Масс-спектрометрический метод анализа
Принципиальное устройство масс-спектрометра. Механизмы ионизации. Прямой перенос заряженной молекулы в газовую фазу. Химическая ионизация при атмосферном давлении. Рабочие характеристики анализаторов. Квадрупольная ионная ловушка. Лазерная десорбция.
| Рубрика | Химия |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.03.2014 |
| Размер файла | 179,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
19. Квадрупольная-времяпролётная тандемная масс-спектрометрия
Линейный времяпролётный (TOF) анализатор масс (рис. 2.7) является простейшим анализатором масс. Он пережил возрождение с изобретением MALDI и его текущее применения для электроспрея и даже газовой хроматографии с масс-спектрометрией электронной ионизацией (GC/MS). Времяпролётный анализ основан на ускорении группы ионов по направлению к детектору, при котором всем ионам сообщается одинаковая энергия при помощи ускоряющего потенциала. Так как ионы имеют одинаковую энергию, но разную массу, лёгкие ионы достигают детектора первыми из-за их большей скорости, в то время как тяжёлые ионы летят дольше из-за их большей массы и, соответственно, более низкой скорости. Поэтому анализатор был назван времяпролётным, потому что масса в нём определяется по времени прибытия ионов. Масса, заряд и кинетическая энергия - всё это вносит свой в клад в время прибытия иона к детектору. Так как кинетическая энергия (KE) иона равна Ѕ mv2, скорость иона может быть представлена как v = d/t = (2KE/m) Ѕ. Ионы проходят расстояние d за время t, а t зависит от m/z. В этом уравнении v = d/t = (2KE/m) Ѕ, принимая z = 1. Другим представлением этого уравнения, более чётко показывающим, как определяется масса, является m=2t2 KE/d2, где KE=const.
Время пролётный рефлектрон сейчас широко используется для ESI, MALDI, а в последнее время и для приложения электронной ионизации для ГХ/МС. Он комбинирует времяпролётную технологию и электростатическое зеркало. Рефлектрон служит для увеличения времени (t), которое нужно ионам, чтобы достичь детектора, при этом уменьшая распределение кинетической энергии, тем самым уменьшая временное распределение Дt. Так как разрешение определяется как масса пика, делённая на его ширину или m/Дm (или t/Дt, так как m пропорциональна t), увеличение t и уменьшение Дt приводит к росту разрешения. Поэтому TOF рефлектрон даёт более высокое разрешение по сравнению с простым прибором TOF посредством увеличения длины пути и фокусировки энергии посредством рефлектрона. Нужно отметить, что увеличенное разрешение (обычно выше 5000) и чувствительность на TOF рефлектроне значительно уменьшается при высоких массах (обычно при m/z свыше 5000).
Другим типом тандемного анализа масс, MS/MS, является также возможное комбинирование MALDI и TOF рефлектрона. MS/MS осуществляется с особенности MALDI - фрагментации, которая происходит после ионизации, или распадом после источника (PSD). Времяпролётные приборы сами по себе не разделяют пост-ионизационные фрагментарные ионы от одного и того же иона-прекурсора, потому что и прекурсор, и фрагментарные ионы имеют одинаковую скорость и поэтому достигают детектора в одно и то же время. Рефлектрон даёт преимущество в том, что фрагментарные ионы имеют разную кинетические энергии и разделяются на основании того, как глубоко ионы проникают в поле рефлектрона, тем самым давая спектр фрагментарных ионов.
Нужно заметить, что электроспрей также был адаптирован под TOF рефлектронные анализаторы, в которых ионы из непрерывного ESI-источника накапливаются в гексаполярном (или октаполярном) ионопроводе, а затем выталкиваются в TOF анализатор. Тем самым, необходимая электростатическая импульсность создаёт точку отсчёта, с которой можно начинать измерения TOF.
20. MALDI и времяпролётный анализ
На начальных этапах развития MALDI-TOF, эти приборы имели относительно низкое разрешение, которое серьёзно ограничивало их точность. Нововведением, которое оказало существенный эффект на увеличение разрешающей силы MALDI времяпролётных приборов было отложенное извлечение (DE). В теории, отложенное извлечение означает просто охлаждение и фокусировку ионов сразу после акта MALDI, но на практике сначала было проблемой включать и выключать импульсы в 10000 вольт за наносекунды.
