Принципиальная схема масс-спектрометра

Современный масс-спектрометр - очень сложный компьютери­зированный прибор. Он состоит из пяти основных узлов: системы ввода пробы; устройства, предназначенного для ионизации анализи­руемого вещества - ионного источника; устройства, которое служит для разделения образовавшихся ионов по массам - масс-анализатора, узла детектирования этих ионов и узла обработки полученных дан­ных. Принципиальная блок-схема прибора для получения масс-спектра представлена на рис. 6.2.

Рис. 6.2. Принципиальная блок-схема масс-спектрометра

Для получения масс-спектра прежде всего необходимо с по­мощью системы ввода ввести образец в источник ионов, в кото­ром следует перевести его молекулы в заряженную форму (поло­жительные или отрицательные ионы), разделить эти ионы в масс-анализаторе по массам, зарегистрировать их массы и количество.

В современных приборах управление всеми операциями, а также обработку результатов осуществляет компьютер, являющийся неотъ­емлемой частью масс-спектрометра. Благодаря компьютеру на выхо­де можно получить спектр в любом виде, провести вычитание или усреднение спектров, сравнить с библиотекой масс-спектров.

Минимальным требованием к масс-спектрометрам, используе­мым при анализе органических веществ, является способность ре­гистрировать молекулярную массу исследуемого соединения при­близительно до целого числа. Так, если бы на спектре имелся пик иона, например, с массой 400, то его можно было бы отличить от пиков ионов с массой 399 и 401. Для того чтобы различать воз­можные молекулярные формулы, измеряя интенсивность изотоп­ных пиков, соседние пики должны разделяться очень четко. Вели­чина провала между двумя соседними пиками, считая от основа­ния, не должна превышать 10% высоты самого высокого пика. На приборах с магнитной фокусировкой оно может быть получено примерно до 500 а. е. м.

Разрешающая способность масс-спектрометров определяется по следующей формуле:

где М- большее массовое число пары пиков;

ΔМ- разность между двумя массовыми числами.

Масс-спектрометры разделяют на приборы низкого и высокого раз­решения. Приборы низкого разрешения имеют К < 2000. Масс-спектрометр относится к приборам высокого разрешения, если он спо­собен разделить два иона, различающиеся по массе на 1/10000--1/15000, т.е. имеющие К= 10000-15 000. Прибор с разрешением 10 000 может отличить ион с массой 500,00 от иона с массой 499,95 и позволяет измерить массу иона настолько точно, чтобы определить его атомный состав.