для іонізації молекул зазвичай використовують електрони з енергіями 70-100 еВ, к-які рухаються зі швидкістю 108 см / с і проходять шлях, рівний діаметру молекули орг. соед. за 10 - 16 с. Цього часу достатньо для видалення електрона з молекули в-ва і освіти мовляв. і вона - позитивно зарядженого іон-радикала М + ', що має енергію 2-8 еВ. Іони з мінім. запасом енергії досить стійкі і досягають приймача. Іони з великим запасом внутр. енергії розпадаються на шляху руху на іони з меншою мовляв. масою (т. зв. осколкові іони ), Характерні для в-ва певного будови. для іонізації молекул енергія електронного пучка повинна перевищувати недо-рую критичну для в-ва величину, наз. потенціалом іонізації . потенціали іонізації лежать в межах 3,98 еВ (Fr) - 24,58 еВ (Не), для більшості орг. соед. 7-11 еВ. Використовуючи моноенергетіч. пучки електронів і знижуючи їх енергію до порогових значень, можна визначати потенціали іонізації в-в і потенціали появи іонів - критич. енергію електронів , При якій в спектрі з'являються лінії відповідних осколкових іонів . При іонізації електронним ударом відбувається перерозподіл енергії збудження по колебат. ступенями свободи мовляв. і вона , Перш ніж цей іон розпадається. Припущення про квазірівноважному розподілі енергії збудження дозволяє полуемпіріч. шляхом розрахувати мас-спектри деяких в-в, узгоджуються з фіз. даними. Однак у мн. випадках, особливо для довгих молекул , Ця теорія не підтверджується. для двохатомних молекул зміни колебат. станів пояснюються, виходячи з принципу Франка - Кондона (див. квантові переходи ). При взаємодій. нізкоенсргетіч. електронів (Менше 10 еВ) з в-вом можуть здійснюватися процеси резонансного захоплення електронів молекулами з утворенням негативно заряджених іонів М - (див. Також Іони в газах ). М ас-спектрометрія електронного удару - високочувствіт. метод аналізу, дозволяє аналізувати пікомольние кол-ва в-ва, її вважають за краще для дослідження структури з'єднань. Існують "бібліотеки" мас-спектрів, що містять спектри більш 70000 орг. соед., по яких можна проводити їх ідентифікацію із застосуванням ЕОМ. Недоліки методу: мовляв. іони утворюються лищь у 20% орг. соед .; метод можна застосовувати тільки для визначення легколетких термічно стабільних соед .; в значеннях повного іонного струму на іони з великими значеннями m / z, що дають інформацію про мовляв. масі і наявності функц. груп, доводиться менша частина; негативно заряджені іони , Що мають велике значення в структурному аналізі , Утворюються в дуже невеликій кількості і обмеженим числом орг. з'єднань. Хім. іонізація здійснюється при зіткненні молекул досліджуваного в-ва з іонами реагентного газу , Як догрого м. Б. індивідуальні в-ва або їх суміші. реагентний газ знаходиться в джерелі під тиском 65-130 Па, парціальний тиск досліджуваного в-ва 0,1-0,01 Па. При бомбардуванні такої суміші електронами з енергією 70-500 еВ переважно. ионизируются молекули реагентного газу ; утворилися позитивно заряджені іони в результаті іонно-молекулярних зіткнень з неіонізовану молекулами реагентного газу перетворюються в реактантние іони , К-які в свою чергу взаємодій. з молекулами досліджуваного в-ва і іонізують їх, утворюючи іони МН +. Наїб. вживані реагентні гази і їх характеристики наведені в таблиці.

