аналізу, цей метод іонізації розвинувся в найуспішніший з усіх використовуваних. На початку він використовувався як метод збудження в поєднанні з емісійної спектроскопією. В останні 15 років він широко використовується в якості джерела іонів для мас-спектрометрії. Певні технічні проблеми, пов'язані з відбором іонів із плазми, були успішно вирішені і комбінація джерела з індуктивно-зв'язаною плазмою і мас-спектрометра почала широко розповсюджуватися.
У індуктивно-зв'язаною плазмі іони генеруються при атмосферному тиску, у той час як мас-спектрометр працює при тиску менше ніж 10 -5 мБар. Між ІСП і МС використовується інтерфейс у вигляді «вузького горла», за допомогою якого витягуються іони з плазми і здійснюється перепад тисків. На початку розвитку ІСП / МС в каечтве інтерфейсу просто використовувалося витягнуте носиком отвір діаметром всього 50-70 мкм, охолоджуване водою. Проблема, пов'язана з такою конструкцією полягала в тому, що холодні прикордонні шари попереду конуса сприяли генерації великої кількості сторонніх іонів. Цю проблему вдалося подолати шляхом збільшення діаметра вхідного отвору до 1 мм, що відстрочувало прикордонні шари і іони безпосередньо входили в мас-спектрометр з плазми. Ця методика відома як безперервний відбір зразка і, отже, конус називається конус зразка.
Оскільки потік газу через цей конус зразка набагато більше, ніж було раніше при використанні отворів з меншим діаметром, тиск слід знижувати шляхом використання диференціальної вакуумної відкачки до двох або більше стадій. З цієї причини на шляху потоку газу був встановлений другий конус і простір між цим конусом та конусом зразка відкачується форвакуумними насосом з високою швидкістю відкачування. Оскільки існує великий перепад тиску між джерелом індуктивно-зв'язаної плазми і першою стадією відкачування, іони засмоктуються в у простір інтерфейсу і прискорюються до надзвукових швидкостей.
Для того, щоб уникнути турбуленції на другому конусі, він виконується з гострими краями для «зрізання» (скімірованія) іонів з надзвукового пучка і, отже, цей конус отримав назву «скімерний». Конструкція, що складається з конуса зразка і скімерного конуса з діаметрами близько 1 мм отримала назву «інтерфейс (мал. 1). Створення інтерфейсу означало прорив у ІСП / МС технології, що забезпечив більш ефективну екстракцію іонів, поліпшивши пропускання іонів, а, отже, чутливість методу, і знизивши спектральні інтерференції більш ніж на порядок за величиною. Тим не менш, спектральні інтерференції все ще залишалися одним з головних обмежень методу елементного аналізу.
Спектроскопічні інтерференції викликаються атомними або молекулярними іонами, що мають таку ж номінальну масу, що й ізотоп аналізованого елементу. Результуючий интерферирующий сигнал може спотворити або повністю перекрити істини аналітичний сигнал, таким чином, точність визначення, так само як і межа виявлення елемента, значно погіршується. джерел, з яких відбуваються інтерференції, безліч. До цих пір не існує загальноприйнятої моделі для пояснення всіх чинників, що роблять свій внесок в інтерференції, але той факт, що інтерфейс відіграє велику роль в появі молекулярних інтерференцій, визнається практично всіма.
Спектроскопічні інтерференції можуть бути поділені на ізобарних атомні іони, багатозарядні іони, накладення великих сигналів і поліатомние іони різного походження. Ізобаричний накладення існують внаслідок того, що ізотопи різних елементів збігаються за їх номінальною масою. Для кожного елемента, за винятком індію, може бути знайдений принаймні один ізотоп, вільний від ізобарного накладення, але біда в тому, що ці ізотопи не є найбільш інтенсивними. Багатозарядні іони розташовуються в мас-спектрі у відповідності зі значенням m / z. Внесок у мас-спектр дають, головним чином, двозарядні іони основних компонентів матриці і багатозарядні іони, які утворюються в процесах перезарядки за участю аргону. Сигнали сусідніх іонів з дуже великою інтенсивністю, наприклад, що походять від елементів матриці, вносять значні спотворення в аналітичний сигнал за рахунок накладення хвостів на сусідні списи тоді, коли Ізотопічна чутливість недостатня. Поліатомние іони можуть складатися з атомів аргону і його домішок плюс компоненти розчинника і матриці.
З усіх цих різних груп спектроскопічних інтерференцій поліатомние іони створюють найбільш серйозні проблеми. Інтерференції поліатомних іонів може викликатися самим аналізованих зразком. Наприклад, оксиди можуть залишитися незруйнованими після проходження через гарячу зону плазми внаслідок того, що енергії розриву їх зв'язків дуже великі. Вони можуть бути внесені як домішки в процесах хімічної підготовки проби або з газу плазми і повітря, яке захоплюється плазмою. У принципі, спектроскопічні інтерференції цього типу можуть бути відокремлені від аналізованого ізотопу при використанні мас-спектрометрії високого дозволу.
Дозвіл
Типові приклади спектроскопічних інтерференцій наведені в таблиці 1. Один з найбільш дискутованих прикладів спектральної інтерференції це 56 Fe і 40 Ar 16 O +. Останній іон відбувається внаслідок взаємодії аргону з киснем, що міститься в розчиннику. У цьому прикладі в якості альтернативи для вимірювання заліза можна скористатися ізотопами 54 Fe, 57 Fe і 58 Fe, але на 58 Fe накладається ізобарна інтерференція від ізотопу 58 Ni. У теж час існують інші інтерференції, такі як 40 Ar 14 N + або 40 Ar 16 O 1 H +, що залишає кращий альтернативний вибір за 57 Fe. Однак, його природна поширеність всього 2.2% і межа виявлення для даного елемента з цього ізотопу при використанні приладу низького дозволу дуже поганий. При цьому, дозвіл менш ніж 2500 достатньо для того, щоб відокремити спектральні інтерференції від аналізованого ізотопу на масі m / z 56.
Ще більш проблематичним є аналіз 75 As в тому випадку, коли хлор присутній в аналізованому зразку. Миш'як є моноізотопному елементом, ніякого альтернативного ізотопу не можна вибрати для проведення вимірювань, а необхідна для відбудови від інтерференції дозвіл має бути збільшено до 7800, що реально лежить на верхньому коце шкали дозволу, показаної в таблиці 1. Однак, дозвіл 3000 виявляється достатнім для того, щоб звільнитися від 90% випадків інтерференцій, викликаних поліатомнимі іонами. Комерційні прилади високого дозволу має максимальний дозвіл в діапазоні від 7500 до 12,000, так що від більшості інтерференцій, наведених у таблиці 1 можна звільнитися.
Тим не менше, високе мас-спектральне дозволу не панацея від всіх типів спектроскопічних інтерференцій. Більшість ізобарних інтерференцій не може бути дозволено з використанням комерційно доступних приладів. Наприклад, 58 Fe, 58 Ni і деякі поліатомние з'єднання з аргоном, оксиди і гідриди вимагають дозволу, який лежить на самій межі технічно досяжного сьогодні або такого, яке взагалі не може бути отримано.
1.3 Прилади з подвійною фокусуванням
Висока мас-спектральний дозвіл зазвичай досягається на приладах з подвійною фокусуванням на базі використання магнітного і електростатичного полів. Ці прилади має навіть більш давню традицію в мас-спектрометрії ніж квадрупольні, але технічно вони є більш витонченими і, отже, стоять дорожче. Серцем приладу з подвійною фокусуванням є магніт. Якщо іони, що мають однакову енергію, але різняться за масою, входять в магнітне поле перпендикулярно його напрямку, вони пролітають через це поле кругових траєкторіях під дією сили Лоренца. Радіуси їх траєкторій залежать від маси іона, що веде до дисперсії за масами.
Якщо пучок іонів проходить через щілину з певним кутом, то фокус цього пучка лежить позаду магнітного поля. Поділ за масами може бути реалізовано шляхом приміщення щілини позаду магнітного поля в точці фокусу, що призведе до чітко визначених радіусах і вобору специфічної маси. Зменшення ширини щілини може бути використаним для збільшення мас-спектрального дозволу, але тільки в тому випадку, якщо іони є моноенергетічнимі, оскільки будь-який розподіл по енергіях буде погіршувати дозвіл. З цієї точки зору індуктивно-пов'язана плазма не є ідеальним методом іонізації. Розподіл іонів по енергією є занадто широким для того, щоб бути прийнятним для роботи магнітного мас-спектрометра в режимі високого дозволу.
Для того, щоб досягти високого дозволу використовується дисперсія енергії електричного поля, в точності компенсує дисперсію енергії магніту так, щоб залишилася тільки дисперсія по масах. Магнітний і електростатичний аналізатори володіють властивістю кутового фокусування та їх комбінація фокусує заряджені частинки і по кутах і по енергіях. З цієї причини мас-спектрометри з такими аналізаторами називають приладами з подвійною фокусуванням.
