рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Образование
/
Времяпролетная масс-спектрометрия

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Времяпролетная масс-спектрометрия

Времяпролетная масс-спектрометрия - раздел Образование, Лекция 14. Масс-спектрометрия Анализ Масс Во Времяпролетном Масс-Спектрометре (Английская Аббревиатура Tof-...

Анализ масс во времяпролетном масс-спектрометре (английская аббревиатура TOF-MS от Time of Flight Mass-Spectrometers) основан на том, что ионы с разными значениями m/z обладают одинаковой энергией, но разными скоростями, приобретенными в результате ускорения. Отсюда следует, что время прохождения ионов через времяпролетную базу будет различным для частиц с разной массой: легкие ионы долетят до детектора быстрее тяжелых. Из уравнения 6.1 мы получаем выражения для скорости u иона с массой m и зарядом z:

(8.3)

и для времени t, необходимого для преодоления базового расстояния L

(8.4)

Очевидно, что для времяпролетного масс-анализатора наиболее подходящими способами получения ионов будут те, которые работают в импульсном режиме: использование осколков деления ядра ²⁵²Cf и лазерный импульс подходящей частоты. При введении ионов из постоянных источников (ESI, EI, FAB и так далее) необходимо импульсное отражение пучка ионов или экстракция импульсов из источника.

Рис. 8.9. Время-пролетный масс-спектрометр.

Время-пролетный метод обладает рядом преимуществ по сравнению с технологиями, использующими последовательное сканирование спектра, ввиду «неограниченного» диапазона масс, высокого пропускания (детектируется большинство ионов, попадающих в анализатор), высокой скорости (весь спектр масс детектируется одновременно в течение нескольких микросекунд) и большого процента детектируемых ионов. Между тем, большим недостатком метода является его низкое разрешение. Из уравнения 8.4 следует, что величина m/z пропорционально , откуда получаем выражение для разрешающей способности: . Для стандартных линейных TOF-MS-инструментов оно составляет не более 1000.

Значительного улучшения разрешения при TOF-методе можно добиться, используя электростатическое зеркало или «рефлектрон» (rTOF-MS) и ортогональный времяпролетный масс-спектрометр (oTOF-MS).

Рис. 8.10. а) Время-пролетный масс-спектрометр с рефлектроном. б) Ортогональный время-пролетный масс-спектрометр

В основе работы рефлектронного времяпролетного масс-спектрометра лежит тот факт, что ионы с большой энергией проникают глубже в отражающее электрическое поле, находясь там дольше низкоэнергетических ионов. Поскольку при этом они вынуждены преодолевать бóльшее расстояние, ионы с высокой энергией достигнут детектора в то же самое время, что и ионы с низкой энергией. Рефлектрон служит для увеличения времени (t), которое нужно ионам, чтобы достичь детектора; при этом уменьшается распределение кинетической энергии и временнóе распределение Δt. Так как разрешение определяется как величина массы пика, деленная на его ширину или m/Δm (или t/Δt, так как m пропорциональна t), увеличение t и уменьшение Δt приводит к росту разрешения. Поэтому TOF-рефлектрон даёт более высокое разрешение по сравнению с простым прибором TOF из-за увеличения длины пути и фокусировки энергии посредством рефлектрона. Нужно отметить, что увеличенное разрешение (обычно выше 5000) и чувствительность на TOF-рефлектроне значительно уменьшаются при больших массах (обычно при m/z свыше 5000). Применение рефлектрона позволяет увеличить разрешение TOF-MS до 6000.

Благодаря методу ортогональной времяпролетной масс-спектрометрии удается состыковать времяпролетный анализатор с непрерывными источниками ионов. В приборах этого типа импульсный приложенный потенциал к выталкивающему электроду, расположенному параллельно движению ионов от источника к детектору, ускоряет фрагмент пучка ионов в направлении перпендикулярном их движению. В итоге ионы достигают второго детектора в соответствии со своей массой. После того как самые тяжелые ионы достигнут детектора, ортогональный импульс может быть повторен. При таком методе разброс в скоростях в ортогональном направлении отсутствует, а пространственный разброс определяется только шириной пучка ионов.

Под действием короткого электростатического импульса (10-100 нсек), направленного строго перпендикулярно исходному потоку, ионы будет испытывать ортогональное ускорение. Ионы отклоняются под углом 90^о ипопадают на детектор, работающий в режиме времени пролета. Такая геометрия спектрометра имеет ряд преимуществ, главное из которых состоит в возможности использования небольшой начальной скорости ионного пучка и как следствие этого – использование метода электрораспыления для получения исходных ионов. Все это приводит к повышению разрешающей способности и высокой линейности спектрометра. Разрешение таких инструментов составляет примерно 4000.

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Лекция 14. Масс-спектрометрия

Что такое масс спектрометрия... Джон Фенн изобретатель метода ионизации электрораспылением для биомолекул... Масс спектрометрия это искусство измерения молекулярного веса атомов и молекул Информации о массе или весе всегда...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Времяпролетная масс-спектрометрия

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Ионы в электромагнитном поле. Закон Лоренца
В масс-спектрометрии для измерения соотношений массы к заряду, используются законы движения заряженных частиц в магнитном или электрическом поле, носящие имя их первооткрывателя Лоренца. У

Разрешающая способность масс-спектрометрии
Способность к разделению масс определяется разрешающей способностью масс-спектрометра. Разрешение R здесь определяется как , где

Точность измерения массы
Точность измерения массы определяется как разность между измеренной и расчетной массами иона. Она выражается в процентах от измеренной массы (например, молекулярная масса = 10 000 ± 0.01%) или в до