Хім. іонізація з утворенням позитивно заряджених іонів може здійснюватися також в результаті переносу заряду з реактантних іонів , Напр., Не + ', Ar +', N2 + ', СО +', NO + 'на молекули досліджуваного в-ва; при цьому утворюється мовляв. іон М +. Мас-спектри хім. іонізації з реагентними газами Ar і N2 нагадують спектри електронного удару. Метод хім. іонізації дозволяє оцінювати кислотно-основні св-ва орг. соед. в газовій фазі. Хім. іонізація з утворенням негативно заряджених іонів здійснюється в результаті взаємодій. досліджуваних молекул з іонами NH2 -, ОН -, СН3О - (спорідненість до протону соотв. 1682, 816 і 778 кДж / моль ). Останні утворюються при захопленні молекулами NH3, H2O і СН3ОН електронів з пониж. енергією (бл. 6 еВ) з послід. розпадом утворилися мовляв. іонів М - (діссоціатівний захоплення). Іони ВІН - і СН3О - утворюються в значить. кол-ве при електронної бомбардуванню соотв. сумішей N2O з СН4 або (СН3) 3СН, Н2О і N2O з СН3ОН. Часто метод хім. іонізації більш чутливий, ніж метод іонізації електронним ударом, т. к. практично всі наявні в ионизационной камері електрони використовуються для іонізації. Метод дозволяє аналізувати просторів. і оптич. ізомери . Його важлива перевага - великий вихід протоновані мовляв. іонів МН + при малому виході осколкових іонів . Польова іонізація здійснюється в сильному електричні. поле, що утворюється в просторі між польовим анодом (Вістря або тонка вольфрамова дріт) і протівоелектродом ( катодом ), Різниця потенціалів між якими 10 кВ. молекула в такому електричні. поле втрачає електрон і перетворюється. в позитивно заряджений іон . Мас-спектри нагадують спектри електронного удару. Польова десорбція . Труднолетучие орг. і неорг. соед. наносяться на пов-сть спеціально обробленого дротяного емітера, поблизу догрого існує сильне електричні. поле. В результаті тунельного переходу електрона молекули до емітера в-во на пов-сті дроту іонізується; утворилися іони десорбируются і переходять в газоподібний стан. Для полегшення десорбції дріт підігрівають, пропускаючи через неї електричні. струм. Застосовується в аналізі синтетичні. полімерів і вуглеводнів . при фотоионизации молекули ионизируются в результаті поглинання єдності. фотона, енергія догрого повинна перевищувати потенціал іонізації молекули . Джерела фотонів - газосветние лампи, розряди в водні або інертних газах , Синхротрони. Багатофотонні іонізація газоподібних в-в відбувається в результаті одночасного поглинання молекулою дек. фотонів. Такі процеси спостерігаються при взаємодій. з в-вом досить інтенсивного пучка лазерного випромінювання, енергія квантів догрого менше потенціалу іонізації . Для цієї мети використовують перебудовувані лазери на барвниках , Що утворюють випромінювання з довжинами хвиль 250-700 нм. Для іонізації більшості молекул досить поглинання 2-3 фотонів з енергією 1,77-4,96 еВ. Десорбціонную іонізація заснована на бомбардування труднолетучем в-ва, поміщеного в матрицю ( гліцерин , Монотіогліцерін, поліетиленгліколі , етаноламіни та ін. рідини ), Пучками прискорених частинок ( атоми або іони інертних газів Ar, Кr, Хе, а також іони лужних металів , Напр. Cs). В результаті дифузійного обміну в рідини з облучаемой пов-сті безперервно видаляються продукти деструкції в-ва, що дозволяє отримувати добре відтворювані мас-спектри. Застосовують також метод іонізації важкими продуктами ділення радіоактивного 252Cf і іонами важких елементів, які отримуються на прискорювачах. У місцях потрапляння таких важких частинок в мішень, к-раю являє собою плівку досліджуваного в-ва на металеві. фользі, металлизируются. пластиці або нітроцелюлозі , За 10 - 11 з досягаються т-ри до 3. 104 ° С. Таке швидке нагрівання дозволяє іонізувати важкі молекули без розкладання. лазерна десорбція застосовується для іонізації і випаровування конденсується. в-в і здійснюється за допомогою лазерів з модульованої добротністю, що працюють в імпульсному (тривалістю до 30 нс) або безперервному режимах. Характер мас-спектра зазвичай мало залежить від довжини хвилі (265 нм - 10,6 мкм), уд. потужності (103-1010 Вт / см2) і тривалості імпульсу лазерного випромінювання. Досліджувана в-во наносять на металеві. підкладку і опромінюють фотонами з будь-якого боку в залежності від конструкції приладу. Використання лазерних променів різного ступеня сфокусированности дозволяє проводити локальний аналіз проби в плямі діаметром 0,5 мкм - 4 мм. Можлива іонізація в-ва в искровом або тліючому розряді. на електроди , Один з яких брало виготовлений з досліджуваного в-ва, подається напруга (не більше 15 кВ) у вигляді коротких імпульсів високої частоти. пробій між електродами призводить до випаровуванню матеріалу електродів і його іонізації в утворюється плазмі . Утворилися позитивно заряджені іони , Прискорюючись в сторону катода , К-рим служить досліджуване в-во, бомбардують його пов-сть і розпилюють зразок. Розпорошені частки, проходячи крізь розряд, іонізуються. Для елементного і ізотопного аналізів знаходять застосування іонні джерела з іонізацією зразка в індуктивно- плазмі Ar при атм. тиску . Поверхнева іонізація - осн. метод в ізотопної мас-спектрометрії. В-во наноситься на пов-сть стрічки з Re, W або Та, к-раю нагрівається до 2000-2500 К. Якщо потенціал іонізації в-ва менше роботи виходу електрона з металу стрічки, то частина молекул або атомів покидає її пов-сть в іонізують. стані. У деяких випадках молекула може захоплювати електрон з металу і утворювати негативно заряджені іони .