Можливі різні типи геометрії при комбінуванні електричного і магнітного аналізаторів. Послідовність магнітного і електростатичного аналізаторів може бути взаємно-протилежною. Традиційно, електростатичний аналізатор містився перед магнітом. Електростатичний аналізатор з відхиленням 90 про комбінувався з магнітним з відхиленням 60 о, що широко відомо як геометрія Ніра-Джонсона. У сучасних приладах використовується так звана «зворотна геометрія» Ніра-Джонсона з електростатичним аналізатором позаду магнітного, що розглядається більш виграшним, оскільки великий іонний струм з джерела спочатку знижується магнітним аналізатором і тільки потім обрані ним іони піддаються послідовному аналізу по енергіях. Ця конфігурація допомагає поліпшувати ізотопічних чутливість і знижувати шуми.
При звичайній геометрії геометрії аналізаторів умови подвійний фокусування досягаються лише в одній точці, там де поміщена вихідна щілина. Розроблено деякі спеціальні конфігурації, в яких гарантується подвійна фркусіровка в у всій площині. Такі конфігурації використовуються для одночасного визначення іонів на фотопластина або в многоколлекторних приладах. Конфігурація з декількома колекторами Фарадея особливо виграшна для високопрецезіонного аналізу ізотопних відносин, оскільки всі ізотопи елемента можуть бути виміряні одночасно. Отже, точність вимірювання не лімітується флуктуаціями в джерелі, що залежать від часу. Точні ізотопні вимірювання на приладах з подвійною фокусуванням мають ряд найважливіших додатків, наприклад, для датування геологічних зразків або вимірювань ізотопного складу на ядерних станціях і т.д.
Схема мас-спектрометра високої роздільної здатності з іонізацією в індуктивно-зв'язаною плазмі показана на рис. 1. Джерело іонів, інтерфейс для їх відбору, система лінз іонної оптики необхідні в цьому приладі так само як і в стандартному квадрупольні приладі низького дозволу. Основна відмінність лежить в необхідності застосування ускоряющего напруги до 8000 В. спеціальна система лінз формує пучок іонів і фокусує його в мас-аналізатор.
Результуюча викривлена ​​геометрія приладу з подвійною фокусуванням забезпечує ряд переваг у порівнянні з прямою геометрією квадруполів, оскільки гарантує високу трансмісію і низький рівень шумів. У разі квадрупольних мас-спектрометрів доводиться застосовувати системи лінз для введення потенціалу зміщення і пристрої для зупинки фотонів, що неминуче призводить до втрат іонів при трансмісії. З цієї причини максимальні чутливості, досяжні на приладах низького дозволу становлять 10 вересня відліків в секунду на 1 мкг / мл, а шум 0.1 відліків в секунду. Зниження шумів і поліпшення чутливості може поліпшити величини меж виявлення на порядки, навіть тоді, коли прилад працює в режимі низького дозволу.
Слід згадати про деякі особливості приладів з подвійною фокусуванням. Перш за все, форма піків виглядає інакше. Квадрупольний працюють з постійною шириною піків і, отже, з лінійним зростанням дозволу за діапазоном мас. У приладах з подвійною фокусуванням для постійного дозволу повинна підтримуватися постійна величина фіксованого щілини і, отже, абсолютна ширина піку зростає із зростанням маси. При нормальних установках дозволу піки мають трапецевидні форму з вузькою плоскою вершиною на низьких масах і більш широкої на високих. Швидкість сканування, з якою мас-спектрометр записує сигнал, нижче, навіть у сучасних приладах з ламінованим магнітами, оскільки потрібно більше часу для досягнення умов стабільного магнітного поля. Це лімітує кількість ізотопів, які можуть бути виміряні при дослідженнях із застосуванням спеціальних систем введення проби, таких як лазерна абляція.
Природно, важливим досягненням мас-спектрометрів з подвійною фокусуванням є високою мас-спектральний дозвіл. Збільшення дозволу веде до зменшення ширини піку. Інтерферуючі молекули можуть бути відокремлені від аналізованого ізотопу без принесення в жертву чутливості. Необхідно відзначити, що збільшення дозволу від 400 до 4000 веде до зменшення чутливості приблизно на порядок. Але навіть у цьому випадку, межі виявлення краще ніж для квадрупольних мас-спектрометрів на порядки за величиною.
Застосування
Доступність ІСП приладів з подвійною фокусуванням не тільки спростила проведення досліджень, що вимагають більш високої роздільної здатності та чутливості, а й викликало використання нових застосувань. Найбільш суттєві досягнення це звільнення від ряду спектральних інтерференцій, поліпшення меж виявлення і можливість проводити досить точні ізотопні вимірювання. У таблиці 2 наводяться вибірка деяких застосувань у біології, геології, дослідженні об'єктів навколишнього середовища, надчистих матеріалів і довгоіснуючих радіоізотопів.
Вимірювання ізотопних відносин за допомогою квадрупольних мас-спектрометрів з індуктивно-зв'язаною плазмою зазвичай характеризується точністю 0.1 - 1% (Ефективне значення помилка по 10 вимірам) для елементів, присутніх у зразку у досить високих концентраціях. ІСП мас-спектрометри з подвійною фокусуванням точність вимірювання ізотопних відносин може бути поліпшена до 0,05 - 0,2%. При використанні замість одноколлекторной системи детектування многоколлекторной, точність може бути значно поліпшено до рівня, порівнянного з термо-іонізаційної мас-спектрометрією.
Чудові характеристики ІСП мас-спектрометрів з подвійною фокусуванням були продемонстровані в цілому ряді робіт. Наприклад, вимірювання ізотопного складу свинцю при концентрації 426 ppm в стандртном склі NIST 610 при шести незалежних вимірах, що виконувалися протягом шести днів. Кожен вимір базувалося на 12 точках абляції, кожна абляція займала 5 секунд, під час яких 40 лазерних імпульсів випалювали кратер 40 мкм діаметром і 60-80 мкм глибиною. Результати знаходяться в доброму згоді з даними, отриманими термоіонізаціонной мас-спектрометрією на тому ж матеріалі. З огляду на простоту використання лазерної абляції у поєднанні з ІСП / МС і малий час підготовки проби в порівнянні з необхідним в термоіонізаціонной мас-спектрометрії, переваги цього методу очевидні.
При аналізі плазми людської крові на додаток до поліатомним інтерференція, про які говорилося раніше, виникає ще безліч молекулярних іонів, що базуються на з'єднаннях і елементах у великих концентраціях присутніх у зразку, таких як вуглець, натрій, сірка, фосфор, хлор і калій. У таблиці 3 наведені деякі з цих інтерференцій. При використанні адекватної підготовки проби і методів калібрування багато, але далеко не всі, інтерференції можуть бути або обійдені, або скориговані.
При вирішенні 3000 або більше більшість елементів можуть бути виміряні абсолютно вільно без спектрального перекривання з интерферирующими сигналами. Рисунок 2 показує фрагмент мас-спектра близько маси 28 а.е.м. при знятті зразка п'ятикратно розведеною людської плазми. Величезний пік СО + чітко відділений від аналізованого 28 Si +, завдяки чому можна точно визначити концентрацію кремнію.
Застосування ІСП / МС високого дозволу збільшує число елементів, які можуть бути надійно і достовірно виміряні, що демонструється даними в таблиці 3 для аналізу стандартного матеріалу другого покоління - плазми крові. Використання ІСП / МС високого дозволу допомагає знизити витрати і зменшити зусилля, що робляться для сертифікації стандартних матеріалів. В іншому випадку, потрібно проводити надзвичайно складні і трудомісткі операції з використанням компліментарних спектроскопічних методик або нейтронно-активаційного аналізу. При комбінуванні з методом ізотопного розбавлення ІСП / МС високого дозволу може дати настільки високі точності характеризації еталонних стандартних зразків, які недоступні ніяким іншим аналітичним методам та їх комбінаціями.
Шапка антарктичного льоду розглядається як один з кращих архівних та детально збережених джерел інформації про зміни хімічного складу атмосфери і, отже, може дати черейзвичайно цінні відомості для досліджень, пов'язаних з навколишнім середовищем. Проте, вимірювання сверхследових концентрацій в льоді і снігу виявилося надзвичайно складною задачею. Використовувані для цих цілей аналітичні методи повинні мати дуже низькі межі виявлення, не використовувати концентрування, характеризуватися дуже малою витратою зразка і давати можливість проводити багатоелементний аналіз
ІСП мас-спектрометрія з подвійною фокусуванням відповідає всім цим вимогам і була використана для визначення елементного складу на сверхследовом рівні в зразках антарктичного льоду. На рис. 3 показані концентрації кадмію, свинцю та урану у снігу, взятому на глибині 10 м від поверхні. Цей шар є відкладення 1968 року. Оскільки при таких низьких концентраціях дуже важко уникнути внесення забруднень, зразки циліндричної форми поділялися на концентричні зони. Рисунок 3 показує істотне забруднення зовнішнього кільця, головним чином, за рахунок пробоотборной пристрою. Хоча очевидно, що зовнішнє забруднення мігрувало в товщу в бік центру циліндра, воно не досягло центральної зони.
