Русская Википедия:Разрешающая способность масс-спектрометра

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Файл:Разрешающая способность.png
Разрешение двух пиков гауссовой формы на масс-спектрограмме.

Разрешающая способность (или разрешение) масс-спектрометра характеризует его способность отличить между собой две близкие массы <math>m</math> и <math>m + \Delta m</math>. Согласно определению ИЮПАК[1][2]:

<math> R = \frac{m} {\Delta m} </math>

Расчёт на примере магнитно-секторного прибора

Для магнитно-секторного анализатора разрешающая способность определяется напряжённостью магнитного поля <math>B</math> и значением ускоряющего напряжения иона <math>V</math>. Кинетическая энергия иона в ускоряющем поле выражается следующей формулой:

<math> zeV = \frac{mv^2}{2}</math>

где:

<math>z</math> — заряд иона в единицах заряда электрона <math>e</math>
<math>V</math> — ускоряющее напряжение (обычно от 2 до 8 кВ)
<math>m</math> — масса иона
<math>v</math> — скорость иона

Попадая в магнитное поле напряжённостью <math>B</math> перпендикулярно магнитным силовым линиям, этот ион будет двигаться по окружности R, причём сила Лоренца уравновешивается центробежной силой:

<math> Bzev = \frac {mv^2} {R}</math>

Магнитно-секторные приборы могут измерять значения <math>m/z</math> до 10000, обладают наивысшей точностью измерения масс (< 5 м д.), а также наилучшим динамическим диапазоном — <math>10^7</math>.

Масс-спектрометрия высокого разрешения

Файл:Пики с массой 28 Да при разных R.png
Зависимость формы пика ионов с массой близкой к 28 Да от разрешающей способности масс-спектрометра (молекулы азота, монооксида углерода и этилена).

На этом рисунке приведён пример увеличения разрешающей способности масс-спектрометра, необходимой для разделения близких по массам молекул азота (<math>28,006148</math> Да), монооксида углерода (<math>27,994915</math> Да) и этилена (<math>28,03300</math> Да).

Для разделения пиков ионов <math>CO</math> и <math>C_2H_4</math> с массами <math>27,994915</math> и <math>28,03300</math> Да необходимо разрешение не менее <math>R = 28/(28,03300 - 27,994915) =770</math>, тогда как для разделения <math>CO</math> и <math>N_2</math> с массой <math>28,006148</math> Да — уже более <math>2500</math>.

Литература

А. Т. Лебедев «Масс-спектрометрия в органической химии» М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003, 493с. ISBN 5-94774-052-4.

Примечания

Шаблон:Примечания