В традиционных приборах MALDI, ионы ускоряются из устройства ионизации сразу после образования. Однако, отложенное извлечение ионов позволяет им «остыть» в течение ~150 наносекунд перед ускорением в анализатор. Этот период охлаждения генерирует набор ионов с гораздо меньшим распределением кинетической энергии, значительно уменьшая временной разброс ионов, когда они входят в TOF анализатор. В общем, это приводит к увеличению разрешения и точности. Выгоды отложенного извлечения значительно сокращаются для больших макромолекул, таких как белки (>30000 Да). [3]
Квадрупольные времяпролётные анализаторы масс обычно совмещаются с устройствами ионизации электроспрея, а в последнее время успешно совмещаются с MALDI. ESI quad-TOF (рис. 2.12) комбинирует стабильность квадрупольного анализатора с высокой эффективностью, чувствительностью и точностью время пролётного рефлектронного анализатора масс. Квадруполь может выступать как простой квадрупольный анализатор, чтобы сканировать определённый диапазон m/z. Однако он может быть также использован, чтобы селективно выделить ион-прекурсор и направить его в ячейку столкновения. Получившиеся фрагментарные ионы затем анализируются TOF рефлектронным анализатором масс. Квадрупольный TOF использует способность квадруполя выделять отдельный ион и способность TOF-MS совершать одновременное и точное измерение ионов по всему диапазону масс за короткий период времени. Квадрупольные TOF анализаторы выдают большую чувствительность и точность, нежели тандемные квадрупольные приборы при получении полных фрагментарных масс-спектров.
Квадрупольный TOF прибор может использовать квадрупольный или TOF анализаторы независимо или совместно для тандемных MS экспериментов. TOF компонент прибора имеет больший m/z предел, превышающий 10000. Высокая разрешающая сила (~10000) TOF также обеспечивает хорошую точность измерения массы - порядка 10 ppm. Из-за своей высокой точности и чувствительности, ESI quad-TOF масс-спектрометр внедряются в решение проблем протеомики и фармакокинетики.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Основы масс-спектрометрии. Принципиальное устройство масс-спектрометра. Механизмы и способы ионизации. Лазерная десорбция/ионизация при помощи матрицы (MALDI), преимущества и недостатки метода. Рабочие характеристики и принцип работы анализаторов.
курсовая работа [4,8 M], добавлен 04.10.2008Физические основы процесса масс-спетро-метрического распада. Определение элементного состава ионов на основании изотопных пиков. Квадрупольный масс-анализатор. Матричная лазерная десорбционная ионизация. Принцип действия молекулярных сепараторов.
реферат [2,5 M], добавлен 12.01.2012Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой как наиболее универсальный метод анализа элементного состава вещества. Система ввода образца в виде раствора. Процессы, происходящие в индуктивно связанной плазме. Фильтрация и детектирование ионов.
презентация [320,0 K], добавлен 07.06.2015Масс-спектрометрические методы в биомедицинских исследованиях. Анализ биоматериалов с помощью ядерно-магнитного резонанса, его преимущества и определяемые патологии. Методы обработки и интерпретации спектров. Способы реализации иммунохимического анализа.
курсовая работа [32,1 K], добавлен 26.01.2011Определение объема воздуха необходимого для полного сгорания заданного количества пропана. Вычисление изменения энтальпии, энтропии и энергии Гиббса, при помощи следствий из закона Гесса. Определение молярных масс эквивалентов окислителя и восстановителя.
контрольная работа [23,1 K], добавлен 08.02.2012Типы химической связи: ковалентная, ионная и металлическая. Донорно-акцепторный механизм образования и характеристики ковалентной связи. Валентность и степень окисления элементов. Молекулы химических соединений. Размеры и масса атомов и молекул.
