Современные масс-спектрометры

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства РФ

ФГБОУ ВПО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева

Институт природообустройства имени А.Н. Костякова

Кафедра общей и инженерной экологии

Курсовая работа

на тему: «Современные масс-спектрометры»

Выполнил Гладков Е.О.

Проверил: Мартынов Д.Ю.

Москва 2014

1. Масс-спектрометрия

Масс-спектрометрия -- это физический метод, основанный на измерении массы заряженных частиц материи, используется для анализа вещества в течение почти 100 лет начиная с основополагающих опытов Томсона в 1912 году. Существенное отличие масс-спектрометрии от других аналитических физико-химических методов состоит в том, что оптические, рентгеновские и некоторые другие методы детектируют излучение или поглощение энергии молекулами или атомами, а масс-спектрометрия непосредственно детектирует сами частицы вещества. Масс-спектрометрия измеряет их массы, вернее отношение массы к заряду. Для этого используются законы движения заряженных частиц материи в магнитном или электрическом поле. Масс-спектр -- это просто рассортировка заряженных частиц по отношениям массы к заряду. Так как большинство небольших органических молекул при ионизации приобретает только один заряд, то для упрощения говорят о разделении веществ по массе. Важным исключением из этого правила являются белки, нуклеиновые кислоты и другие полимеры, которые способны приобретать множественные заряды. Атомы химических элементов имеют специфическую массу. Таким образом, точное определение массы анализируемой молекулы, позволяет определить её элементный состав . Масс-спектрометрия также позволяет получить важную информацию об изотопном составе анализируемых молекул). В органических веществах молекулы представляют собой определенные структуры, образованные атомами. Природа и человек создали поистине неисчислимое многообразие органических соединений. Современные масс спектрометры способны фрагментировать детектируемые ионы и определять массу полученных фрагментов. Таким образом, можно получать данные о структуре вещества.

2. История масс-спектрометрии

1912 -- Томсон создает первый масс-спектрометр и получает масс-спектры молекул кислорода, азота, угарного газа, углекислого газа и фосгена.

1913 -- С помощью своего масс-спектрометра Томсон открывает изотопы неона: неон-20 и неон-22.

1923 -- Астон изменяет с помощью масс-спектрометра дефект массы.

1934 -- Конрад применяет масс-спектрометрию для анализа органических молекул.

1940 -- Нир с помощью препаративной масс-спектрометрии выделяет уран-235

1948 -- Камероном и Эггером создан первый масс-спектрометр с время-пролетным масс-анализатором.

1953 -- Пауль патентует квадрупольный масс-анализатор и ионную ловушку.

1956 -- МакЛаферти и Голке создают первый газовый хромато-масс-спектрометр

1966 -- Мансон и Филд открывают химическую ионизацию

1972 -- Каратаев и Мамырин изобретают время-пролетный масс-анализатор с фокусировкой, значительно улучшающий разрешение анализатора.

1974 -- Первый жидкостный хромато-масс-спектрометр создан Арпино, Болдуином и МакЛаферти

1981 -- Барбер, Бордоли, Седжвик и Тайлор создают ионизатор с бомбардировкой быстрыми атомами (FAB)

1982 -- Первый масс-спектр целого белка (инсулин) с помощью бомбардировки быстрыми атомами (FAB)

1983 -- Бланки и Бестал изобретают термоспрей.

1984 -- Л.Н. Галль, а затем Фенн изобретают электроспрей. [1]

1987 -- Карас, Бахман, Бар и Хилленкамп изобретают ионизацию лазерной десорбцией при содействии матрицы (MALDI).

1999 -- Александр Макаров изобретает электростатическую ионную ловушку.

3. Принцип работы и устройство масс-спектрометра

Источники ионов

Первое, что надо сделать для того, чтобы получить масс-спектр, превратить нейтральные молекулы и атомы, составляющие любое органическое или неорганическое вещество, в заряженные частицы -- ионы. Этот процесс называется ионизацией и по-разному осуществляется для органических и неорганических веществ. Вторым необходимым условием является перевод ионов в газовую фазу в вакуумной части масс спектрометра. Глубокий вакуум обеспечивает беспрепятственное движение ионов внутри масс-спектрометра, а при его отсутствии ионы рассеются и рекомбинируют (превратятся обратно в незаряженные частицы). Условно способы ионизации органических веществ можно классифицировать по фазам, в которых находятся вещества перед ионизацией.