Точне багатоелементні визначення концентрацій на рівнях фемтограмм на грам було безпрецедентним до появи ІСП мас-спектрометрів високого дозволу другого покоління. Простота і висока ефективність аналізу на ІСП мас-спектрометрі з подвійною фокусуванням відкриває нові можливості реконструювання історії депозитів зважених повітряних частинок в Антарктиці, даючи імпульс дослідженням у галузі екології та процесів транспорту в атмосфері, що надзвичайно важливо для кліматичних досліджень. [9-16]
Таблиця 1. Мас-спектральний дозвіл, необхідне для поділу типових інтерференцій
Интерферирующий іон
Ізотоп аналізованого елементу
Дозвіл
R <3000
Молекулярні інтерференції
Ізобаричний
інтерференції
16 O 2 +
32 S +
1801
35 Cl 16 O +
51 V +
2572
40 Ar 14 N +
54 Fe +
2088
40 Ar 16 O +
56 Fe +
2502
40 Ar 16 O +1 H +
57 Fe +
1916
40 Ar 18 O +
58 Fe +
2213
58 Ni +
58 Fe +
28033
R = 3000 - 7500
32 S 16 O +
48 Ti +
2519
32 S 2
64 Zn +
4261
R = 7500 - 10000
40 Ar 35 Cl
75 As +
7778
40 Ar 2
80 Se +
9688
Таблиця 2. Деякі застосування ІСП / МС високого дозволу
Матриця
Вимірювані елементи
Біологічні зразки
Плазма крові людини
V, Fe, Cu, Zn, Ag, Al, Si, P, S, Ti, Cr, Mn, Cd, Sn, U
Біологічні стандарти
I, As, Se, рідко-земельні елементи
Сеча
Pt, Rh, Pd, Ag
Об'єкти навколишнього середовища
Опади пилові частинки повітря
Pb
Вода
Si, As, Cd, Cr, Co, Ni, Cu, Pb, Zn, Mo
Геологічні зразки
Tc
Рослини
Pt
Матеріалознавство, харчові продукти, ядерна енергетика
Високочисті Y 2 О 3 та Gd 2 О 3
Рідко-земельні елементи
Al 2 О 3
V, Cr, Mn, Fe, Ga, C, Ni, Cu, Zn, Ce
Радіоактивні відходи
Tc, Th, U, Np
Вина
Рідко-земельні елементи

2. Хромато-мас-спектрометрія
Хромато-мас-спектрометрія - метод аналізу сумішей головним чином органічних речовин та визначення слідових кількостей веществв об'ємі рідини. Метод заснований на комбінації двох самостійних методів - хроматографії та мас-спектрометрії. За допомогою першого здійснюють розділення суміші на компоненти, за допомогою другого - ідентифікацію та визначення будови речовини, кількісний аналіз. Відомі 2 варіанти хромато-мас-спектрометрія, що представляють собою комбінацію мас-спектрометрії або з газо-рідинної хроматографією (ГЖХ), або з високоефективної рідинної хроматографією.
Перші дослідження аналітичних можливостей хромато-мас-спектрометрії були проведені в 1950-х рр.., Перші промислові прилади, що поєднують газо-рідинної хроматограф і
мас-спектрометр, з'явилися в 60-х рр.. Принципова сумісність цих двох приладів обумовлена ​​тим, що в обох випадках аналізоване речовина знаходиться в газовій фазі, робочі температурні інтервали однакові, межі виявлення (чутливість) близькі. Різниця полягає в тому, що в іонному джерелі мас-спектрометра підтримується високий вакуум (10 -5 - 10 -6 Па), тоді як тиск у хроматографічної колонці 10 5 Па. Для зниження тиску використовують сепаратор, який одним кінцем з'єднаний з виходом хроматографічної колонки, а іншим - з іонним джерелом мас-спектрометра. Мовляв. сепаратор видаляє з газового потоку, що виходить з колонки, основна частина газу-носія, а органічна речовина пропускає в мас-спектрометр. При цьому тиск на виході колонки знижується до робочого тиску в мас-спектрометрі.
Принцип дії сепараторів заснований або на відмінності рухливості молекул газу-носія і аналізованого речовини, або на їх різної проникності через напівпроникну мембрану. У промисловості найчастіше застосовують ежекторні сепаратори, що працюють за першим принципом. Одностадійні сепаратори цього типу містять дві форсунки з отворами невеликого діаметру, які встановлені точно навпроти один одного. В обсязі між форсунками створюється тиск 1,33 Па. Газовий потік з хроматографічної колонки через першу форсунку з надзвуковою швидкістю потрапляє в область вакууму, де молекули поширюються зі швидкостями, обернено пропорційними їх масі. У результаті більш легкі та швидкі молекули газу-носія відкачуються насосом, а більш повільні молекули органічного веществава потрапляють в отвір другої форсунки, а потім у іонне джерело мас-спектрометра. Деякі прилади обладнані двохстадійною сепаратором, забезпеченим ще одним подібним блоком форсунок. В обсязі між ними створюється високий вакуум. Чим легше молекули газу-носія, тим ефективніше вони видаляються з газового потоку і тим вище збагачення органічною речовиною.
Найбільш зручний для хромато-мас-спектрометрії газ-носій - гелій. Ефективність роботи сепаратора, тобто ставлення кол-ва органічної речовини в газовому потоці, що виходить з колонки, до його кількості, що надходить в мас-спектрометр, в значній мірі залежить від витрати газу-носія, що потрапляє в сепаратор. При оптимальному витраті 20-30 мл / хв видаляється до 9 (3% газу-носія, а в мас-спектрометр надходить більше 60% аналізованої речовини. Такий витрата газу-носія типовий для насадок колонок. У разі використання капілярної хроматографічної колонки витрата газу- носія не перевищує 2-3 мл / хв, тому на її виході в газовий потік додають додаткову кількість газу-носія, щоб швидкість потоку, що надходить у сепаратор, досягла 20-30 мл / хв. Тим самим забезпечується найкраща ефективність сепаратора. Гнучкі кварцові капілярні колонки можуть вводитися безпосередньо в іонне джерело. У цьому випадку іонне джерело повинен бути забезпечений потужною відкачують системою, що підтримує високий вакуум.
У мас-спектрометрах, поєднаних з газовими хроматографами, застосовується іонізація електронним ударом, хімічна чи польова. Хроматографічні колонки повинні містити труднолетучие термостабільні стаціонарні рідкі фази, щоб мас-спектр їхніх парів не накладався на спектр аналізованої речовини.
Аналізоване речовина (зазвичай в розчині) вводиться у випарник хроматографа, де миттєво випаровується, а пари у суміші з газом-носієм під тиском надходять у колонку. Тут відбувається розділення суміші, і кожен компонент в струмі газу-носія в міру елюювання з колонки надходить у сепаратор. У сепараторі газ-носій в основному віддаляється і збагачений органічним речовиною газовий потік надходить у іонне джерело мас-спектрометра, де молекули іонізуються. Число утворюються при цьому іонів пропорційно кількості надходить речовини. З допомогою встановленого в мас-спектрометрі датчика, що реагує на зміну повного іонного струму, записують хроматограми. Таким чином, мас-спектрометр можна розглядати як універсальний детектор до хроматограф. Одночасно із записом хроматограми в будь-якій її точці, зазвичай на вершині хроматографічного піку, може бути зареєстрований мас-спектр, що дозволяє встановити будову речовини.
Важлива умова роботи приладу - швидка запис мас-спектра, який повинен реєструватися за час, набагато менше, ніж час виходу хроматографічного піку. Повільна запис мас-спектра може спотворити співвідношення інтенсивностей піків у ньому. Швидкість реєстрації мас-спектра (швидкість сканування) визначається мас-аналізатором. Найменший час сканування повного мас-спектра (кілька мілісекунд) забезпечує квадрупольний аналізатор. У сучасних мас-спектрометрах, забезпечених ЕОМ, побудова хроматограм і обробка мас-спектрів проводиться автоматично. Через рівні проміжки часу по мірі елюювання компонентів суміші реєструються мас-спектри, кількісні характеристики яких накопичуються в пам'яті ЕОМ. Для кожного сканування виробляється складання інтенсивностей всіх реєстрованих іонів. Так як ця сумарна величина (повний іонний струм) пропорційна концентрації речовини в іонному джерелі, то її використовують для побудови хроматограми (ця величина відкладається по осі ординат, по осі абсцис - час утримування і номер сканування). Задаючи номер сканування, можна викликати з пам'яті мас-спектр в будь-якій точці хроматограми.
Як описано вище, можуть бути проаналізовані суміші речовин, досить добре розділяються на відповідних колонках хромато-мас-спектрометрії. Іноді вдається дослідити й недозволені хроматографічні піки. Досліджувані речовини повинні бути термічно стабільні, хроматографічних рухливі в інтервалі робочої температури колонки, легко переводитися в парову фазу при температурі випарника. Якщо речовини не задовольняють цим вимогам, їх можна хімічно модифіковані, наприклад сілілірованіем, алкилірованієм або ацилированием гідрокси-, карбокси-, меркапто-, аміногруп.
