Особенности масс-спектоскопии органических пероксидов

Точное время определяется, в частности, зависящим от массы распределением частиц по скоростям, угловым распределением распыленных частиц, а также размером и положением лазерного ионизационного объема. Например, атомам, десорбированным с поверхности лазерным лучом, которые имеют намного меньшие скорости по сравнению с распыленными атомами, требуется около 1 мке для заполнения типичного лазерного объема. В течение этого периода ожидания на образец и экстрагирующую ионную оптику подается разность потенциалов, блокирующая эмиссию вторичных ионов с поверхности образца. Удаление вторичных ионов необходимо, прежде всего, для предотвращения изобарических наложений в спектре, которые зачастую ограничивают предел обнаружения при анализе следов элементов. Пульсирующие потенциалы мишени и экстрактора, а также устройство с временной рефокусировкой (например, рефлектрон) составляют эффективный тандем, который очищает сигнал детектора от всех составляющих, за исключением тех, которые получены лазерной фотоионизацией. Так, в рассматриваемой установке уровень шума был ограничен 1 импульсом на каждые 10-13 первичных ионов.В момент включения лазера потенциал мишени меняется с отрицательного на положительный, с тем чтобы фотоионы получили необходимую энергию для прохождения пути в рефлектронедодетектора. Детальное моделирование времяпролетного масс-спектрометра с помощью программы SIMION показывает, что тщательно подобранная конструкция прибора обеспечивает прохождение до 90% всех фотоионов даже для очень больших объемов экстракции (4x4x3 мм). К тому же современные коммерческие детекторы имеют эффективность детектирования на уровне 50% для положительных ионов в широком диапазоне масс. В результате полезный выход ионов времяпролетной системы может достигать 40%.Лазерная постионизация имеет три главные составляющие: резонансная многофотонная, нерезонансная многофотонная и однофотонная ионизация. На рис. 19 изображены диаграммы энергетических уровней атомов Мо и Zr, а также принцип реализации каждого из механизмов фотоионизации.ЗаключениеМасс-спектрометрия нейтральных частиц органических пероксидов является логическим результатом развития и усовершенствования метода вторичноионной масс-спектрометрии. Метод МСВН позволяет преодолеть главный недостаток метода ВИМС невозможность в общем случае количественного анализа образцов, что связано с сильными матричными эффектами и зависимостью выхода вторичных ионов от состояния поверхности образца. Благодаря разделению процессов распыления частиц и их ионизации в пространстве и времени метод МСВН обеспечивает линейную корреляцию между сигналом постионизированных нейтральных частиц данного элемента и его содержанием в образце для широкого диапазона концентраций (от 1 до 10-9 и менее). В связи с тем, что нейтральные частицы преобладают в потоке распыленных частиц, метод МСВН может превосходить по чувствительности метод ВИМС, если эффективность постионизации частиц достаточно высока.Использование электроннолучевых ионизаторов обеспечивает сравнительно простой и дешевый способ постионизации частиц, который может быть реализован на базе обычных установок ВИМС. При этом возможны режимы анализа вторичных нейтральных частиц и вторичных ионов исследуемого образца, а также состава остаточных газов в рабочей камере.Использование ВЧ-плазмы низкого давления для распыления и постионизации нейтральных частиц позволяет добиться экстремально высокого показателя разрешения по глубине при послойном анализе (порядка 1 нм). При этом возможен анализ проводящих образцов и диэлектриков, а степень постионизации частиц на два порядка больше, чем у электроннолучевого метода. При использовании для распыления образца отдельного ионного источника в данном режиме возможно создание микрозонда вторичных нейтральных частиц конкурента вторичноионногомикрозонда.Лазернаяпостионизация частиц и их последующий анализ с помощью времяпролетного масс-спектрометра является наиболее перспективным на сегодняшний день методом постионизации для МСВН. С помощью данной технологии возможна фотоионизация практически 100% распыленных частиц, находящихся в активном лазерном объеме, если интенсивность лазерного излучения достаточно велика. В режиме резонансной ионизации насыщение тока фотоионов достигается при умеренной интенсивности излучения, что позволяет увеличить диаметр луча и тем самым охватить большее количество распыленных частиц. Благодаря своей селективности резонанснаяфотоионизация позволяет избежать изобарических наложений в спектре и обеспечивает рекордные уровни порога детектирования элементов порядка 1 ppt. Нерезонансная фотоионизация, в свою очередь, делает возможным количественный анализ не одного, а сразу всех элементов исследуемого образца при достаточно высокой интенсивности лазерного излучения.Дальнейшие перспективы развития МСВН с лазерной постионизациейсвязаны с появлением новых моделей лазеров, в первую очередь высокоинтенсивных, с регулируемой длиной волны и высокой частотой повторения импульсов.Список литературыТравень В. Органическая химия. В 3 томах. Том 3. Серия: Учебник для высшей школы. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2013. – 392 с.Хрущева М.Л. К истории создания всероссийского масс-спектрометрического общества // Масс-спектрометрия. 2015. Т. 12. № 3. С. 143-157.Горшков М.В., Заикин В.Г., Зякун А.М., Ревельский А.И., Сысоев А.А., Хрущева М.Л. Итоги работы VII съезда общероссийской общественной организации «всероссийское масс-спектрометрическое общество» и VI всероссийской конференции с международным участием «масс-спектрометрия и ее прикладные проблемы» (13-17 октября 2015 г., Москва) // Масс-спектрометрия. 2015. Т. 12. № 4. С. 216-221.Чернецова Е.С., Хомяков Ю.Ю., Затонский Г.В., Абрамович Р.А. О возможностях использования ГХ/МС и масс-спектрометрии DART для обучающих практических занятий по масс-спектрометрии // Масс-спектрометрия. 2011. Т. 8. № 1. С. 61-62.Урюпин А.Б. Замечания о текущих разработках методов анализа сложных смесей органических соединений // Международный индустриальный журнал Tobacco-Ревю. 2017. № 2 (83). С. 30-35.Мильман Б.Л., Журкович И.К. Масс-спектрометрия в медицине // Медицинский академический журнал. 2017. Т. 17. № 2. С. 21-33.