Газовая фаза:

· электронная ионизация

· химическая ионизация

Жидкая фаза:

· термоспрей

· ионизация при атмосферном давлении

· электроспрей (ESI)

· химическая ионизация при атмосферном давлении (APCI)

· фотоионизация при атмосферном давлении (APPI)

Твердая фаза:

· ионизация лазерной десорбцией при содействии матрицы (MALDI)

· бомбардировка быстрыми атомами (FAB)

В неорганической химии для анализа элементного состава применяются жесткие методы ионизации, так как энергии связи атомов в твердом теле гораздо больше и значительно более жесткие методы необходимо использовать для того, чтобы разорвать эти связи и получить ионы.

ионизация в индуктивно-связанной плазме

термоионизация или поверхностная ионизация

ионизация в тлеющем разряде и искровая ионизация (см. искровой разряд)

ионизация в процессе лазерной абляции

Исторически первые методы ионизации были разработаны для газовой фазы. К сожалению, очень многие органические вещества невозможно испарить, то есть перевести в газовую фазу, без разложения. А это значит, что их нельзя ионизовать электронным ударом. Но среди таких веществ почти все, что составляет живую ткань (белки, ДНК и т. д.), физиологически активные вещества, полимеры, то есть все то, что сегодня представляет особый интерес. Масс-спектрометрия не стояла на месте и последние годы были разработаны специальные методы ионизации таких органических соединений. Сегодня используются, в основном, два из них -- ионизация при атмосферном давлении и её подвиды -- электроспрей (ESI), химическая ионизация при атмосферном давлении (APCI) и фотоионизация при атмосферном давлении (APPI), а также ионизация лазерной десорбцией при содействии матрицы (MALDI).

спектрометр анализатор материя вещество

4. Масс-анализаторы

Полученные при ионизации ионы с помощью электрического поля переносятся в масс-анализатор. Там начинается второй этап масс- спектрометрического анализа -- сортировка ионов по массам (точнее по отношению массы к заряду, или m/z). Существуют следующие типы масс-анализаторов:

непрерывные масс-анализаторы:

Магнитный масс-анализатор

Масс-анализатор со скрещенными магнитным и электростатическим полями

Квадрупольный масс-анализатор

импульсные масс-анализаторы:

Время-пролетный масс-анализатор

Ионная ловушка

Масс-анализатор ионно-циклотронного резонанса с Фурье-преобразованием

Разница между непрерывными и пульсовыми масс-анализаторами заключается в том, что в первые ионы поступают непрерывным потоков, а во вторые -- порциями, через определенные интервалы времени. Масс-спектрометр может иметь два масс-анализатора. Такой масс-спектрометр называют тандемным. Тандемные масс спектрометры применяются, как правило, вместе с 'мягкими' методами ионизации, при которых не происходит фрагментации ионов анализируемых молекул (молекулярных ионов). Таким образом первый масс-анализатор анализирует молекулярные ионы. Покидая первый масс-анализатор, молекулярные ионы фрагментируются под действием соударений с молекулами инертного газа или излучения лазера, после чего их фрагменты анализируются во втором масс-анализаторе. Наиболее распространенными конфигурациями тандемных масс спектрометров являются квадруполь--квадрупольная и квадруполь--время-пролетная.

Детекторы

Итак, последним элементом описываемого нами упрощенного масс-спектрометра, является детектор заряженных частиц. Первые масс-спектрометры использовали в качестве детектора фотопластинку. Сейчас используются диодные вторично-электронные умножители, в которых ион, попадая на первый динод, выбивает из него пучок электронов, которые в свою очередь, попадая на следующий динод, выбивают из него ещё большее количество электронов и т. д. Другой вариант -- фотоумножители, регистрирующие свечение, возникающее при бомбардировке ионами люминофора. Кроме того, используются микроканальные умножители, системы типа диодных матриц и коллекторы, собирающие все ионы, попавшие в данную точку пространства (коллекторы Фарадея). Заинтересованный читатель может обратиться к подробностям детектирования ионов в специальной литературе, мы же не будем останавливаться на этом более подробно