Чутливість хромато-мас-спектрометрії (зазвичай 10 -6 -10 - 9 г ) Визначається чутливістю детектора мас-спектрометра. Більш чутлива (10-12 -10 - 15 г ) Різновид хромато-мас-спектрометрії-му - массфрагментографія, звана також селективним іонним або багатоіонного детектуванням. Суть її полягає в тому, що запис хроматограм здійснюється не за повним ионному току, а по найбільш характерним для даної речовини іонів. Цей вид хромато-мас-спектрометрії використовують для пошуку, ідентифікації та кількісного аналізу речовини з відомим мас-спектром у складі складної суміші, наприклад при кількісному визначенні слідів речовин у великих обсягах біол. рідин (медицина, фармакологія, токсикологія, допінг-контроль, біохімія). Здійснюють мас-фрагментографію на хромато-мас-спектрометрах з використанням спеціального пристрою - багатоіонного детектора або за допомогою ЕОМ, яка може будувати хроматограми по одному або декільком іонів. Така хроматограмма, на відміну від звичайної, містить піки лише тих компонентів, в мас-спектрах яких є такі іони. Аналіз проводять із застосуванням внутрішнього стандарту, за який часто використовують аналог шуканого речовини, мічений стабільними ізотопами (2 Н, 13 С, 15 N, 18 O).
Інший варіант хромато-мас-спектрометрії полягає в поєднанні високоефективної рідинної хроматографії та мас-спектрометрії. Метод призначений для аналізу сумішей важколетких, полярних речовин, що не піддаються аналізу методом ГР хромато-мас-спектрометрія Для збереження вакууму в іонному джерелі мас-спектрометра необхідно видаляти розчинник, який надходить з хроматографа зі швидкістю 0,5-5 мл / хв. Для цього частина рідкого потоку пропускають через отвір в декілька мкм, в результаті чого утворюються краплі, які далі потрапляють в обогреваемую зону, де велика частина розчинника випаровується, а решта разом з речовиною потрапляє в іонне джерело і іонізується хімічно.
У ряді промислових приладів реалізований принцип стрічкового транспортера. Елюат з колонки потрапляє на рухому стрічку, яка проходить через обогреваемую ІК випромінюванням камеру, де випаровується розчинник. Потім стрічка з речовиною проходить через область, що обігрівається іншим нагрівачем, де випаровується аналізоване речовина, після чого воно надходить в іонне джерело та іонізується. Більш ефективний спосіб поєднання високоефективного газо-рідинного хроматографа та мас-спектрометра заснований на електро-і термораспиленіі. У цьому випадку елюат пропускають через капіляр, нагрітий до 150 ° С, і розпилюють у вакуумну камеру. Іони буфера, присутні в розчині, беруть участь у іоноооразованіі. Утворилися краплі несуть позитивний, або негативний заряд. Уздовж краплі через малу її діаметра створюється високий градієнт електричного поля, причому в міру розпаду крапель цей градієнт зростає. При цьому відбувається десорбція з крапель протоновані іонів або кластерів (молекула речовини + катіон буфера).
Метод хромато-мас-спектрометрії використовують при структурно-аналітичних дослідженнях в органічній хімії, нафтохімії, біохімії, медицині, фармакології, для охорони навколишнього середовища та ін [16]

3. Використання хромато - мас - спектрометрії в ідентифікації забруднювачів природних середовищ
Можливості хромато-мас-спектрометрії з ідентифікації стічних вод і відходів накопичувачів промпідприємств були перевірені на об'єктах м. Дніпропетровська. З різним ступенем ймовірності у воді накопичувача заводу «Днепрпластмасс» ідентифіковано 98 індивідуальних органічних речовин, у воді накопичувача ВАТ «Дніпрококс» - 71, у воді накопичувача ВАТ «Лакофарбовий завод» - 29. Перелік знайдених речовин специфічний і відображає технологію виробництва.
Хромато-мас-спектрометричний аналіз трьох проб дренажних вод, відібраних в тунелі метрополітену через 100 м, показав, що вміст органічних речовин у них суттєво відрізняється. В одній пробі ідентифіковано з імовірністю більше 80% 30 індивідуальних речовин, в іншій - одне, в третій - три, що дало можливість говорити про відсутність органічної складової в дренажних водах на певній ділянці метрополітену.
Визначення летких органічних сполук у водних пробах виконували методом парофазного статичного аналізу (headspase) на хромато-мас-спектрометрі Agilent 6890/5973N GC-MS SYSTEM. 10 мл проби поміщали у флакон місткістю 22 мл, що містить 5 г безводного сульфату натрію, і герметично закривали. Потім флакони поміщали в каретку парофазного пробовідбірника і виконували пробопідготовки при наступних параметрах: температура термостата пробовідбірника 80 єС, температура крана-дозатора - 90 єС, температура інтерфейсу пробовідбірника - газовий хроматограф - 110 єС, час витримки зразка - 20 хв при інтенсивному струшуванні, обсяг дозування парової фази - 1 мл. Газохроматографический аналіз виконували на капілярної колонці HP-5 в режимі програмування температури, введення проби з поділом потоку в співвідношенні 1:80. Діапазон сканування мас-спектрометричного детектора 45-270 а.о.м.
Аналіз хімічного забруднення навколишнього середовища методами хромато-мас-спектрометрії
Гузняева М.Ю., Турів Ю.П.
Останнім часом органічні речовини визнані визначальними весь хід гідрогеохімічних процесів і техногенезу навколишнього середовища в цілому. Основну частину загального органічного забруднення навколишнього середовища становлять забруднюючі речовини нафтового походження - сира нафта, різноманітні продукти її переробки та відходи після неповного їх використання. Внаслідок шіпрокой варіабельності складу нафт, численності джерел надходження органічних забруднюючих речовин у навколишнє середовище аналітичним методом для коректного кількісного їх визначення в компонентах навколишнього середовища і встановлення джерел забруднення є хромато-мас-спектрометрія (ГХ-МС).
У доповіді наведено результати ГХ-МС аналізів при дослідженні складу та поведінки органічних забруднюючих речовин у компонентах навколишнього середовища - природних водах, донних відкладах та грунтах півдня Західного Сибіру на територіях районів з максимальною техногенним навантаженням. У результаті проведених робіт встановлено, що на території робіт основним чинником, що визначає поширення органічних забруднюючих речовин, є атмосферне перенесення. Показана однорідність компонентного складу поліциклічних ароматичних вуглеводнів (ПАВ) в донних відкладах басейну р.. Томь, що свідчить про дальнє транспорті забруднюючих речовин на зважених частках. Можливості ГХ-МС за визначенням ізомерного складу ПАУ та використання для оцінки хімічного забруднення природного середовища «бензпіренового еквівалента» (В. А. Коптюг, А. Г. Аншіц, А. Р. Суздорф та ін, Хімія в інтересах сталого розвитку, 1997 ) показали наднормативні рівні забруднення цими токсичними речовинами водних об'єктів на території Кемеровської та Томської областей.
За результатами ГХ-МС аналізів сформована регіональна база даних по органічним домішок, що містить відомості про більш ніж 500 хімічних сполук, ідентифікованих методом хромато-мас-спектрометрії в природних водах, грунтах, грунтах та донних відкладах.

Аналіз повітря робочої зони шпалопросочувальний завод методами ВЕРХ та хромато-мас спектрометрії

Маковська Т.І., Кузьменко Л.П, Баженов Б.А., Аброськіна З.В., Дьячкова С.Г.
В даний час для просочення шпал і брусів на шпалопросочувальний завод нашої країни застосовують кам'яновугільне масло, нафтової антисептик ЖТК, а також їх суміші. При просочуванні деревини та зберіганні готової продукції відбувається забруднення навколишнього середовища токсичними і канцерогенними ароматичними вуглеводнями. Тому аналіз повітря робочої зони шпалопросочувальний завод (ШПЗ), безсумнівно, є важливою виробничої та екологічної завданням.
На прикладі Тайшетського ШПЗ був вперше проведений аналіз вмісту токсичних і канцерогенних ароматичних вуглеводнів (АУ) в повітрі робочої зони методами хромато-мас спектрометрії (ХМС) та високоефективної рідинної хроматографії (ВЕРХ). Концентрування хімічних речовин з повітря здійснювалося на сорбент «Сілохром-120» з наступною термічною десорбцією АУ або екстракцією останніх діетіловим ефіром. Методом ХМС [мас-селективний детектор Hewlett-Packard 5972A MSD, капілярна колонка HP-5 MS (50 м)] показано наявність у повітрі бензолу і його похідних (толуол, ізомери ксилолу та ін), нафталіну, антрацену, аценафтена, дібензофурани, фенолу, флуорен, Хризо. Кількісний аналіз повітря методом ВЕРХ показав, що зміст АУ (антрацену, аценафтена, нафталіну) в повітрі робочої зони перевищує ГДК в два рази. Проби повітря відбирали на фільтри АФА-ХП-20. Аналіз проводили на хроматографі «Міліхром-4», фотометричне детектування (l 250 нм), сталева колонка 2х64 мм, сорбент Nucleosil, 100-5, C18, елюювання сумішшю метанолу і (або) ацетонітрилу з водою, швидкість витрати елюента 0.07 мл / хв .