контрольная работа [45,3 K], добавлен 16.11.2010Особенности, область применения хроматографических методов. Основные ее варианты: газо-адсорбционный, газо-жидкостный, капиллярный и реакционный. Принципиальная схема газового хроматографа и компьютеризированной хромато-масс-спектрометрической установки.
реферат [74,1 K], добавлен 15.04.2011Понятие о химической кинетике. Взаимодействие кислорода с водородом. Механизмы химических реакций. Влияние температуры на скорость реакций. Понятие об активном комплексе. Влияние природы реагирующих веществ на скорость реакций. Закон действия масс.
реферат [237,9 K], добавлен 27.04.2016Определение содержания химической кинетики и понятие скорости реакции. Доказательство закона действующих масс и анализ факторов, влияющих на скорость химических реакций. Измерение общей энергии активации гомогенных и гетерогенных реакций, их обратимость.
презентация [100,2 K], добавлен 11.08.2013Масс-спектрометрия как метода исследования вещества, основанный на зависимости интенсивности ионного тока от отношения массы к заряду. Принцип действия ионизатора и детектора заряженных частиц. Применение метода в медицине, биохимии и криминалистике.
презентация [2,4 M], добавлен 30.05.2014Хроматографический метод разделения и анализа сложных смесей был открыт русским ботаником М.С. Цветом. Хроматография - многократное повторение актов сорбции и десорбции вещества при перемещении его в потоке подвижной фазы вдоль неподвижного сорбента.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 13.03.2011Основные характеристики атомов, расчет их радиуса и энергетических показателей. Энергия ионизации или ионизационный потенциал. Сродство атома к электрону. Электроотрицательность и шкала Полинга. Принципы разделения элементов на металлы и неметаллы.
презентация [981,5 K], добавлен 22.04.2013Литиевые источники тока (ЛИТ). Теоретическая основа процессов гранулирования активных масс и формования ленточных положительных электродов ЛИТ. Требования к положительным электродам в виде тонких лент, пластин и дисков, состояние производства сегодня.
автореферат [2,4 M], добавлен 22.03.2009Основные понятия химической кинетики. Сущность закона действующих масс. Зависимость скорости химической реакции от концентрации веществ и температуры. Энергия активации, теория активных (эффективных) столкновений. Приближенное правило Вант-Гоффа.
контрольная работа [41,1 K], добавлен 13.02.2015Определение шихтового состава массы по химическому составу черепка и сырьевых материалов. Расчет молекулярного, рационального состава сырьевых материалов и масс. Расчет шихтового состава массы при расчетной (полной) замене одного из сырьевых материалов.
контрольная работа [68,5 K], добавлен 14.10.2012Рассмотрение двух физически возможных ситуаций, связанных с вращением вокруг некоей фиксированной точки, а именно - центра: двухатомной молекулы вокруг её центра масс и одного электрона в поле ядра атома водорода. Жесткий ротатор. Уравнение Шредингера.
реферат [94,7 K], добавлен 29.01.2009Гомогенные и гетерогенные реакции: мрамора с соляной кислотой. Факторы, влияющие на скорость химических реакций. Закон действующих масс. Правило Вант-Гоффа. Катализатор нейтрализации выхлопных газов автомобиля. Три признака химического равновесия.
презентация [304,0 K], добавлен 27.04.2013Характеристика ковалентной связи, понятия насыщаемости, направленности и полярности. Гибридизация атомных орбиталей и ионная связь. Межмолекулярные химические связи (вандерваальсовы силы). Типы кристаллических решеток. Молекулярная структура льда.
презентация [1,1 M], добавлен 11.08.2013Предмет термохимии, изучение тепловых эффектов химических реакций. Типы процессов химической кинетики и катализа. Энтальпия (тепловой эффект) реакции. Скорость реакции, закон действующих масс. Константа химического равновесия, влияние катализатора.
презентация [2,2 M], добавлен 19.10.2014Сущность рентгенофлуоресцентного метода анализ. Проблемы возникающие при определении концентраций с помощью рентгенофлуоресцентного анализа. Влияние состояния поверхности на интенсивность флуоресценции. Основные модули и принцип работы спектрометра.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 15.06.2012