Мас-аналізатори - пристрої для просторів. або тимчасового поділу іонів з разл. значеннями m / z в магн. або електричні. полях або їх комбінаціях. Розрізняють статичний. і динамічний. аналізатори. У статичних іони поділяються в постійних або практично незмінних за час їх руху через аналізатор магн. полях. Іони з разл. значеннями m / z рухаються в такому аналізаторі по різних траєкторіях і фокусуються або в різних місцях фотопластинки , Або послідовно на щілину детектора в результаті плавної зміни напруженості електричні. і магн. полів аналізатора. В динамічний. аналізатори поділ іонів відбувається під впливом імпульсних або радіочастотних електричні. полів з періодом зміни меншим або рівним часу прольоту іонів через мас-аналізатор. Іони з разл. значеннями m / z, як правило, поділяються за часом прольоту певної відстані. тиск в аналізаторах має бути досить низьким (~ 10 - 5 Па), щоб уникнути розсіювання іонів на молекулах залишкових газів . Осн. характеристика мас-аналізатора - його роздільна здатність, або роздільна сила R. Вона характеризує здатність аналізатора розділяти іони з незначно відрізняються один від одного масами і визначається відношенням значення маси і вона М до ширини його піку D М (вираженої в атомних одиницях маси ) На певному рівні висоти піка (зазвичай 50 або 10%): R = М / D М. Напр., R = 10000 означає, що мас-аналізатор може розділяти іони з масами 100,00 і 100,01. Hаіб. часто застосовують статистичні мас-аналізатори з однорідним магнітним полем (одинарна фокусування) або комбінацією електричні. і магн. полів (подвійна фокусування). У мас-аналізаторах з одинарної фокусуванням (рис. 4) іонний промінь, сформований в джерелі іонів , Виходить з щілини шириною S1 у вигляді розходиться іонного пучка і в магн. поле поділяється на пучки іонів з разл. значеннями m / z.

Мал. 4. Схема мас-аналізатора з однорідним магнітним. полем: S1 і S2 - щілини джерела і детектора іонів ; ОAВ - область однорідного магнітного. поля Н, перпендикулярного площині малюнка; тонкі суцільні лінії - межі пучків іонів з різними т / z; r - радіус центр. траєкторії іонів .

Під дією поля, силові лінії яких брало спрямовані перпендикулярно напрямку руху іонного пучка, іони рухаються по круговій траєкторії з радіусом r = (2Vmn / zH2) 1/2, де V - напруга, що прискорює іони , Mn - маса і вона , Z - заряд і вона , H - напруженість магнітного. поля. Іони з однаковою кинетич.