Продукти пірогінетіческой переробки шкаралупи кедрових горіхів
Колосова Н.М., Оффа К.Б., Качин С.В., Єфремов О.А.
Усі зростаючі темпи переробки кедрових горіхів у Сибіру вимагають вирішення питань великотоннажної утилізації відходів, що утворюються з отриманням широкого асортименту одержуваних продуктів. У зв'язку з цим у даній роботі методом ГЖХ, ХМС та хімічного аналізу вивчено склад рідких, твердих і газоподібних продуктів термічного розщеплення лігноуглеводного комплексу вихідної сировини. Вихід основних продуктів піролізу представлений в табл.
Таблиця. Вихід продуктів піролізу шкаралупи кедрових горіхів (% мас. Від а.с.н.).
Продукти піролізу
Температура піролізу, о С
100
200
250
300
350
400
450
500
Твердий залишок
100
93,4
80,9
42,6
40,7
36,2
35,6
34,6
Рідкі продукти
-
5,5
16,7
49,2
41,7
40,2
37,9
36,0
серед них:
органічні водорозчинні продукти
-
-
3,45
8,57
7,12
5,46
4,22
3,69
відстійна смола піролізу
-
-
-
5,27
6,80
10,68
11,79
13,02
пірогінетіческая вода
-
5,5
13,3
35,4
27,8
24,1
21,9
19,3
Гази піролізу
-
1,1
2,4
8,2
17,6
23,6
26,5
29,4
серед них:
СО
-
-
0,21
2,09
5,93
8,18
10,00
11,85
СО 2
-
-
2,23
6,12
11,4
14,4
14,5
14,6
СН 4
-
-
-
-
0,20
1,03
2,02
2,97
Твердий залишок піролізу - деревне вугілля, що утворюється в кількості 34,6% від вихідної наважки при температурі 500 о С, має зольність 1,92%, справжню густину - 1,42 р. / см 3, пористість - 68% і об'єм пор - 1,4 см 3 / г, що практично відповідає деревним вугіллям, одержуваним при піролізі деревини різних порід.
Зазначимо також, що відстійна смола піролізу може бути з успіхом використана в якості модифікатора нафтового бітуму при отриманні органо композиційних матеріалів, а гази піролізу - як вихідну сировину для синтезу вуглеводнів у реакціях Фішера-Тропша.
Аналіз та ідентифікація продуктів синтетичного та природного походження
Черняк Є.І.., Морозов С.В., Вялков А.І., Зуєва О.О., Колегія В.Ф.
В даний час, коли на ринку з'являється величезне різноманіття різних промислових і продовольчих продуктів синтетичного та природного походження, актуальним є аналіз їх складу, ідентифікація компонентів і виявлення приналежності аналізованого об'єкта до певної групи і виробникові. Вивчення якісного та кількісного складу різних об'єктів є основною частиною фундаментальних і прикладних досліджень у галузі екології, розробки нових технологій, продуктів і матеріалів.
Застосування сучасних високоінформативних методів газової, рідинної хроматографії та хромато-мас-спектрометрії в поєднанні з ефективним метрологічним та інформаційним забезпеченням дозволяє істотно підвищити достовірність аналітичних даних з аналізу та ідентифікації матеріалів і продуктів.
На підставі дослідження біологічно активних речовин, ефірних масел, продуктів лісохімічної і нафтохімічних виробництв, масложирової і спиртовмісної продукції, розроблені підходи, методики і рекомендації з аналізу та ідентифікації органічних речовин, продуктів і матеріалів природного та синтетичного походження, які включають
- Методи пробопідготовки,
- Виявлення характерних ознак аналізованого об'єкта,
- Ідентифікацію об'єкта.
Розроблені підходи використані для встановлення фактів фальсифікації і контрафакції продуктів і матеріалів.
Вплив вологості на детектування ароматичних вуглеводнів та інших класів речовин в повітрі за допомогою мас-спектрометрії з хімічною іонізацією при атмосферному тиску.
А.С. Кудрявцев, А.Л. Макась, М.Л. Трошки
Мас-спектрометрія з хімічною іонізацією при атмосферному тиску (МС ХІАД) є одним з перспективних методів детектування речовин в газовій фазі. У ході іон-молекулярних реакцій утворюються іон-реактанти, які беруть участь у реакціях утворення іонів аналізованих речовин. Використання різних іон-реактантов дозволяє змінювати селектівноность детектування одних класів речовин, по відношенню до інших.
У роботі були досліджені процеси іонообразованія амінів, фосфонатів і ароматичних вуглеводнів у осушеному повітрі (відносна вологість менш 0.05%) за допомогою МС ХІАД з коронним розрядом. Показано, що крім протоновані кластерів води (H 2 O) n H +, які беруть участь в реакціях переносу протона на молекули аналізованих речовин M, основними іон-реактантамі є NO +, які беруть участь в реакціях переносу заряду. У ході цієї реакції утворюється ассоциат MNO +. Показано, що ця реакція є основною в процесі утворення іонів ароматичних вуглеводнів. Знайдено, що зі збільшенням вологості газу-носія концентрація утворюється NO + зменшується. Показано, що відносна ефективність іонізації бензолу по відношенню до піридину в осушеному повітрі дорівнює 0.11 і зменшується при збільшенні відносної вологості повітря.
Дослідження складу хінолізідінових алкалоїдів Maakia Amurensis методом ГХ-МС
Молчанова А.І., Соколова Л.І., Горовий П.Г.
Молоді пагони Maackia amurensis є відходами при виробництві лікарського препарату «Максарьов», що володіє гепатозащітним дією. Однак відомо, що ця частина рослини багата хінолізідіновимі алкалоїдами, склад яких до теперішнього часу мало вивчений. Метою цієї роботи є дослідження складу хінолізідінових алкалоїдів M. amurensis.
Газохроматографический-мас-спектрометричний аналіз виділених алкалоїдів проводили на приладі фірми Agilent 5973N GC / MSD (США), колонка HP-5 (30 м? 0,25 мм), при програмуванні температури 150 ° - 270 ° С, зі швидкістю 10 ° / хв. Фрагментацію розділених піків проводили в режимі електронного удару (70 еВ). Ідентифікацію розділених хроматографічних піків проводили з використанням бібліотеки «NIST» і літературних даних по фрагментації окремих алкалоїдів. У корі, заболоні (білої деревині) і ядрової (темної) деревині ідентифіковані 7 алкалоїдів, що відносяться до хінолізідіновому ряду: цитизин, N-метілцітізін, N-ацетілцітізін, аммодендрін, 5,6-дегідромаакіамін, анагірін (d-термопсін), спартеїну ( пахікарпін).
N-ацетілцітізін виявлений в цій рослині вперше, його мас-спектр представлений на малюнку. Фрагментація з'єднання, яке за нашим припущенням є N-ацетілцітізіном, відповідає відомому з'єднанню N-формілцітізін з відзнакою в масі молекулярного іона на 14 вуглецевих одиниць (-CH 2-група).

4. Сучасне апаратурне оформлення
Хромато - мас - спектрометр (ГХМС)
Хромато-мас-спектрометр "Кристал МС»
Апаратно-програмний комплекс «Хроматек - Кристал 5000» з мас-спектрометричним детектором
Призначення і область застосування
Хромато-мас-спектрометр "Кристал МС» призначений для виявлення і визначення речовин і з'єднань, що входять до складу медичної, харчової, сільськогосподарської та інших видів продукції, лікарських, психотропних та наркотичних засобів, біологічних систем, контролю екологічної обстановки.
Область застосування комплексу - хімічний і структурний аналіз речовин і з'єднань в органічній хімії, медицині, судово-медичній експертизі, криміналістиці, токсикології, при виробництві та контролі якості різних видів харчової, парфумерної, фармацевтичної, промислової та сільськогосподарської продукції, при наркотичному і екологічний контроль, а також у навчальних, науково-дослідних установах і центрах санепіднагляду Міністерства охорони здоров'я РФ.
Опис
Принцип дії комплексу заснований на застосуванні методів газо-адсорбційної, газорідинної хроматографії в ізотермічному режимі, режимі лінійного програмування температури колонок і методів мас-спектрометрії.
Склад комплексу:
· Газовий хроматограф «Хроматек-Кристал К5000.1» або «Хроматек-Кристал К5000.2» c комплектом змінних хроматографічних детекторів;
· Мас-спектрометричний детектор (МСД) DSQ II фірми Thermo Electron;
· Додаткове Газохроматографическое і мас-спектрометричного устаткування, пристрої для ручного і автоматичного введення рідких, газових, пароподібні, твердих проб;
· Мас-спектрометричні або хроматографічні колонки;
· Персональний комп'ютер;
· Програмне забезпечення.
Комплекс крім мас-спектрометричного детектора може містити змінні хроматографічні детектори:
1. полум'яно-іонізаційний (ПІД);
2. полум'яно-фотометричний (ПФД);
3. електронозахватний (ЕЗД);
4. по теплопровідності (ДТП);
5. термохимический (ДТХ);
6. фотоіонізаційні (ФІД);
7. термоіонні (ТІД).