Методы ионизации
В течение последних двух десятилетий масс-спектрометрия стала важнейшим аналитическим инструментом в структурной биологии. Этому способствовало развитие методов получения интактных, высокомолекуляр

От ионов в растворе к ионам в газовой фазе
Переход ионов из газовой фазы в раствор процесс самопроизвольный. В присутствии молекул растворителя, таких как H2O, «голые» (дегидратированные) ионы в газовой фазе, например Na+

Электронная ионизация
Электронная ионизация (EI от английского Electron Ionization) – наиболее часто используемая техника в масс-спектрометрии. Она является относительно простой иллюстрацией общего принципа ионизации пр

Бомбардировка быстрыми атомами
В масс-спектрометрии с использованием бомбардировки быстрыми атомами FAB (от англ. Fast Atom Bombardment), ионизация происходит при бомбардировке поверхности образца пучком атомов благородных газов

Плазменная десорбция
В масс-спектрометрии с плазменной десорбцией PD (английская аббревиатура от Plasma Desorption) образец наносится на металлическую поверхность и бомбардируется осколками ядер радиоактивного изотопа.

Ионизация лазерной десорбцией при помощи матрицы
При ионизации лазерной десорбцией лазерное излучение очень большой плотности фокусируется на маленьком участке, что приводит к крайне высокой скорости нагрева. В результате формируется локализованн

Химическая ионизация при атмосферном давлении
Химическая ионизация при атмосферном давлении APCI (английская аббревиатура Atmospheric Pressure Chemical Ionization) генерирует ионы непосредственно из раствора. Подобно электрораспылению, раствор

Фотонная ионизация при атмосферном давлении
Подвидом APСI является фотоионизация при атмосферном давлении APPI (английская аббревиатура Atmospheric Pressure Photoionization), когда десольватация осуществляется под действием ультра-фиолетовог

Ионизация лазерной десорбцией с поверхности кремния
В противоположность MALDI ионизация лазерной десорбцией с поверхности не содержит матрицы как таковой. Она осуществляется с поверхности твердого кремния и получила название DIOS (английская аббреви

Ионизация электрораспылением
Серьезную конкуренцию MALDI сегодня составляет метод ионизации, получивший название электрораспыления ЕSI (от английского Electrospray Ionization). Этот метод ионизации часто называют электродинами

Сравнение возможностей различных методов образования ионов
Достоинства и недостатки каждого метода получения ионов представлены в таблице 7.2. Из неё видно, что nanoESI, DIOS, с одной стороны, и MALDI, с другой стороны, фактически являются рекордс

Общая архитектура масс-спектрометра
Первый масс-спектрометр был построен в 1913 году, когда Дж. Дж. Томпсон предложил использовать постоянные магнитные и электрические поля для разделения двух изотопов благородного газа Ne, используя

Чувствительность
Чувствительность – одна из важнейших характеристик масс-спектрометра, показывающая какое количество вещества нужно ввести в масс-спектрометр для того, чтобы его можно было детектировать. Для просто

Скорость сканирования
Масс-анализатор пропускает ионы с разным соотношением массы и заряда за определенное время. Для анализа всех ионов масс-анализатор должен просканировать параметры поля за заданный промежуток времен

Вакуумирование
Масс-спектрометр – вакуумный прибор, снабженный специальной системой откачки. В масс-анализаторе заряженные частицы должны проходить расстояние в несколько метров, не сталкиваясь с молекулами остат

Масс-спектрометры с одиночной и двойной фокусировкой
В инструментах с одним фокусировочным сектором ионы с массой m, зарядом z и определенной кинетической энергией помещаются в магнитное поле B. Как было отмечено

Квадрупольный масс-фильтр
Разделение масс в линейном квадрупольном масс-фильтре (общепринятая английская аббревиатура Q) основано на достижении стабильной траектории для ионов с определенными значениями m/z в быстро

Kвадрупольная ионная ловушка
Квадрупольная ионная ловушка существует в линейном (английская аббревиатура LIT) и трехмерном исполнении (английская аббревиатура QIT). LIT первоначально разработана физиками, которые были заинтере

Масс-спектрометрия с фурье-преобразованием
В большинстве масс-спектрометров ионы детектируются благодаря электрическому току, который они вызывают при столкновении с поверхностью устройства, такого как электронный умножитель. Такой метод на

Тандемная масс-спектрометрия
Для получения структурной информации с помощью масс-спектрометрии молекула должна претерпеть фрагментацию с образованием ионов, значения m/z которых могут быть соотнесены со структурой. Вспо

Орбитальная ловушка ионов
В 2005 года появился коммерческий серийный масс-спектрометр, использующий в качестве масс-анализатора орбитальную ловушку ионов. В орбитальной ловушке ионов (английское сокращение Orbitrap), не исп

Представление масс-спектра вещества и его интерпретация
Масс-спектр вещества обычно представляется в виде вертикальных отрезков, каждый из которых представляет ион, имеющий определенное отношение массы к заряду m/z (положение на оси абсцисс) и ве

Масс-спектры простых соединений
Применим описанные выше правила к расшифровке нескольких простых соединений, находящихся в виде газов. На рисунке 9.2 показаны масс-спектры двуокиси углерода, пропана и циклопропана.

Нуклеиновые кислоты
Идентификация оснований Эффективность исследования нуклеиновых кислот с помощью масс-спектрометрии отстает от изучения белков. Основная причина заключается в высоком сродстве нуклеи

Карбогидраты
Моносахариды В исследовании полисахаридов возникает первый главный вопрос: из каких моносахаридов построен полисахарид? Для этого полисахарид рас