енергією, але з різними масами або зарядами проходять через аналізатор по разл. траєкторіях. Зазвичай розгортка мас-спектра (реєстрація іонів з певними значеннями m / z) здійснюється зміною Н при постійному V. Розкид іонів , Що вилітають з іонного джерела, по кинетич. енергій, а також недосконалість фокусування за напрямками призводять до розширення іонного пучка, що позначається на роздільної здатності. Для статич. мас-аналізатора R = r / (S1 + S2 + d), де S1 і S2 - соотв. ширина вхідний і вихідний щілин, d - розширення пучка в площині вихідний щілини. Зменшення розміру щілин для збільшення роздільної здатності приладу важко здійсненне технічно і, крім того, призводить до дуже малим іонним струмам, тому звичайно конструюють прилади з великим радіусом траєкторії іонів (R = 200 - 300 мм). Роздільна здатність м. Б. підвищена також при використанні мас-аналізаторів з подвійним фокусуванням. В таких приладах іонний пучок пропускають спочатку через відхиляє електричні. поле спец. форми, в к-ром здійснюється фокусування пучка по енергіях, а потім через магн. поле, в к-ром іони фокусуються за напрямами (рис. 5).

Мал. 5. Схема мас-аналізатора з подвійним фокусуванням: S1 і S2 - щілини джерела і детектора іонів ; 1 - конденсатор; 2 - магніт.

Існує більше 10 типів динамічний. мас-аналізаторів: квадрупол'ний, час-пролітний, циклотронно-резонансний, магнітно-резонансний, радіочастотний, фарвітрон, омегатрон і ін. Нижче розглянуті наиб. широко застосовуються мас-аналізатори. Квадрупольний мас-аналізатор являє собою квадрупол'ний конденсатор (рис. 6), до парам паралельних стрижнів догрого прикладені постійна напруга V і змінне високочастотне V0cos wt (w - частота, t - час); їх суми для кожної пари рівні за величиною і протилежні за знаком.

Мал. 6. Схема квадрупольного мас-аналізатора: 1 - високочастотний генератор; 2 - генератор постійної напруги; 3 - генератор розгортки; 4 і 5-джерело і детектор іонів .

Іони , Що вилетіли з іонного джерела, рухаються в камері аналізатора уздовж осі z, паралельної поздовжніх осях стержнів, по складним об'ємним спіралевидним траєкторіях, здійснюючи поперечні коливання уздовж осей x і у. При фіксованих значеннях частоти і амплітуди змінної напруги іони з певними значеннями m / z проходять через квадрупол'ний конденсатор, у іонів з ін. значеннями m / z амплітуда поперечних коливань досягає такої величини, що вони вдаряються об стрижні і розряджаються на них. Розгортка мас-спектра проводиться шляхом зміни постійного і змінного напрузі або частоти. Для суч. квадрупольних мас-спектрометрів R = 8000. Перший квадрупольний прилад побудований В. Паулі і X. Штайнведелем (ФРН, 1953). Час-пролітний мас-аналізатор являє собою еквіпотенційне простір, в якому дрейфують іони , Розділяючись за швидкостями руху (рис. 7). Іони , Що утворюються в іонному джерелі, дуже коротким електричні. імпульсом "впорскується" у вигляді "іонного пакета" через сітку в аналізатор. У процесі руху вихідний іонний пакет розшаровується на пакети, що складаються з іонів з однаковими значеннями m / z. Швидкість дрейфу відшарувалися іонних пакетів і, отже, час їх прольоту через аналізатор довжиною L обчислюється по ф-ле: (V - напруга). Сукупність таких пакетів, що надходять в детектор, утворює мас-спектр. Для суч. приладів R = 5000 - 10000. Перший прилад створений А. Камероном і Д. Егтерсом (США, 1948), а в СРСР - Н. І. Іоновим (1956).

Мал. 7. Схемавремя-прогонової мас-аналізатора: 1 - сітка; 2 - детектор.

У 1973 Б. А. Мамірінім сконструйованій прилад з електростатіч. відображає дзеркалом, наз. мас-рефлектроном. Циклотронно-резонансний мас-аналізатор як осередок у виде прямокутна паралелепіпеда або куба, вміщена в однорідне магн. поле. Іоні , Потрапляючі в осередок, рухаються в ній по спіральній Траєкторії (циклотрон рух) з частотою w ц = 1/2 pz. H / m, де H - напруженість магнітного. поля, т. е. іоні з однакової значення m / z ма ють Певна циклотрон частоту. Дія приладнати засновано на резонансній поглінанні ЕНЕРГІЇ іонамі при збігу частоти поля и ціклотронної частоти іонів . На застосуванні циклотронно-резонансного мас-аналізатора заснований метод іон-циклотронного резонансу , К-рий використовують для визначення маси іонів , Зокрема мовляв. іонів , Що утворюються при іонно-молекулярних р-ціях в газовій фазі; аналізу структури високомол. іонів ; визначення кислотно-основних св-в в-в. для легких іонів R = 108. Перший мас-спектрометр іонціклотронного резонансу побудований Г. Соммер, Г. Томасом і Дж. Хіплом (США, 1950).