Хроматографічні детектори забезпечують отримання інформації про аналізовані речовинах за часом утримування, амплітудою і площі піків. Мас-спектрометричний детектор розширює можливості аналізу за рахунок отримання додаткової спектральної інформації про хроматографічних піках.
Комплекс дозволяє реалізовувати розроблені раніше методики вимірювань, формувати і відпрацьовувати нові методики з використанням методів математичної обробки результатів вимірювань.
Експлуатація комплексу здійснюється в закритих вибухо-і пожежобезпечних лабораторних приміщеннях при номінальних значеннях кліматичних факторів:
· Температурі навколишнього повітря від 288 до 304 К (від 15 до 31 С);
· Відносної вологості не більше 80%;
· Атмосферному тиску від 84 до 107 кПа (від 630 до 800 мм. Рт. Ст.).
Електричне живлення комплексу здійснюється від мережі змінного струму напругою 220В, частотою 50Гц.
Газове харчування комплексу
Газ-носій:
· Азот особливої ​​чистоти за ГОСТ 9293 (об'ємна частка азоту не менше 99,996%, об'ємна частка кисню не більше 0,001%; ​​концентрація водяної пари не більше 0,005 г./м3; вміст оксиду та діоксиду вуглецю не нормується);
· Гелій газоподібний марки А за ТУ 51-940 (об'ємна частка гелію не менш 99,995%, об'ємна частка азоту не більше 0,005%, об'ємна частка кисню не більше 0,0001%, об'ємна частка двоокису вуглецю не більше 0,0002%, об'ємна частка вуглеводнів не більше 0,0001%, об'ємна частка водяної пари не більше 0,0005%);
· Гелій газоподібний марки 60 по ТУ 2114-001 - 45905715-02 або за ТУ 0271-001-45905715-02 (об'ємна частка гелію не менш 99,9999%, об'ємна частка азоту не більш 0,000045%, об'ємна частка кисню і аргону в сумі не більше 0,000015%, об'ємна частка окису і двоокису вуглецю не більше 0,0001%, об'ємна частка метану не більше 0,00001%, об'ємна частка водяної пари не більше 0,0002%) - для роботи з МСД.
Харчування полум'яних детекторів:
· Водень марки А за ГОСТ 3022 (об'ємна частка водню не менше 99,99%. Об'ємна частка кисню не більше 0,01%, концентрація водяної пари не більше 0,5 г/м3, оксид і діоксид вуглецю відсутні), або від генератора водню 214.4.464.014;
· Повітря по ГОСТ 17433, клас забрудненості 1 або від компресора 214.2.993.002.
Робочі тиску газів:
· Газу-носія - від 0,36 до 0,44 МПа;
· Водню - від 0,14 до 0,44 МПа;
· Повітря - від 0,17 до 0,44 МПа.
Мас-спектрометричний детектор
У стандартну комплектацію входить мас-спектрометричний детектор DSQ II.
Назва детектора походить від англійського Dual Stage Quadrupole - двустадійность квадруполів і означає, що перед основним аналітичним квадруполів на відміну від звичайної схеми побудови встановлений квадрупольний префільтр. Це забезпечує, з одного боку, кращу фокусування пучка іонів, з іншого боку, оберігає Квадрупольний від забруднень.
Основні особливості мас-спектрометричного детектора
· Нове джерело іонів DuraBrite ™ виконаний з високоякісного інертного металу без будь-якого покриття з мінімальною адсорбцією, максимальним виходом іонів та оптимальної роботою в усіх режимах іонізації (електронний удар, хімічна іонізація з детектуванням позитивних і негативних іонів).
· Нова детектируются система DynaMax XR з сучасної високошвидкісної цифровою електронікою, яка у поєднанні з високоякісними електродами Квадрупольний, забезпечує найвищу швидкість сканування, доступну на квадрупольних приладах.
· Стрижні Квадрупольний виконані з високоякісного металу з високою точністю, що забезпечує практично нескінченний термін його служби.
· Стрижні квадрупольного префільтр вигнуті, що перешкоджає попаданню нейтральних частинок з джерела іонів на детектор і, відповідно, поліпшенню ставлення сигнал / шум.
· Низький рівень шумів.
· Детектор забезпечений сучасної високошвидкісної цифровою електронікою, яка у поєднанні з високоякісними електродами Квадрупольний, забезпечує найвищу швидкість сканування, доступну на квадрупольних приладах.
Технічні характеристики мас-спектрометричного детектора
Джерело іонізації
електронний удар
Енергія електронів
регульована від 0 еВ до 130 еВ
Струм емісії
до 850 мкА
Діапазон мас, m / z
від 1 до 1050 а.е.м
Дозвіл
1 а.е.м
Стабільність мас
± 0.1 а.е.м. за 48 годин
Швидкість сканування
більше 11000 а.е.м. / с
Температура джерела іонізації
від 125 ° C до 300 ° C
Температура перехідною лінії ГХ-МС
до 350 ° C
Режими сканування
повне, сегментний, сканування за селективно обраним іонів
Турбомолекулярний насос з продуктивністю
70 л / с, 250 л / с
Чутливість у режимі іонізації електронним ударом
При введенні 1 мкл розчину октафторнафталіна в ізооктане з концентрацією 1 пг / мкл відношення сигнал: шум для маси m / z 272 а.о.м. при скануванні від 200 до 300 а.е.м. зі швидкістю 5 сканувань в секунду краще ніж:
· 75: 1 (з насосом 70 л / сек);
· 100: 1 (з насосом 250 л / сек);
· 100: 1 (з насосом 200/200 л / сек).
Чутливість у режимі хімічної іонізації - позитивні іони
При введенні 1 мкл розчину бензофенону в н-гептані з концентрацією 10 пг / мкл відношення сигнал: шум для маси m / z 183 а.о.м. при скануванні від 80 до 230 а.е.м. зі швидкістю 2 сканування в секунду краще ніж (з метаном в якості газу-реагенту):
· 10: 1 (з насосом 250 л / сек);
· 10: 1 (з насосом 200/200 л / сек).
Чутливість у режимі хімічної іонізації - негативні іони
При введенні 1 мкл розчину октафторнафталіна в ізооктане з концентрацією 1 пг / мкл відношення сигнал: шум для маси m / z 272 а.о.м. при скануванні від 200 до 300 а.е.м. зі швидкістю 5 сканувань в секунду краще ніж (з метаном в якості газу-реагенту):
· 100: 1 (з насосом 250 л / сек);
· 100: 1 (з насосом 200/200 л / сек).
Можливості сканування
· Повне сканування в заданому діапазоні (від м1 до м2).
· Сегментоване сканування (від м1 до м2, проміжок, від м3 до М4, проміжок, від М5 до М6, і т.д.).
· Сканування за селективно обраним іонів (SIM) (діапазон сканування дорівнює одній або кільком (2-3) масам).
· Повне сканування та SIM (унікальна характеристика цього детектора).
Лінійний динамічний діапазон
Тягнеться приблизно від 100 фемтограмм до 10 нг і складає 10 5.
Налаштування за US EPA
Здійснюється натисканням однієї клавіші із застосуванням BFB (p-Bromofluorobenzene) і DFTPP (Decafluorotriphenylphosphine).
Додаткові пристрої до мас-спектрометричного детектора
Система вакуумної відкачки
Мас-спектрометричний детектор може комплектуватися системами вакуумної відкачки з турбомолекулярним насосом продуктивністю:
· 70 літрів за секунду;
· 250 літрів в секунду (для роботи в режимі хімічної іонізації і з хроматографічними колонками великого діаметра);
· Або вакуумною системою з роздільним відкачуванням області іонізації та аналізу іонів 200 + 200 літрів в секунду. Зміни в продуктивності вакуумної системи можливі, але це спричиняє за собою відповідне збільшення вартості.
Джерело іонізації
Стандартно детектор комплектується джерелом іонізації електронним ударом.
Додатково детектор може комплектуватися джерелом хімічної іонізації. Опція хімічної іонізації з детектуванням позитивно і негативно заряджених іонів доступна тільки на системах з продуктивністю відкачування 250 літрів в секунду.
Додатково доступна опція імпульсної поперемінної реєстрації позитивно і негативно заряджених іонів при хімічній іонізації.
Система прямого введення проби
Стандартно детектор не комплектується системою прямого введення проби прямо на джерело іонізації.
Система «Прямий введення» доступна в якості опції на детекторі з будь-якою вакуумною системою. Доступні як пряме введення з випаровуванням з мікротігля, так і з швидко прогрівається зволікання. Для використання прямого введення немає необхідності відключати хроматограф. Вакуумний шлюз встановлюється спереду детектора, а іонізаційні обсяги змінюються з використанням вакуумного шлюзу без відключення вакуумної системи.
Основні особливості:
· Аналіз високо-полярних, термічно лабільних компонентів або твердих проб.
· Швидкий простий спосіб введення проби безпосередньо в джерело іонізації мас-спектрометричного детектора минаючи газовий хроматограф.
· Перемикання в режим прямого введення проби менш ніж за 3 хвилини без порушення інтерфейсу з хроматографом.
