•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.

Методы ионизации

Ионизация молекул должна проводиться в условиях, при которых образовавшийся ион вне зависимости от метода ионизации не претерпевал бы никаких столкновений с другими молекулами или ионами. Это необходимо для установления взаимосвязи между свойствами иона и молекулы.

Ионизация электронным ударом (Е 50-100эВ) Фотоионизация (Е 7-15эВ, λ~80-120нм) Ионизация электрическим полем

Химическая ионизация (газы-реагенты: СН4, СН3 СН2 СН3, (СН3)3 СН; реактивные ионы: СН5+ и С2Н5+, С2Н5+ и С3Н7+, С3Н7+ и С4Н9+)

Поверхностная ионизация Комбинированные методы ионизации

Вторичная ионизация (ионизация потоком первичных ионов, например, Ar+)

•

•ИонизацияНаиболее старый и наиболее широко применяемый в современной масс-спектрометрии метод ионизации молекул органических соединений - это, так называемый, электронный удар (ЭУ, по- английски EI - Electron Impact). Для того, чтобы ионизовать органическое вещество его нужно сначала из конденсированной фазы (жидкость, твердое тело) перевести каким-нибудь образом в газовую фазу, например, нагреть (этого, конечно, не нужно делать с газами). Затем, их нужно ввести в

так называемый источник ионов, где они подвергаются бомбардировке пучком электронов, который можно получить нагревая, например, металлическую ленточку (катод). Можно поместить вещество в конденсированной фазе в источник ионов и там его испарить.

•Другой способ ионизации - это ионизация в ионно-молекулярных реакциях, называемая химической ионизацией (ХИ, CI - Chemical Ionization).

•ионизация в так называемой индуктивно- связанной плазме. Индуктивно-связанная плазма (ИСП, ICP)

•термоионизация или поверхностная ионизация.

•ионизация в электроспрее (ESI)

•ионизация лазерной десорбцией при содействии матрицы (MALDI).

•Начиная от ионного источника и до детектора масс-спектрометр представляет собой вакуумный прибор. Довольно глубокий вакуум обеспечивает беспрепятственное движение ионов внутри масс- спектрометра, а при его отсутствии ионы просто рассеятся и рекомбинируют (превратятся обратно в незаряженные частицы).

•Масс-анализаторы

Итак, мы получили ионы. Поскольку это заряженные частицы, мы можем с помощью электрического поля вытянуть их из той области, где они образовались. Теперь, начинается второй этап масс- спектрометрического анализа - сортировка ионов по массам (точнее по отношению массы к заряду, или m/z), собственно то, что дало имя этому методу. Это происходит в той части масс-спектрометра, которая называется "масс-анализатором".

Масс-спектр н-декана

•Ионизация газообразной пробы может быть вызвана фотонами, ионами, электрическим полем, электронным ударом и другими способами. Энергия электронов невелика (10 -100 эВ). При бомбардировке молекул или атомов электронами происходит ряд процессов. В условиях масс-

спектрального анализа образуются преимущественно положительные однозарядные ионы, реже – двухзарядные и практически не встречаются ионы с более высоким зарядом.

•Если энергия бомбардирующих электронов

достаточно велика, чтобы вызвать разрыв химических связей, то происходит фрагментация

молекул и в потоке появляются так называемые

ионы-осколки

•АВС+* → АС+ + В*

•Реакция перегруппировки: в процессе распада образуется новые соединения

•Метастабильные ионы. Основные ионы, которые представлены в масс-спектрах соединений, возникают непосредственно в ионизационной камере, откуда они за время 10-6 с поступают в бесполевое пространство между ионным источником и магнитным анализатором. Если ион распадается не в ионной камере, а в этом пространстве, то возникают так называемые метастабильные ионы, которые отличаются по скорости от осколочных и молекулярных ионов и в масс-спектрах проявляются в виде диффузных пиков. Массовые числа таких диффузных пиков, измеренные в максимуме их интенсивности, обычно имеют дробные значения.