Пассивный масс - спектрометрЭто точный научный инструмент для анализа состава и структуры вещества, который играет ключевую роль во многих областях, таких как химия, физика, биология и наука об окружающей среде. Принцип его работы основан на точном измерении поведения заряженных частиц в электромагнитном поле. Сначала образцы ионизируются и преобразуются в заряженные ионы. Эти ионы ускоряются в электрическом поле, а затем попадают в магнитное поле. Под действием магнитного поля ионы отклоняются, и степень отклонения ионов различного отношения массы к заряду (отношение массы ионов к количеству зарядов) различна, в результате чего на детекторе образуется конкретное распределение сигнала, масс - спектрограмма. Анализируя информацию о положении и интенсивности пиков на масс - спектрометрической карте, можно определить молекулярную массу, структуру и относительное содержание различных компонентов в образце.

НижеПассивный масс - спектрометрПодробное описание общих действий:

I. Подготовка образцов (ключевые предпосылки, влияющие на результаты анализа)

В зависимости от состояния образца (твердое тело, жидкость, газ) и свойств (летучесть, термостабильность, полярность и т.д.) выберите подходящий способ обработки, чтобы убедиться, что образец может быть эффективно ионизирован и уменьшены помехи:

Предварительная обработка образцов:

Жидкий образец: если чистота низкая, примеси должны быть удалены с помощью фильтрации, экстракции (например, жидкой экстракции, твердофазной экстракции SPE), концентрации (например, вращающегося испарения) и так далее; Если концентрация слишком высока, растворитель (например, метанол, ацетонитрил) должен быть разбавлен в пределах контрольного диапазона прибора.

Твердые образцы: для термостабильных твердых веществ, которые могут быть измельчены в порошок и растворены; В случае нерастворимых твердых веществ (например, полимеров) может потребоваться производная (преобразование трудноионизируемых веществ в легко ионизирующиеся производные) или метод прямого пробоотбора твердых веществ.

Образцы газов: проба, как правило, поступает непосредственно через газовый пробоотборный клапан или обогащается устройством адсорбции - десорбции (например, обнаружение следов летучих органических веществ).

Образец растворяется в соответствии с матрицей:

Выберите растворитель, совместимый с источником ионизации (например, полярный растворитель, обычно используемый источником ESI, и неполярный растворитель, обычно используемый источником EI), чтобы избежать реакции растворителя с образцом или образования мешающих ионов.

Для биологических образцов (например, крови, мочи) необходимо удалить крупные молекулярные помехи, такие как белки (например, метод осаждения, центробежная фильтрация).

Запуск прибора и ввод в эксплуатацию параметров

Предварительное нагревание:

Включите в порядке, указанном в инструкции по прибору (обычно сначала включайте вакуумный насос, питание, затем включайте программное обеспечение хоста и рабочей станции), убедитесь, что вакуумная система достигает рабочего вакуума (например, высоковакуумная система требует 10 ⁻Pa несколько раз), источник ионов, анализатор качества и другие компоненты стабильны (время подогрева обычно от 30 минут до 2 часов).

Параметры:

Параметры источника ионизации: выберите способ ионизации в соответствии с типом образца (например, EI, ESI, MALDI и т. Д.), установите температуру источника ионов, напряжение ионизации, скорость потока (например, оболочочный газ ESI, вспомогательный газ) и так далее. Например:

Источник EI: установка энергии электронов (обычно 70 эВ), температура источника ионов (150 - 300 °С);

Источник ESI: Установите напряжение распыления (3 - 5 кВ), температуру capillary (200 - 350 °С), давление распыленного газа.

Параметры анализатора массы: Установите диапазон сканирования (диапазон m / z, например, 50 - 1000), скорость сканирования, разрешение (в соответствии с выбором спроса, если качество требует высокого разрешения, количественное требует быстрого сканирования).

Параметры комбинированного устройства (например, GC - MS / LC - MS): При использовании с хроматографией необходимо синхронизировать настройки хроматографических условий (например, температура столба, скорость потока, соотношение фазы потока), чтобы обеспечить соответствие хроматографического разделения масс - спектральным обнаружениям.

III. Анализ образцов (основное оперативное звено)

Добавление:

В соответствии с выбором:

Прямой ввод проб: твердые или жидкие образцы подаются непосредственно в источник ионов через входной стержень (для чистых образцов или простых систем);

хроматографическое введение: образец сначала отделяется газовой хроматографией (GC) или жидкой хроматографией (LC), а затем переходит в масс - спектрометрию через интерфейс (подходит для сложных смесей, таких как пищевые продукты, образцы окружающей среды);

Автоматический ввод проб: серийные образцы могут последовательно вводиться с помощью автоматического ввода проб, что повышает эффективность и уменьшает человеческие ошибки.

Сбор данных:

Запустите функцию « сборки» программного обеспечения рабочей станции, прибор автоматически сканирует ионы образца на отношение массы к грузу, создавая масс - спектрограмму в реальном времени (поперечная ось m / z, продольная ось - ионная прочность).

Для количественного анализа необходимо сначала собрать масс - спектральный сигнал стандартного продукта, установить стандартную кривую (соотношение интенсивности и концентрации ионов), а затем проанализировать неизвестные образцы.

Контроль качества:

Перед анализом каждой партии проб проводится калибровка прибора с использованием стандартных веществ (например, ПФТБА ПФТБА для калибровки m / z) для обеспечения точности соотношения массы и веса;

Вставьте пустой образец (например, растворитель), чтобы исключить фоновые помехи; Повторная входная проверка повторяемости (относительное стандартное отклонение RSD обычно требует < 5%).

IV. Обработка и выключение данных

Обработка данных:

Анализ исходных масс - спектральных данных с помощью программного обеспечения рабочей станции:

Качественный анализ: определение типов соединений путем сопоставления стандартных спектральных библиотек (например, библиотеки NIST) с характерными ионными пиками (например, молекулярными пиками ионов, пиками ионов фрагментов); Масс - спектрометрия с высоким разрешением может непосредственно дать точную молекулярную массу, вспомогательную структурную идентификацию.

Количественный анализ: отбор характерных ионов целевого соединения (например, пары родительских ионов - субионов, применимых к масс - спектру тройного квадрупольного стержня), расчет концентрации образца на основе стандартной кривой.

Экспорт результатов анализа (например, масс - спектрограмма, отчет о концентрации) для проверки результатов (например, исключение ложноположительных, подтверждение пиковой чистоты).

Прибор выключен:

Сначала остановите сбор данных, выключите параметры источника ионов (например, выключите напряжение, нагрев), затем последовательно выключите подключенное оборудование, питание хоста и, наконец, выключите вакуумный насос (некоторые приборы должны ждать, пока вакуум уменьшится, а затем выключите насос).

Запишите рабочее состояние прибора (например, вакуум, неисправность), очистите входную систему (например, промыть хроматографическую колонну, входную иглу).