· Сумісність з усіма режимами іонізації і мас-спектрометричного аналізу.
Хромато-мас-спектрометр МСД-650
Призначення
МСД-650 призначений для якісного та кількісного аналізу токсичних компонентів сумішей органічних сполук як природного, так і штучного походження та їх ідентифікації.
До складу хромато-мас-спектрометричного комплексу входять мас-спектрометричний детектор (власне МСД-650) і газовий хроматограф «КРИСТАЛ-2000».
МСД-650 дозволяє автоматизувати процес рутинного аналізу визначення токсичних компонентів сумішей органічних сполук при вирішенні широкого кола завдань в екології, медичної біохімії, сільському господарстві та інших областях.
Особлива сфера застосування комплексу - виявлення екологічної небезпеки, пов'язаної з розповсюдженням у навколишньому середовищі діоксинів, які є супертоксикантів, канцерогенами і мутагенами. Діоксинові скиди виникають у процесі практично будь-якого хімічного виробництва, в целюлозно-паперовій промисловості, при знищенні хімічних відходів та хімічної зброї і т.д. Наявність діоксинів повинно контролюватися в продуктах харчування, ліки, пакувальних матеріалах, практично в усьому, з чим стикається людина.
Вітчизняних промислових аналогів МСД немає.
Прилад пройшов держвипробування і сертифікований Держстандартом Російської Федерації, номер сертифіката - 1297, номер в Державному реєстрі засобів вимірювань - 14383-95.
Технічні характеристики
Чутливість мас-спектрометричного детектора:
· Не менш 10-9 кл / мкг по метілстеарату (з джерелом електронного удару при роздільній здатності 1000);
· Не менше 5'10-9 кл / мкг (при роздільній здатності 10000).
Чутливість ГХ-МС з метілстеарату (при прямому введенні в капілярну колонку з джерелом ЕУ і роздільної здатності 1000):
· Не більше 500 пг в режимі сканування;
· Не більше 50 пг в режимі накопичення (без сканування).
Діапазон мас:
· 650 Та при повному ускоряющем напрузі 5 кВ;
· 1300 Та при 2,5 кВ.
Роздільна здатність (безперервно змінюється):
· До 16000 (на 10% висоті)
· До 24000 (на 50% висоті)
Швидкість сканування:
· Від 0,5 до 30 секунд на декаду мас.
Мінімальний час циклічного сканування:
· 0.8 секунди в діапазоні мас 50-500-50.
Джерело іонів:
· Оригінальна конструкція джерела електронного удару забезпечує ефективну іонізацію, стабільність у широкому діапазоні тисків і струмів іонізуючих електронів, а також фокусування іонного пучка в двох взаємно перпендикулярних напрямках.
Мас-аналізатор:
· Двохкаскадний секторний, геометрія Ніра-Джонсона з подвійною фокусуванням, коефіцієнт оптичного збільшення 0,778;
· Оригінальне рішення забезпечує високу пропускання.
Магніт:
· Плоскопараллельних, ламінарний;
· Кут сектора 54 °;
· Кут повороту оптичної осі 70 °;
· Радіус оптичної осі 125 мм;
· Зазор 5 мм;
· Максимальна індукція 2,2 Тл.
Детектор:
· Реєстрація іонних струмів за допомогою вторинно-електронного помножувача;
· Передбачена реєстрація на колектор в вигляді циліндра Фарадея;
· Динамічний діапазон 109.
Вакуумна система:
· Два турбомолекулярних насоса продуктивністю 300 л / с;
· Аварійний захист по вакууму, електроживлення та охолоджуючої рідини.
Газовий хроматограф:
· Адаптована базова модель хроматографа «Кристал-2000»;
· Висока температурна стабільність; мікропроцесорний блок управління; прямий введення в капілярну колонку; додаткові детектори; програмування температури; автоматичний дозатор рідких проб.
Інтерфейс:
· Пряма стикування капілярною колонки з іонним джерелом;
· Температурний діапазон 50 - 400 ° С.
Система обробки даних:
· На базі мікропроцесорної шини VME, з модулем 'Master' V486 3U, IBM PC / AT Industrial Computer;
· Зв'язок з центральною ПЕОМ IBM PC / AT 386 організована за допомогою моноканалу Ethernet зі швидкістю обміну 10 Мбіт / сек;
· Периферія центральної ПЕОМ комплектується за погодженням із замовником.
Програмне забезпечення:
· Програмний пакет «МС МАЙСТЕР» (працює в середовищі Windows), забезпечено діалоговий режим з користувачем;
· Програми знімання та обробки мас-спектрів низького і високого дозволу;
· Програми реєстрації та обробки хромато-мас-спектрограм;
сервісні програми для юстування, тестування і контролю функціональних каналів приладу.
Хромато-мас-спектрометр POLARISQ
Хромато-мас-спектрометр POLARISQ - це нове покоління приладів з мас-аналізатором типу «іонна пастка» і зовнішнім джерелом іонів. Новий високотемпературний джерело іонів, цифровий контроль газу-реагенту для хімічної іонізації, можливість високоефективної відкачування турбомолекулярним насосом відповідають усім потребам лабораторного аналізу. Цей прилад може вирішити проблеми в аналізі пестицидів, лікарських препаратів, наркотиків, допінгових засобів, діоксинів і в багатьох інших цілях.
Комплектація POLARISQ:
Мас-спектрометр
· Інжекційні джерело іонів
· - Дозволяє виконувати юстировку відповідно до вимог ЕРА.
- Відсутність небажаних іонно-молекулярних реакцій.
- Незалежно контрольований нагрів 100 - 300 о С.
· Квадрупольний мас-аналізатор іонна пастка
· - Незалежна вакуумна відкачка для стабільної роботи в незалежності від типу хроматографування.
· - Режими повного сканування позитивних і негативних іонів, режим Ultra-SIM (моніторинг обраних іонів), режим MSn (n = 1-5).
· - Режим інтелектуального сканування «Data dependent»
· - Діапазон масових чисел до 1000 а.е.м.
· Система детектування
· - Конверсійний дінод з напругою ± 10 кВ для детектування позитивних і негативних іонів.
· - Вдруге-електронний помножувач з розширеним динамічним діапазоном.
· - Цифрова електронна дискримінація шуму.
· Вакуумна система
· - Дифузійний насос з повітряним охолодженням зі швидкістю відкачування 100 л / с або турбомолекулярний насос 70 л / с або 250 л / с.
· - Електронно-охолоджувана (Пельтье) пастка гарантує відсутність фонового забруднення вакуумного обсягу.
· - Інтелектуальна вакуумна захист.
· Робоча станція (мінімальна конфігурація)
· - DELL персональний комп'ютер з процесором Intel Pentium.
· - 256 МБ системна пам'ять, 40 ГБ жорсткий диск, 1.44 МБ флоппі дисковод, 650 МБ СD ROM з SCSI II інтерфейсом.
· - 17 »SVGA кольоровий монітор.
· - Microsoft Windows 2000 операційне середовище.
· - Finnigan Xcalibur система обробки даних та контролю приладу.
Газовий хроматограф
Стандартна комплектація:
· Високоефективний газовий хроматограф TRACE GC ULTRA
· Повний контроль комп'ютером.
· Капілярний інжектор split / splitless з електронним контролем тиску.
· Температура термостата до 450 о С.
· Швидке охолодження термостату. Від 450 о С до 50 о С за 250 сек.
· Програмування температури з чотирма підйомами температури, швидкості підйому від 0.1оС/мін до 120 оС / хв, мінімальний інкремент 0.1 о С, вісім незалежно контрольованих температурних зон.
Альтернативна та додаткова комплектації:
· Турбомолекулярний насос 250 л / с для підвищення ефективності відкачування.
· Режим хімічної іонізації, що включає вакуумний шлюз і пристосування для зміни іонізаційних камер для роботи в режимі хімічної іонізації, з цифровим контролем і можливість автоматичної оптимізації тиску газу-реагенту.
· PPNICI імпульсна хімічна іонізація з поперемінної реєстрацією позитивних і негативних іонів
· Спрощений контроль відкачування вакуумного шлюзу і введення інструменту для заміни іонізаційних камер або прямого введення.
· Швидке перемикання між режимами іонізації електронним ударом і хімічної іонізації без заміни іонного джерела.
· Прямий введення, що забезпечує експресний і простий введення зразка в мас-спектрометр і проведення аналізів високополярних, термолабільних та нерозчинних сполук
· Автодозатор AS2000.
· Автодозатор АS3000, автоінжектор AS3000.
· Парофазного автодозатор HS 2000
· LVI інжектор для введення великих кількостей проби
· Низькотемпературне охолодження до -50 о С з рідким азотом або СО 2.
· Програмування температури інжектора в режимах split / splitless і on-column з електронним контролем тиску.
· Послеколоночние інтерфейси - відкритий скидання і струменевий сепаратор.
Технічна специфікація POLARISQ
Чутливість
Іонізація електронним ударом:
При введенні 10 пг декафторбензофенона в гексані хроматографічний пік шириною менше 4 с на напіввисоті. При скануванні по повному мас-спектру в діапазоні 50 - 400 а.е.м. за 0.5 с співвідношення сигнал: шум на молекулярному іоні з m / z 362 краще ніж 25:1.