5. Хромато-масс-спектрометрия

Масс-спектрометры используются для анализа органических и неорганических соединений . Органические вещества в большинстве случаев представляют собой многокомпонентные смеси индивидуальных компонентов. Например, показано, что запах жареной курицы составляют 400 компонентов (то есть, 400 индивидуальных органических соединений). Задача аналитики состоит в том, чтобы определить сколько компонентов составляют органическое вещество, узнать какие это компоненты (идентифицировать их) и узнать сколько каждого соединения содержится в смеси. Для этого идеальным является сочетание хроматографии с масс-спектрометрией. Газовая хроматография как нельзя лучше подходит для сочетания с ионным источником масс-спектрометра с ионизацией электронным ударом или химической ионизацией, поскольку в колонке хроматографа соединения уже находятся в газовой фазе. Приборы, в которых масс-спектрометрический детектор скомбинирован с газовым хроматографом, называются хромато-масс-спектрометрами ("Хромасс"). Многие органические соединения невозможно разделить на компоненты с помощью газовой хроматографии, но можно с помощью жидкостной хроматографии. Для сочетания жидкостной хроматографии с масс-спектрометрией сегодня используют источники ионизации в электроспрее (ESI) и химической ионизации при атмосферном давлении (APCI), а комбинацию жидкостных хроматографов с масс-спектрометрами называют ЖХ/МС или LC/MS по-английски. Самые мощные системы для органического анализа, востребованные современной протеомикой, строятся на основе сверхпроводящего магнита и работают по принципу ионно-циклотронного резонанса. Они также носят название FT/MS, поскольку в них используется Фурье преобразование сигнала.

6. Характеристики масс-спектрометров и масс-спектрометрических детекторов

Важнейшими техническими характеристиками масс-спектрометров являются чувствительность, Динамический диапазон, разрешение, скорость сканирования. Важнейшая характеристика при анализе органических соединений -- это чувствительность. Для того, чтобы достигнуть как можно большей чувствительности при улучшении отношения сигнала к шуму прибегают к детектированию по отдельным выбранным ионам. Выигрыш в чувствительности и селективности при этом колоссальный, но при использовании приборов низкого разрешения приходится приносить в жертву другой важный параметр -- достоверность. Ведь если Вы записывали только один пик из всего характеристического масс-спектра, Вам понадобится ещё много поработать, чтобы доказать, что этот пик соответствует именно тому компоненту, который Вас интересует. Как же разрешить эту проблему? Использовать высокое разрешение на приборах с двойной фокусировкой, где можно добиться высокого уровня достоверности не жертвуя чувствительностью. Или использовать тандемную масс-спектрометрию, когда каждый пик, соответствующий одиночному иону можно подтвердить масс-спектром дочерних ионов. Итак, абсолютным рекордсменом по чувствительности является органический хромато-масс-спектрометр высокого разрешения с двойной фокусировкой. По характеристике сочетания чувствительности с достоверностью определения компонентов следом за приборами высокого разрешения идут ионные ловушки. Классические квадрупольные приборы нового поколения имеют улучшенные характеристики благодаря ряду инноваций, примененных в них, например, использованию искривленного квадрупольного префильтра, предотвращающего попадание нейтральных частиц на детектор и, следовательно, снижению шума.

В настоящее время в России особое внимание уделяется контролю качества продукции в ядернотопливном цикле. Ранее для элементного и изотопного анализа образцов использовались зарубежные масс-спектрометры. В настоящее время разработана линейка отечественных масс-спектрометров МТИ-350, производство которых налажено в стране. Линейка включает автоматизированный масс-спектрометр МТИ-350Г для изотопного анализа гексафторида урана; термоионизационный масс-спектрометр МТИ-350Т для изотопного анализа урана, плутония и смешанного металлоксидного (МОКС) топлива; масс-спектрометр МТИ-350ГС для контроля производства гексафторида урана; масс-спектрометр МТХ-350ГП для детектирования содержания примесей в гексафториде урана. В статье рассматриваются методы работы, аналитические характеристики, а также удобства и преимущества перечисленных выше масс-спектрометров.