Детектори (приймачі) іонів поміщають на виході приладу. Для детектування використовують електрометріч. підсилювачі, що дозволяють вимірювати іонні струми до 10 - 14 А, електронні помножувачі і сцинтилляций. детектори з фотоумножителем, к-які забезпечують рахунок окремих іонів (Струм 10 - 19 А) і мають малу постійну часу, а також фотопластинки , Перевага яких брало в можливості реєстрації всіх іонів мас-спектра і накопичення сигналу. Для введення в-ва в іонний джерело існує спец. система, наз. системою напуску. Вона забезпечує введення строго дозованих кол-в в-ва, його мінім. тримаючи. розкладання, найкоротшу доставку до області іонізації і автоматичним. зміну зразків без порушення вакууму . система введення газів і легколетких в-в являє собою холодні або обігріваються скляні резервуари з вязкостнимі або мовляв. натекателем, через к-рої газоподібне-під надходить в область іонізації. при з'єднанні хроматографа з мас-спектрометром між іонним джерелом і хроматографом поміщається мовляв. сепаратор (струменевий, пористий або мембранний), в к-ром видаляється газ-носій і проба збагачується аналізованих в-вом. Система введення труднолетучих в-в являє собою найчастіше вакуумний шлюз, з к-якого ампула з в-вом вводиться безпосередньо в іонізації. камеру. Ампула укріплена на штоку, забезпеченому нагрівачем, за допомогою к-якого створюється необхідна т-ра для випаровування в-ва. У деяких випадках ампула нагрівається за рахунок тепла іонізації. камери. Для зменшення розкладання в-ва підвищують швидкість нагрівання проби , К-раю повинна перевищувати швидкість тримаючи. розкладання. Так діють пристрої, що з'єднують рідинної хроматограф з іонним джерелом. Наїб. поширене пристрій, засноване на термораспиленіі розчину досліджуваного в-ва, при к-ром відбувається його іонізація. Др. тип - стрічковий транспортер, на стрічці догрого в-во доставляється в іонний джерело через систему шлюзів. При русі стрічки відбувається видалення р-розчинника, а в іонному джерелі при швидкому нагріванні стрічки в-во випаровується і іонізується. У деяких випадках можливі випаровування і іонізація в-ва в результаті його бомбардування прискореними частинками на пов-сті стрічки. Для труднолетучих неорг. соед. застосовують спец. випарник , Наз. осередком Кнудсена. Це - високотемпературна піч з тиглем, які мають отвір малого діаметру 0,1-0,3 мм, через доорої випаровування протікає в умовах близьких до рівноважних. Мас-спектрометр працює в умовах глибокого вакууму (10 - 5 - 10 - 6 Па і вище), к-рий дозволяє звести до мінімуму втрату роздільної здатності через зіткнення іонного пучка з нейтральними молекулами . Іонний джерело і мас-аналізатор мають різні системи відкачування і з'єднуються між собою каналом такого розміру, к-рий достатній для проходження іонного променя. Така конструкція оберігає падіння вакууму в аналізаторі при підвищенні тиску в джерелі іонів . У джерелі іонів необхідна також висока швидкість відкачування для зменшення ефекту пам'яті (видалення в-в, адсорбованих на внутр. пов-сті приладу). зазвічай вакуум в приладах створюють дифузійні насоси . Застосовують також турбомолекулярні насоси , Щоб забезпечити отримання надвисокого вакууму (10 - 7 - 10 - 8 Па) і відкачування зі швидкістю дек. літрів в секунду; ЦІ насоси не вимагають застосування охолоджуваних пасток. Збір даних і управління мас-спектрометром вимагає автоматизації всіх процесів з допомогою ЕОМ, к-раю дозволяє проводити разл. типи досліджень за заздалегідь заданою програмою з оптимізацією умов аналізу в процесі роботи приладу.