Хімічна іонізація:
При введенні 100 пг декафторбензофенона в гексані хроматографічний пік шириною <4 с на напіввисоті. При скануванні по повному мас-спектру в діапазоні 50-400 а.о.м. за 0.5 с співвідношення сигнал: шум на протоновану молекулярному іоні з m / z 363 краще ніж 10:1. Газ-реагент метан, іон М +29 повинен спостерігатися в спектрі.
Негативні іони:
При введенні 1 пг декафторбензофенона в гексані хроматографічний пік шириною менше 4 с на напіввисоті. При скануванні по повному мас-спектру в діапазоні 50 - 400 а.е.м. за 0.5 с співвідношення сигнал: шум на молекулярному іоні з m / z 362 краще ніж 50:1.
Предінсталяційного вимоги для POLARISQ
Електроенергія: 220 ± 8% В, 50 ± 3 Гц, 10 А
Гази: газ-носій - гелій високої чистоти 99.998%, газ-реагент для хімічної іонізації - метан, ізобутан або аміак чистотою 99.99%.
Тепловиділення: 3500 Ккал / год
Температура: 15-27 оС
Вологість: 4 - 80% без конденсації
Розміри:
MS 44 х 33х 68 см
Хроматограф 44 х 61 х 65 см
Bec: 55 кг

Перший російський хромато-мас-спектрометр СМАРТ

Перший російський хромато-мас-спектрометр СМАРТ. В основу даного приладу лягла розробка компанії Аджілент Текнолоджіз - хромато-мас-спектрометричних система Agilent 6850/5973, на якій довгі роки працюють багато російські фахівці і яка зарекомендувала себе як високоточна і надійна.
Збірка приладу СМАРТ виробляється в Росії партнером компанії Interlab Inc. (Офіційний ексклюзивний дистриб'ютор компанії Аджілент Текнолоджіз в Росії) - ТОВ «Інтерлаб» - на основі угоди, підписаної з компанією-розробником.
СМАРТ є сучасним приладом нового покоління, відрізняється точністю і стабільністю мас. Прилад зареєстрований в Міністерстві Охорони Здоров'я як медична техніка, що забезпечує його звільнення від ПДВ.
Технічні характеристики:
· Діапазон мас 1, 6 - 800 а.е.м. з можливим розширенням до 1000 а.е.м.
• Максимальна швидкість сканування складає 10 000 а.е.м. / сек.
· Динамічний інтервал складає 106
· Стабільність визначення маси становить менше 0, 15 а.е.м. протягом 72 годин роботи
· Чутливість СМАРТ при іонізації електронним ударом в режимі сканування: 1 пикограмм октафторнафталіна при введенні 1 мкл изооктана дає відношення сигнал / шум не гірше 100:1 на окремій хроматограмі за масою m / z 272.
Чутливість СМАРТ в режимі реєстрації окремих іонів при іонізації електронним ударом: 10 фг октафторнафталіна при введенні у 1 мкл изооктана дає співвідношення сигнал / шум не гірше 20:1 на окремій хроматограмі за масою m / z 272.

Хромато-мас-спектрометри: GCMS 5050

Газовий хроматограф - мас - спектрометр GCMS - QP 505
Це компактний квадрупольний газовий хроматограф - мас - спектрометр має високу чутливість за рахунок ефективної іонізації і високого ступеня переносу іонів.
Володіє комп'ютерно-оптимізуються іонним джерелом і системою магнітних лінз, а також турбомолекулярним насосом (50 л / с) для забезпечення абсолютно вільного від масла вакууму для іонізації і можливість роботи з насадним колонками протягом 5 хвилин після включення.
Діапазон мас розширено до 900 Дальтон. Розширення динамічного діапазону досягається за допомогою нового виду детектора з низьким шумом.
Завдяки іонізації електронним ударом (EI), виходять класичні EI - спектри, відмінно корелюють з бібліотечними.
Швидкість сканування складає 6750АЕМ / с або 50 сканів / с, динамічний концентраційний діапазон - 106.
Передбачено програмоване введення проби, піроліз, а також хімічна іонізація.
Робота приладу повністю комп'ютеризована. Програмне забезпечення має вбудовані автоматичні функції для включення / вимикання системи, повної автоматизації аналізів, а також забезпечення вимог GLP, TO 14, EPA методів 500, 600, і 8000.

Технічні характеристики
Іонний джерело
Вид іонізації: EI, PCI, і NCI
Енергія іонізації: 70 еВ
Струм іонізації: 60 мкА EI, 200 мкА CI
Подвійний катод
Аналізатор
Діапазон мас: 10 до 900 аем
Максимальна швидкість сканування: 6750 Дальтон / c (або 50 сканів / с)
Довготривала стабільність налаштування: Зміни налаштування на масу становлять не більше 0,15 а.е.м. протягом 12 годин роботи при незмінних умовах навколишнього середовища.
Роздільна здатність: 2 M або 1 одиниця маси по всьому діапазону мас
Вакуумна система
Основний насос: 50 л / c турбомолекулярний
Чутливість
Гексахлорбензол 10 пикограмм, дає співвідношення сигнал / шум 50:1 на окремій масі m / z 286. 100 пикограмм метил стеарату дає співвідношення сигнал / шум 60:1 на окремій масі m / z 298
Технічні характеристики портативних газових хромато-мас-спектрометрів
Фірма
Bruker Instr.
Inficon
Viking Instr.
Модель
EM640, EM640S
Hapsite
Spectra Trak 572
Термостат
50-300 ° С ізотерм. і три
швидкості програмую.
-
50-325 ° С ізотерм.
і програм.
Колонки
30 м г 0,2 мм
30 м г 0,32 мм
60 м г 0,32 мм
Газ-носій
N 2, He
N 2
He, N 2, H 2
Дозатор
Капіли. введення з розподілом
і без поділу потоку
-
Капіли. введення з розподілом
і без поділу потоку
Діапазон мас
1-640
1-300
1,6-700
Максим. швидкість сканування
2000 а.е.м. · С -1
1000 а.е.м. · Сек -1
1800 а.е.м. · Сек -1
Тип іонізації
Електронний удар
Електронний удар, 70 еВ
Електронний удар, 70 еВ
Вакуумна система: насос
Гетерні
Гетерні
Турбомолекулярний
діафрагмовий
Чутливість
1 нг · с -1 (при S / № 10:1)
100 пг для гексахлорбензолу
-
Динамічний діапазон
10 вересня
-
10 Червень
Вага, кг
60
16
34
Розміри: висота г ширина г глибина, см
55 г 45 г 35
18 г 43 г 46
46 г 61 г 29

Література
1. Основи аналітичної хімії / Під ред. Ю.А. Золотова. У 2-х т. М.: Вищ. шк., 2000.
2. Основи аналітичної хімії. Практичне керівництво / За ред. Ю.А. Золотова. М.: Вищ. шк., 2001.
3. Кунце У., Шведт Г. Основи якісного та кількісного аналізу / Пер. з нім. М.: Світ, 1997.
4. Пилипенко А.Т., П'ятницький І.В. Аналітична хімія. У 2-х т. М.: Хімія, 1990.
5. Юінг Г. Інструментальні методи хімічного аналізу / Пер. з англ. М.: Світ, 1989.
6. Дерффель К. Статистика в аналітичній хімії / Пер. з нім. М.: Світ, 1994.
7. Кузьмін Н.М., Золотов Ю.А. Концентрування слідів елементів. М.: Наука, 1988.
8. Москвін Л.М., Царицина Л.Г. Методи розділення і концентрування в аналітичній хімії. Л.: Хімія, 1991.
9. Тельдеші Ю. Радіоаналітіческая хімія / Пер. зі словац. М.: Вища школа, 1987.
10. Шараф М.А., Іллмен Л., Ковальські Б.Р. Хемометріка / Пер. з англ. Л.: Хімія, 1989.
11. Айвазов Б.В. Введення в хроматографію. М.: Вищ. шк., 1983.
12. Сабадварі Ф., Робінсон А. Історія аналітичної хімії / Пер. з англ. М.: Світ, 1984.
13. Скуг Д., Уест Д. Основи аналітичної хімії / Пер. з англ. У 2 т. М.: Світ, 1979.
14. Гольдберг К.А., Вігдергауз М.С. Введення в газову хроматографію. М.: Хімія, 1990.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Екологія та охорона природи | Курсова
233.4кб. | скачати


Схожі роботи:
Високоефективна рідинна хроматографія забруднювачів природних і стічних вод
Використання мас-медіа в паблік рілейшнз
Раціональне використання природних ресурсів
Раціональне використання природних ресурсів 2
Право природокористування та правові форми використання природних
Право природокористування та правові форми використання природних 2
Проблеми охорони та раціонального використання природних ресурсів Прикаспію
Органи управління з використання та охорони природних ресурсів та об`єктів
Використання космічних методів при дослідженні природних ресурсів

Нажми чтобы узнать.
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru