Исследования процессов активации ионов и механизмов их потерь при возбуждении циклотронного движения в ячейке спектрометра ионного циклотронного резонанса

• Автор: Вилков, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 100 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ ИОННОГО

ЦИКЛОТРОННОГО РЕЗОНАНСА.

1.1. Основы метода ИЦР.

А. Движение заряженных частиц в электрическом и

магнитном полях.

Б. Явление циклотронного резонанса.

1.2. Структура спектрометра ИЦР и принципы работы.

A. Ячейка ИЦР

Б. Импульсная методика в спектрометрии ИЦР.
B. ИЦР-спектрометрия с преобразованием Фурье.
1.3. Динамика движения ионов в ячейке ИЦР.
1.4. Способы возбуждения циклотронного движения ионов в 25 масс-спектрометрии ИЦР.
Глава II. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ.
Глава III. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ МАСС-
СПЕКТРОМЕТРИИ ИЦР ПРОЦЕССОВ АКТИВАЦИИ ПРОТОНИРОВАННОГО ДИМЕРА О-ДИМЕТИЛТАРТРАТА
3.1. Измерение методом ИЦР спектрометрии зависимости от 42 давления константы скорости распада протонированного
димера ДМТ.
3.2. Теоретический анализ соотношения каналов активации 45 протонированного димера ДМТ.
А. Оценка относительного вклада активации излучением

стенок.
Б. Оценка относительного вклада столкновительной активации.
3.3. Заключение.
Глава IV. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОДИНОЧНОГО НЕРЕЗОНАНСНОГО ИМПУЛЬСА НА ВОЗБУЖДЕНИЕ КИНЕТИЧЕСКОЙ И ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ ИОНА В ЯЧЕЙКЕ СПЕКТРОМЕТРА ИЦР.
4.1. Явление нерезонансного возбуждения кинетического движения ионов в ячейке ИЦР.
4.2. Динамика движения ионов во время нерезонансного возбуждения.
4.3. Постановка задачи об исследовании возбуждения внутренних степеней свободы иона в ячейке спектрометра ИЦР.
4.4. Модельный эксперимент по исследованию зависимости внутренней энергии иона от частоты одиночного нерезонансного импульса.
4.5. Заключение.
Глава V. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ПОТЕРЬ ИОНОВ В ЛОВУШКЕ СПЕКТРОМЕТРА ИЦР.
5.1. Теория параметрического резонанса и метод возмущений.
5.2. Экспериментальное исследование эффектов потерь ионов и характеристик наблюдаемых резонансов.
5.3. Заключение.
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Введение.
Спектроскопия ионного циклотронного резонанса (ИЦР) является наиболее быстро и динамично развивающимся разделом современной масс-спектрометрии. Столь бурное развитие стало возможным благодаря целому ряду преимуществ масс-спектрометрии ИЦР в сравнении с другими методами масс-спектрометрии: сверхвысокая разрешающая способность, рекордная точность в измерении масс, высокая чувствительность. Широкое применение масс-спектрометрия ИЦР нашла в решении задач современной химии и биохимии. Большой динамический диапазон, возможность длительного удержания и селективного разделения ионов, а также анализ ионов, не приводящий к их уничтожению, сделали масс-спектрометрию ИЦР удобным средством для исследования внутренней структуры ионов и кластеров, изучения ион-молекулярного взаимодействия.
Развитие новых методов получения ионов, таких как электрораспыление в вакуум, ионизация лазерным излучением позволили ввести в область масс-спектрометрии новые классы веществ, а именно большие биологические молекулы, такие как пептиды, белки полинуклеотиды. Таким образом, масс-спекгрометрия (и, в частности, масс-спектрометрия ИЦР) вышла на передовые позиции по исследованию важнейших задач современной химии и биологии, к которым можно отнести, например, расшифровку генома и протеома человека. Введение в масс-спектрометрию новых методов исследования структуры молекул (столкновителыю-индуцированная диссоциация, диссоциация в столкновении с поверхностью, радиационно-индуцированная диссоциация), а также комбинация масс-спектрометрии с другими методами исследования структуры молекул

которых исследуется, путем удаления из ИЦР ячейки остальных ионов. Это достигается прикладыванием переменного электрического напряжения, частота которого совпадает с циклотронной частотой удаляемых ионов, к возбуждающим пластинам ячейки. Под действием этого переменного электрического поля удаляемые ионы приобретают кинетическую энергию, достаточную для того, чтобы достичь стенок ИЦР ячейки и нейтрализоваться на них. Изолирование ионов в масс-спектрометрии ИЦР может осуществляться с помощью различных способов возбуждения циклотронного движения (см. главу 1.4.). В ИЦР спектрометре, используемом в наших экспериментах, реализованы две моды - (а) и (б). В наших экспериментах использовались оба метода.
После импульса изолирования следует период времени для протекания ионно-молекулярных реакций и импульс возбуждения-детектирования продуктов реакции. Так как время реакции можно менять от 0 до нескольких часов, мы имеем возможность исследования кинетики практически любых ионномолекулярных реакций.
Во всех случаях использовалось широкополосное возбуждение-детектирование. В качестве импульса возбуждения циклотронного движения ионов для последующего их детектирования использовался яиеер-импульс с краевыми частотами интересующего нас частотного диапазона.
Длительности анализируемых сигналов составляли примерно 0.01 секунды.
Полученные сигналы поступали через аналогово-цифровой преобразователь в память компьютера АяресТ-ЗООО.
Для увеличения отношения сигнал/шум каждый цикл измерения повторялся 20-2000 раз (в зависимости от амплитуды измеряемого сигнала).