Застосування мас-спектрометрії. Мас-спектрометрії широко застосовують в разл. областях науки і техніки: в хімії и нафтохімії , Фізики, геології, біології, медицині, в пром-сті полімерів , В лакофарбової і хім. пром-сти, в произове Напівпровідників і надчистих матеріалів, в ядерній техніці, в с. сільському господарстві та ветеринарії, в харч. пром-сти, при аналізі продуктів забруднення довкілля і мн. ін. Великих успіхів досягнуто при аналізі біологічно важливих в-в; показана можливість структурного аналізу полісахаридів з мовляв. м. до 15000, білків з мовляв. м. до 45000 і т.д. Мас-спектрометрія знайшла застосування як експресний метод газового аналізу в медицині; принципи мас-спектрометрії лежать в основі пристрою наиб. чувствит. течошукачів. Батьківщин. мас-спектрометри , Що випускаються для разл. цілей, мають індекси: для дослідження ізотопного складу - МІ, для дослідження хім. складу - MX, для структурного аналізу - МС. Macс-спектрометрія в органічної хімії дозволяє виміряти точну мовляв. масу і розрахувати елементний склад досліджуваного в-ва, встановити хім. і просторів. будову, визначити ізотопний склад, провести якостей. і кількостей. аналіз складних сумішей орг. з'єднань. Одна з найважливіших завдань - знаходження залежності між характером мас-спектра і будовою досліджуваної орг. молекули . При іонізації орг. молекули утворюється мовляв. іон , В к-ром далі відбуваються процеси гетеро- і гомолітіч. розриву зв'язків або розриву зв'язків з перегрупуванням молекули і освіту осколкових іонів , К-які в свою чергу можуть піддаватися подальшому розпаду. Последоват. розпади іонів , Що встановлюються з мас-спектра, наз. напрямками або шляхами розпаду. Напрямки розпаду - важлива характеристика кожного класу сполук. Сукупність усіх напрямків розпаду становить характерну для кожного орг. соед. схему фрагментації. Якщо мас-спектр простий, схема фрагментації зводиться до одного шляху розпаду, напр. при розпаді мовляв. і вона СН3ОН + послідовно утворюються іоні СН2 = ОН + і Н-С = О +. У разі складних мас-спектрів схема фрагментації відповідає багатьом, часто перекриваються напрямками розпаду, напр. схема фрагментації полипептида :

Мовляв. іон пептиду розпадається в результаті розриву зв'язків СН-СО, СО-NH, NH-СН і СН-R з утворенням осколкових іонів соотв. Аn і Хn, Вn і Yn, Сn і Zn, Sn і Rn (n - номер амінокислотного залишку в пептидного ланцюга), к-які далі розпадаються таким же чином. Загальна кількість піків іонів в такому спектрі може досягати дек. сотень. Кількість фрагментів визначається будовою досліджуваної молекули , Запасом внутр. енергії мовляв. і осколкових іонів і проміжком часу між освітою і вона і його детектированием. Тому при інтерпретації мас-спектрів необхідно враховувати як умови вимірювань (енергію іонізуючих електронів , Прискорює напруга, Тиск парів в іонному джерелі, т-ру іонізації. камери), так і конструктивні особливості приладу. При макс. стандартизації умов вимірювань вдається отримувати досить відтворювані мас-спектри. Порівняння мас-спектра досліджуваної системи зі спектром, наявними в каталозі, -наіб. швидкий і простий спосіб структурного аналізу , ідентифікації в-в при визначенні забруднення довкілля , Контролі продуктів харчування людини і тварин, вивченні процесів метаболізму лек. препаратів, в криміналістиці і т.