МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Брянский государственный

технический университет

Кафедра ЭРЭиЭС

Курсовая работа

«Масс-спектрометрия»

Студент группы 10-МиТЭ:

Ефременков Д.М.

Преподаватель:

Калинин К.Ю.

Брянск 2014

Содержание

Введение 6

1.Основные методы ионизации 7

1.1 Электронная ионизация 7

1.2 Химическая ионизация 9

1.5 Ионизация электрическим полем и полевая десорбция 12

1.6 Бомбардировка быстрыми атомами и масс-спектрометрия вторичных ионов с ионизацией в жидкой фазе 14

1.7 Матрично-активированная лазерная десорбция/ионизация (MALDI) 16

2. Разделение ионов в электрических и магнитных полях 17

2.1 Составляющие масс-спектрометров 18

Масс-спектрометрия высокого разрешения (HRMS – High Resolution Mass-Spectrometry) позволяет разделить и точно измерить массовые значения пиков, соответствующих одной целочисленной массе. 20

Таким образом, при разрешении 5000 возможно разделить и точно измерить массовые значения пиков, соответствующих целочисленной массе 28. 20

Измерение точной массы иона (4-6 знаков после запятой) однозначно определяет его элементный и изотопный состав. Измерения проводят при помощи реперов – стандартов известного состава, как правило, это перфторкеросин, перфтортрибутиламин и другие полностью фторированные соединения – в масс-спектрах таких стандартов регистрируются сигналы фрагментных ионов, равномерно перекрывающих весь диапазон масс от m/z 19 до M+ (примерно до 1500 Да). 20

3. Принципы работы различных масс-спектрометров 21

3.1 Магнитный секторный анализатор 21

3.2 Квадрупольный анализатор 23

3.3 Ионная ловушка 24

3.4 Времяпролетный анализатор 26

3.5 Ионный циклотронный резонанс с Фурье преобразованием или масс-спектрометрия с преобразованием Фурье 28

Заключение 32

Список литературы 33

Введение

Масс-спектроскопия -(масс-спектрометрия, масс-спектрография, масс-спектральный анализ) – метод исследования вещества путем определения массыm(чаще, отношения массы к зарядуm/e) и относительного количества ионов, образующихся (или имеющихся) в веществе.

Краткая история:

• 1901 г. – немецкий физик В. Кауфман (на рис. 1) создал первый прототип параболического масс-спектрографа для изучения «катодных лучей»

  Рисунок 1. Вальтер Кауфман

• 1912 г. – Дж. Дж. Томсон (Великобритания) впервые спектрально «увидел» изотопы неона

• 1918 г. – А. Демпстер сконструировал первый магнитный масс-спектрометр с источником для электронной и термической ионизации

• Середина 1950-х г.г. – Вольфганг Пол разработал квадрупольный масс-анализатор (Нобелевская премия по физике 1989 г.)

• 1985 г. – Коити Танака изобрел метод мягкой лазерной десорбции (Нобелевская премия по химии 2002 г.)

  Рисунок 2. Артур Джеффри Демпстер

Масс-спектрометрия позволяет определять:

• Молекулярную массу вещества

• Молекулярную формулу вещества

• Строение вещества

Задачи, решаемые масс-спектрометрией:

• Идентификация веществ

• Химический анализ смесей

• Элементный анализ

• Изотопный анализ

• Разделение изотопов

Масс-спектрометрия является физико-химическим методом анализа, заключающимся в переводе молекул образца в ионизированную форму с последующим разделением и регистрацией образующихся при этом положительных или отрицательных ионов. Масс-спектр позволяет сделать выводы о молекулярной массе соединения, его составе и структуре. В качестве единицы размерности массы в масс-спектрометрии используются термины: углеродные единицы (у. е.), атомные единицы массы (а. е. м.), дальтоны (Да).