Масс-спектрометр МТИ-350Г

предназначен для проведения автоматического анализа содержания изотопов урана в газовой фазе и контроля изотопного состава гексафторида урана. Область применения прибора - контроль технологических линий разделительного производства в промышленных и лабораторных условиях. Прибор может использоваться на входном контроле предприятий ядерно-топливного цикла.

Технические решения, заложенные в конструкции МТИ-350Г, служат основой для создания модельного ряда масс-спектрометров различного назначения. В масс-спектрометре используется ряд оригинальных узлов и систем, служащих получению высоких аналитических характеристик прибора:

· ионно-оптическая система с высокой дисперсией;

· источник ионов с молекулярным режимом натекания пробы в ионизационную камеру;

· многоколлекторный приемник ионов с регулируемым положением коллекторов;

· система напуска с пониженным потреблением вещества пробы;

· электронная часть, выполненная с применением современной элементной базы;

· управляющая ЭВМ на базе промышленного компьютера повышенной надежности;

· специализированное программное обеспечение, осуществляющее управление прибором и автоматическое измерение изотопного состава.

Масс-спектрометр скомпонован в виде четырех стоек: стойка аналитическая, стойка электронная, стойка напуска, рабочее место оператора

Прибор зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений под №23457-02. Сертификат RU.C.31.005.A №13014.



Технические характеристики:

· Значение ускоряющего напряжения - 8 кВ

· Верхнее значение диапазона массовых чисел при ускоряющем напряжении 8 кВ - не менее 360

· Разрешающая способность, измеренная на уровне 10 % интенсивности пиков масс-спектра урана с вычетом ширины плоской части вершины пиков - не менее 750

· Неплоскостность вершины пика - менее 0,02%

· Порог чувствительности по урану - не более 1х10-5 (10ppm)

· Расход пробы не превышает 1 мг/ч

· Изотопический порог чувствительности - не более 1х10-5 (10 ppm);

· Фактор памяти- не более 1,005;

· Относительное стандартное отклонение единичного измерения изотопного состава гексафторида урана (при доверительной вероятности 0,95 по 20-ти измерениям) - не более:

§ ±0,02% для содержания урана-235 в диапазоне от 1 до 5%;

§ ±1,0% для содержания урана-234, урана-236 в диапазоне от 0,005 до 0,05%;

· Прибор оснащен системой защиты от колебаний и пропадания напряжения питающей сети

· Питание прибора осуществляется от трехфазной сети переменного тока, напряжение - 380/220 +10%-15%; В, частота- 50± 0,5Гц

· Максимальная потребляемая мощность - не более 3 кВА

· Остаточный вакуум в камере анализатора - не хуже 5х10-8 мм рт. ст.

· Масса аналитической стойки не превышает 900 кг, стойки напуска - 150 кг, электронной стойки - 350 кг, рабочего места оператора - 200 кг.

· Площадь, занимаемая масс-спектрометром, не превышает 10 м2

· Режим работы - непрерывный, круглосуточный

· Срок службы - не менее 10 лет

Масс-спектрометр МТИ-350Т

Масс-спектрометр МТИ-350Т предназначен для измерения изотопного состава урана, плутония и смешанного топлива в твердой фазе. Кроме того, прибор может использоваться при проведении измерений в геологии, металлургии и других отраслях, где необходим изотопный или химический анализ веществ в твердой фазе.

Особенности:

· термоионизационный двухленточный источник ионов барабанного типа на 11 проб;

· точное позиционирование анализируемой пробы;

· многоколлекторный приемник ионов с регулируемым положением коллекторов;

· электронная часть, выполненная с применением современной элементной базы;

· управляющая ЭВМ на базе промышленного компьютера повышенной надежности;

· специализированное программное обеспечение, осуществляющее управление прибором и автоматическое измерение изотопного состава.

В основе конструкции масс-спектрометра лежит базовая аналитическая часть МТИ-350Г, а также унифицированные блоки электронной части. Базовая конструкция дополнена узлами, разработанными заново в соответствии со спецификой твердофазного анализа - термоионизационным источником и девятиканальным приемником с автоматической подстройкой положения подвижных коллекторов.

Масс-спектрометр может выпускаться в двух исполнениях - лабораторном варианте, предназначенном для проведения изотопного анализа в обычных лабораторных условиях, и трехзональном варианте, предназначенном для изотопного анализа урана, плутония и смешанного топлива, а также иных высокоактивных проб с соблюдением требований зональной системы защиты персонала по ОТТ 08042462. В зональном исполнении аналитическая часть размещается в ремонтной зоне, где персонал находится кратковременно, в ходе выполнения работ с активными веществами. Кроме того, камера источника ионов в зональном исполнении оборудуется типовым защитным боксом, обеспечивающим защиту персонала при работе с активными пробами. Система управления и рабочее место оператора размещаются в операторской зоне, где персонал находится постоянно, выполняя измерения и осуществляя контроль работы прибора.

Характеристики МТИ-350Т

· Разрешающая способность - не менее 800;

· Нестабильность на склоне пика за 20 минут - не более 2*10-5;

· Верхняя граница диапазона масс - не менее 300 а.е.м.;

· Изотопический порог чувствительности - не более 1*10-5;

· Неплоскостность вершины - не более 2*10-4;

· Коэффициент использования проб урана и плутония - не менее 0,2%;

· Количество позиций в барабане источника ионов - 11;

· Время проведения 10 анализов в автоматическом режиме - не более 8ч;

· Количество каналов измерения ионных токов в приемнике ионов - 10;

· Полный средний срок службы масс-спектрометра - не менее 10 лет

· Предел допускаемого СКО случайной составляющей относительной погрешности, %:

· для содержания 235U

· в диапазоне (0,5-1,0)% 0,04

· для содержания 234U и 236U

· в диапазоне (0,0005 - 0,06)% 5,0

· для содержания 239Pu

· в диапазоне (60 до 90) % 0,05

· для содержания 241Pu

· в диапазоне (1 до 5) % 0,1

Масс-спектрометр МТИ-350Т зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений под № 38604-08 и допущен к применению в Российской Федерации. (Сертификат об утверждении типа средств измерений RU.C.31.005.A №32681) Для поверки, калибровки, градуировки масс-спектрометра МТИ-350Т как средства измерения и для метрологической аттестации методик выполнения измерения с использованием МТИ-350Т был разработан и аттестован Государственный стандартный образец изотопного состава плутония ГСО 8843-2006.

Дополнительное оборудование:

Для облегчения и ускорения работ по пробоподготовке и других рутинных операций, необходимых при эксплуатации, масс-спектрометр МТИ-350Т укомплектован дополнительным оборудованием:

устройством для изготовления лент испарителя и ионизатора;

устройством для формирования и приварки лент;

стендом для обезгаживания и предварительной тренировки лент;

комплектом для нанесения проб;

приспособлением для установки и снятия барабана источника ионов;

герметичным контейнером для транспортировки барабана источника ионов.

Блок прогрева лент предназначен для предварительной тренировки лент и обеспечивает регулируемый вручную ток прогрева лент до 5А раздельно по каждому из двух каналов с контролем по стрелочному прибору. На каждом канале устанавливаются по 11 ионизаторов. В блоке предусмотрена возможность одновременного отключения тока в обоих каналах с помощью таймера. Выбор осуществляется галетным переключателем. Время отключения - 30; 45; 60; 120 минут.

Комплект для нанесения проб. На катоды, которые будут использоваться в качестве испарителей, необходимо перед анализом наносить исследуемое вещество. Для этого используется небольшой блок, позволяющий устанавливать на площадке одновременно до 11 ионизаторов. Каждый ионизатор по очереди устанавливается на площадку нанесения и при помощи дозатора одноканального переменного объема от 0,5 до 10 мкл наносится проба.

Масс-спектрометр МТИ-350ГС

Масс-спектрометр МТИ-350ГС предназначен для автоматического контроля состава смеси при сублиматном производстве гексафторида урана и оперативного управления технологическим процессом. При сублиматном производстве осуществляется фторирование закиси-окиси урана в пламенном реакторе. Для контроля процесса необходимо анализировать содержание следующих веществ: фторида водорода (HF), азота (N2), кислорода (O2), фтора (F2), аргона (Ar) и гексафторидаурана (UF6). На основании сравнения результатов измерения содержания веществ с заданными уставками производится выработка управляющих и аварийных сигналов. Масс-спектрометр МТИ-350ГС обеспечивает измерение состава газовой смеси и управление работой реактора круглосуточно и непрерывно в полностью автоматическом режиме.

Особенности:

· оригинальная ионно-оптическая схема масс-анализатора;

· постоянный магнит с высоко однородным магнитным полем;

· общая граница для входа ионов соединений, раздельные выходные границы для ионов тяжелых и легких компонент;

· регистрация гексафторида урана UF6 сразу по максимальному числу компонентов его масс-спектра;

· пятиколлекторный приемник легких масс, с регулируемым положением коллекторов;

· в состав прибора входят два запасных источника ионов, хранящихся в специальных вакуумных объемах;

· электронная часть, выполненная с применением современной элементной базы;

· управляющая ЭВМ на базе промышленного компьютера повышенной надежности;

· специализированное программное обеспечение, осуществляющее управление прибором.



Характеристики масс-спектрометра:

· Одновременно регистрируемые компоненты анализируемой смеси, (регистрируемые массовые числа) HF, (20) N2, (28) O2, (32) F2, (38) Ar, (40) UF6, (234 - 352)

· Разрешающая способность, не менее 100

· Время откачки до уровня 0,1% не более 20 с

· Нестабильность ускоряющего напряжения не более 2*10-5

· Верхняя граница диапазона масс не менее 350 а.е.м.

· Относительное стандартное отклонение единичного определения содержания компонент анализируемой газовой смеси не более 10 %

· Полный средний срок службы масс-спектрометра не менее 10 лет

· Прибор оснащен системой защиты от колебаний и попадания напряжения питающей сети

· Прибор оборудован сигнализацией состояния вакуумной системы и средствами аварийного отключения узлов при ухудшении вакуума

· Питание осуществляется от трехфазной сети переменного тока, напряжение 380/220 В частота 50±0,5Гц

· Площадь, занимаемая масс-спектрометром, не превышает 10 м2

· Режим работы непрерывный круглосуточный

Для обеспечения коммутации газовых потоков в источник ионов, проведения калибровки масс-спектрометра, управления режимом напуска анализируемых проб, приготовления и хранения калибровочных смесей в масс- спектрометре используется стойка приготовления калибровочных смесей (СПКС). Для поддержания проб, содержащих гексафторид урана, в газообразном состоянии, и для предотвращения конденсации гексафторида урана на стенках вакуумных коммуникаций, часть вакуумной схемы СПКС изолирована от окружающей среды при помощи активного термостата, а на элементах и узлах, расположенных внутри термостата, поддерживается температура на уровне от 70°С до 90°С. СПКС оборудована клапанами, обеспечивающими коммутацию газовых потоков в процессе измерений и при приготовлении калибровочных смесей, датчиками и контроллерами давления в различных участках вакуумной схемы, а также нагревателями, датчиками температуры и контроллерами, регулирующими величину нагрева отдельных узлов термостатированной части.

Масс-спектрометр МТХ-350ГП

Масс-спектрометр МТХ-350ГП предназначен для анализа содержания примесей в гексафториде урана. Прибор создан на основе базовой аналитической части при использовании унифицированных электронных блоков масс-спектрометров серии МТИ-350.

Особенности:

· Масс-спектрометр МТХ-350ГП оснащен следующими узлами, обеспечивающими выполнение специфических измерительных функций:

· источником ионов с минимальным значением дискриминации по массе;

· приемником ионов с широким динамическим диапазоном;

· системой подготовки и ввода проб с устройством концентрирования примесей.

· Масс-спектрометр обеспечивает анализ химически агрессивных веществ с целью обеспечения контроля примесей в газообразном гексафториде урана.

В МТХ-350ГП используется система подготовки и ввода проб, выполненная в виде отдельной стойки. Система ввода проб включает три канала:

· канал прямого анализа;

· канал анализа органических примесей с использованием фтористого натрия;

· канал анализа неорганических соединений с использованием криогенного сублиматора.