д. Однако ідентифікація лише на підставі мас-спектра не може бути однозначною, напр. не всі ізомерні в-ва утворюють розрізняються мас-спектри. В умовах мас-спектрометрії частина порушених іонів розпадається після виходу з іонного джерела. Такі іоні наз. метастабільними. У мас-спектрах вони характеризуються розширеними піками при нецілочисельне значеннях т / z. Один з методів вивчення таких іонів - спектроскопія мас і кінетичної. енергій іонів . Вивчення розпаду метастабільних іонів проводять на приладах, у яких брало магн. аналізатор передує електричному. Магн. аналізатор налаштовують таким чином, щоб він пропустив метастабільний іон , К-рий при певній напрузі на електричні. аналізаторі проходить в детектор. якщо такий іон розпадається в просторі між аналізаторами, то утворюються вторинні іоні не можуть пройти через електричні. аналізатор при встановленому напрузі через нестачу енергії. Для попадання вторинних іонів в детектор змінюють напругу електричні. аналізатора. Ця напруга пов'язано з масою вторинного і вона співвідношенням m2 = Е2m * / Е0, де m * - метастабільний іон , M2 - вторинний іон , Е0 і Е2 - початкова і кінцева напруга електричні. аналізатора. Таким чином визначаються маси всіх іонів , Що утворюються при розпаді метастабільних іонів і встановлюються таким чином схеми їх фрагментації. Якщо в області між двома аналізаторами створити область покращення. тиску (Встановити камеру зіткнень, заповнену інертним газом ), То в результаті зіткнень іонів з молекулами газу їх внутр. енергія буде збільшуватися і, отже, збільшиться ймовірність утворення вторинних іонів . Такий метод, наз. тандемним, використовують для структурного аналізу індивідуальних компонентів складних сумішей без передуватиме. поділу. Поряд зі структурними дослідженнями мас-спектрометрії застосовують для кількостей. аналізу орг. в-в. Кількостей. аналіз заснований на визначенні інтенсивностей піків іонів з певним значенням т / z. Його проводять хромато-мас-спектрометричного (див. Хромато-мас-спектрометрії ) Або в системі прямого введення. Для підвищення точності визначення застосовують внутр. стандарти, як яких брало використовують мічені сполуки. або сполуки. близькі за будовою до досліджуваним, напр. гомологи. В останньому випадку необхідна побудова калібрувальних кривих. Вимірювання вмісту досліджуваного в-ва проводять з урахуванням кількості який додається стандарту по відношенню площ піків, відповідних що визначається в-ву і внутр. стандарту. Похибка методу b 7%, межа визначення 0,01 мкг / мл. Кращі результати дає застосування мічених соед .; при цьому відпадає необхідність в побудові калібрувальних кривих. Кількостей. визначення труднолетучих в-в проводять в системі прямого введення, детектуючи їх по одному або дек. іонів , Характерним для досліджуваного з'єднання. У міру плавного підвищення т-ри випарника відбувається випаровування і часткове фракціонування досліджуваних в-в. Т. обр., Для кожного в-ва отримують криву випаровування , Площа під к-рій прямо пропорційна кількістю сполуки., Внесеного в мас-спектрометр . Абс. чутливість методу, наз. методом інтегрування іонного струму, 10 - 7 м Гідність методу - відсутність необхідності передуватиме. очищення досліджуваних в-в. При дослідженні сполуки. з електрофор. угрупованнями, ізомерних орг. молекул , полімерів , азобарвників , Біологічно активних в-в застосовують мас-спектрометрії негативно заряджених іонів . ЦІ іоні мають менший запасом внутр. енергії, ніж позитивно заряджені іоні , Тому в мас-спектрах дають інтенсивні піки мовляв. іонів і мале кол-во осколкових іонів .