Использование селективного пропускания веществ на основе криогенного сублиматора позволяет существенно понизить порог обнаружения примесей различных элементов: бора (BF3); кремния (SiF4) фосфора (PF5, POF3); серы (SF6, SOF2, SO2F2); хрома (CrO2F2); молибдена (MoF6); вольфрама (WF6); рения (ReF6); легких примесей - фторида водорода (HF), воздушных компонентов (N2, O2, Ar, CO2), а также легких органических соединений, регламентируемых отечественными техническими условиями и спецификациями ASTM.

Характеристики МТХ-350ГП

· Разрешающая способность не менее 1000

· Нестабильность на склоне пика за 20 минут не более 2*10-5

· Верхняя граница диапазона масс не менее 450 а.е.м.

· Динамический диапазон канала регистрации не менее 1*108

· Предел обнаружения примесей при определении их содержания прямым методом не более 1*10-2% мол.

· Предел обнаружения примесей при использовании концентрирования примесей не более 1*10-5% мол.,

· Относительное стандартное отклонение единичного измерения содержания компонента примеси в гексафториде урана при определении содержания примесей прямым методом 30%

· Относительное стандартное отклонение единичного измерения содержания компонента примеси в гексафториде урана при использовании концентрирования примесей 22%

· Полный средний срок службы масс-спектрометра не менее 10 лет%

Заключение

С помощью масс-спектрометров ведется разработка новых лекарственных средств для спасения человека от ранее неизлечимых болезней и контроль производства лекарств, генная инженерия и биохимия, протеомика. Без масс-спектрометрии немыслим контроль над незаконным распространением наркотических и психотропных средств, криминалистический и клинический анализ токсичных препаратов, анализ взрывчатых веществ. Выяснение источника происхождения очень важно для решения целого ряда вопросов: например, определение происхождения взрывчатых веществ помогает найти террористов, наркотиков -- бороться с их распространением и перекрывать пути их трафика. Экономическая безопасность страны более надежна, если таможенные службы могут не только подтверждать анализами в сомнительных случаях страну происхождения товара, но и его соответствие заявленному виду и качеству. А анализ нефти и нефтепродуктов нужен не только для оптимизации процессов переработки нефти или геологам для поиска новых нефтяных полей, но и для того, чтобы определить виновных в разливах нефтяных пятен в океане или на земле. В эпоху «химизации сельского хозяйства» весьма важным стал вопрос о присутствии следовых количеств применяемых химических средств (например, пестицидов) в пищевых продуктах. В мизерных количествах эти вещества могут нанести непоправимый вред здоровью человека. Целый ряд техногенных (то есть не существующих в природе, а появившихся в результате индустриальной деятельности человека) веществ являются супертоксикантами (имеющими отравляющее, канцерогенное или вредное для здоровья человека действие в предельно низких концентрациях). Примером является хорошо известный диоксин. Существование ядерной энергетики немыслимо без масс-спектрометрии. С её помощью определяется степень обогащения расщепляющихся материалов и их чистота. Конечно и медицина не обходится без масс-спектрометрии. Изотопная масс-спектрометрия углеродных атомов применяется для прямой медицинской диагностики инфицированности человека Helicobacter pylori и является самым надежным из всех методов диагностики. Также, масс-спектрометрия применяется для определения наличия допинга в крови спортсменов. Трудно представить область человеческой деятельности, где не нашлось бы места масс-спектрометрии. Ограничимся просто перечислением: аналитическая химия, биохимия, клиническая химия, общая химия и органическая химия, фармацевтика, косметика, парфюмерия, пищевая промышленность, химический синтез, нефтехимия и нефтепераработка, контроль окружающей среды, производство полимеров и пластиков, медицина и токсикология, криминалистика, допинговый контроль, контроль наркотических средств, контроль алкогольных напитков, геохимия, геология, гидрология, петрография, минералогия, геохронология, археология, ядерная промышленность и энергетика, полупроводниковая промышленность, металлургия.

Список литературы

1. mass-spektrometria.ru

2. traditio-ru.org.

3. www.ezan.ac.ru

Размещено на Allbest.ru

...