Macc-спектрометрії в неорганічної хімії застосовують при дослідженні пов-сті неорг. матеріалів, для аналізу микропримесей в кристалах , металах , сплавах , Ізоляторах і напівпровідниках . Методом мас-спектрометрії визначають термодинамич. параметри, парціальні тиску компонентів сумішей зі складним складом пара , А також вивчають металеві. кластери - динаміку їх утворення, хім. св-ва, фото-фіз. особливості, будова і стійкість, що допомагає зрозуміти механізм провідності металів , Вкрай важливий для мікроелектроніки. Особливе місце займає газовий аналіз із застосуванням мас-спектрометрії в разл. технол. процесах ( металургія , Вугільна пром-сть). Дослідження проводять при т-рах від дек. сотень до 2000-3000 К. Ізотопна мас-спектрометрії вивчає прир. і техногенні варіації ізотопного складу хім. елементів (варіації, викликані ядерними або фіз.-хім. процесами). Такі дослідження необхідні для вирішення проблем космохімії і планетології, ізотопної геохронології і геохімії , Мінералогії, гідрогеології, геології нефти и газу , біохімії , Фармакології, клинич. медицини, с. х-ва, ядерної фізики та ін. Друге завдання изотопной мас-спектрометрії - визначення концентрації хім. елементів ізотопного розбавлення методом . Перевага мас-спектрометріч. варіанти цього методу висока чутливість (до 10 -12 г твердих в-в і до 10 - 16 г газів ), Низька похибка (b0,1-0,5%), допустимість деяких втрат частини зразка; недолік - необхідність передуватиме. незалежної орієнтовної оцінки визначається концентрації для дозування оптим. кол-ва ізотопного стандарту. Метод широко використовують в ізотопної геохронології, іноді - в геохімії , Ядерній фізиці, агрохімії , Аналіт. хімії . Ізотопна мас-спектрометрії з вторинно-іонної емісією застосовується також для локального аналізу твердих тіл . В цьому випадку для іонізації створюють пучок первинних іонів (Ar +, О2 +, О -), к-рий направляють на обрану ділянку досліджуваної пов-сті діаметром 1-500 мкм. проводиться ізотопний аналіз локальних ділянок, і встановлюється розподіл заданого ізотопу и соотв. елемента в структурі зерна мінералу або в породі . М ас-спектрометрія дозволяє визначати всі елементи періодичної. системи з чутливістю 10 - 12 г; при використанні лазерних джерел іонізації м. б. досягнута чутливість 10 - 19 г. При аналізі твердих проб м.б. визначені домішки, вміст яких брало в 1012 нижче змісту осн. елементів. Мас-спектрометрія широко застосовується в аналізі особливо чистих металів (Ga, Al, In, Fe, Сu і ін.), напівпровідникових матеріалів (Si, GaAs, CdFe), сплавів на основі Fe, Ni і Zr при произове тонких плівок і порошкоподібних в-в, напр. оксидів U і рідкоземельних елементів . Мас-спектрометрія дозволяє визначати вміст С, N, О, S, Р в сталях, аналізувати кераміку , Скла, разл. изоляц. матеріали, проводити локальний і пошарове аналіз проби (Локальність по пов-сті до 1 мкм, по глибині до 1 мм), отримувати відомості про структуру і фазовий склад твердих тіл . Для визначення елементів використовують мас-спектрометри з іонізацією зразків в електричні. дузі, искровом і тліючому розряді або в індуктивно-аргонной плазмі при атм. тиску .
===
Ісп. література для статті «мас-спектрометрії»: Барнард Дж., Сучасна мас-спектрометрії, пров. з англ., М., 1957; Бейнон Дж., Мас-спектрометрія і її застосування в органічної хімії , Пров. з англ., М., 1964; Полякова А. А., Хмельницький Р. А., Мас-спектрометрія в органічної хімії , Л., 1972; Джонстон Р., Керівництво по мас-спектрометрії для хіміків-органіків, пров. з англ., М., 1975; Семенов Г. А., Миколаїв Е. Н., Францева К. Е., Застосування мас-спектрометрії в неорганічної хімії , Л., 1976; Розинов Б. В., Мас-спектрометрія в біоорганічної хімії (Застосування в аналізі амінокіслот , пептидів и білків ), М., 1978, (Підсумки науки і техніки, сер . Органічна хімія , Т. 2); Хвостенко В. І., Мас-спектрометрія негативних іонів в органічної хімії , М., 1981; Биковський Ю. А., Неволін В. Н., Лазерна мас-спектрометрії, М., 1985; Вульфсон Н. С., Заїкін В. Г., Мікая А. І., Мас-спектрометрія органічних сполук , М., 1986; Зенкевич І. Г., Іоффе Б. В., Інтерпретація мас-спектрів органічних сполук , Л., 1986; Чепмен Д., Практична органічна мас-спектрометрії, пров. з англ., М., 1988; Tandem mass spectrometry, ed. by FW Mclaflerty, NY, 1983; Harrison AG, Chemical ionisation mass spectrometry, Boca Raton (Fla), 1983, Б. В. Розинов, Ю. А. Шуколюков.

Сторінка «мас-спектрометрії» підготовлена за матеріалами хімічної енциклопедії .