Разработка малогабаритных масс-спектрометрических систем для экологической биофизики

• Автор: Викторов, Илья Викторович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 103 с. : ил.

Оглавление стр.

Введение
Глава 1. Малогабаритные массспектрометры в экологической биофизике, экологии и медицине.

1.1 Масссп ектрометрия

1.2 Системы введения пробы

1.3 Применение малогабаритных массспектрометров в экологической биофизике, экологии и медицине в режиме реального времени
Глава 2. Многомембранная система левллиновского типа для введения пробы в массспектрометр.

2.1.Мультимембранная система вода пробы.

2.2.0писание процесса обогащения. Физикохимическая модель

2.3.Результаты экспериментальной проверки.

2.4.Используемые приборы и стандарты

2.5.Вывод ы.
Глава 3. Численное моделирование и экспериментальная проверка мобильного массспектрометра для определения солей тяжелых металлов в воде.
3.1 .Система ввода пробы. Экстракция пробы
3.2.Ионный источник и массанализатор.
3.3.Экстракция тяжелых металлов из водной пробы.
3.4.Приготовление калибровочных смесей
3.5.Подстройка прибора по массе
З.б.Обсуждение результатов.
3.7.Выводы
Глава 4. Малогабаритный линейный времяпролетный массспектрометр со вторичной ионной эмиссией для анализа биоионов
4.1 .Описание массспектрометра
4.2.Детекто р
4.3.Результаты испытаний.
4.4.Функция пропускания массанализатора.
4.5.Распределение ионов апласйпБ по углу в области их генерации
4.6.Распределение ионов iii по энергии в области их генерации
4.7.Вывод ы
Основные результаты работы
Список цитируемой литературы


Хлопина позволили выбрать параметры малогабаритного массспектрометра для изучения регуляторных процессов клеток и контроля состава лекарств в фармакологии. Практическая значимость. Совместно с лабораторией массспектрометрии ФТИ им. А.Ф. Иоффе создан опытный малогабаритный магнитный массспектрометр с двухмембранной системой ввода пробы, позволяющий впервые определять летучие органические соединения в воде и воздухе на уровне единиц мкгкг. ФТИ им. А.Ф. Иоффе С. Петербург, Россия и Институтом Океанологии Циндао, Китай в годах. Испытания прибора показали возможность проведения экспресс анализа тяжелых металлов в жидких пробах на уровне мкгл. Физикохимическая модель процесса обогащения пробы летучими органическими соединениями при стационарной диффузии через двухмембранную систему ввода. Выбор оптимальных параметров системы ввода, позволяющий обеспечить пределы определения а индола, метантиола и диметилдисульфида в воздухе на уровне единиц мкгм, достаточном для идентификации процесса метаболизма бактерий паразитов i vii в организме человека, б ароматических органических соединений, налканов, и других веществ в атмосфере и гидросфере на уровне ПДК. Источник ионов, в котором экстрагированные из водной пробы молекулы солей тяжелых металлов десорбируются за счет нагрева и ионизуются электронным ударом с высокой эффективностью. Результаты измерений градуировочных смесей, содержащих тяжелые металлы с концентрациями ЮОмглНОмкгл, показывающие возможность использовать малогабаритный массспектрометр для изучения влияния избытка тяжелых металлов в воде на организм человека. Расчет схемы времяпролетного массанализатора. Выбор оптимальных параметров малогабаритного массспектрометра для анализа биополимеров с молекулярной массой до 0 а. Глава Для обнаружения и идентификации компонентов при проведении качественного и количественного анализа состава сложных органических и неорганических соединений в экологической биофизике, экологии и медицине используют разнообразные методы исследования. К наиболее эффективным методам относятся такие, как спектроскопия, хроматография, ядерный магнитный резонанс и массспектрометрия, причем массспектрометрия характеризуется наименьшими ограничениями для большинства областей применения. Массспектрометрия, наряду с проведением количественного химического анализа 1, позволяет решать и ряд других проблем. Посредством массспектрометрических измерений изучают, например, энергии связи в атомах, или молекулярные структуры химических соединений. Благодаря возможности измерения изотопного состава, массспектрометрия незаменима при изучении физики и химии летучих и нелетучих соединений. Определение изотопного состава представляет собой важный источник информации для исследований в экологии, биологии, медицине, ядерной физике и даже астрофизике. Используя массспектрометр, можно изучать рассеяние заряженных частиц, вторичную эмиссию, диффузию частиц, диагностировать плазму. Массспектрометрическому исследованию могут быть подвергнуты любые классы соединений в любом агрегатном состоянии, а проведение количественного анализа возможно для широкого диапазона концентраций 2. Массспектрометрический метод включает введение в прибор исследуемой пробы, ионизацию молекул, массанализ ионов, детектирование сигнала и обработку результатов измерения. Исследуемые пробы могут находиться в различном фазовом состоянии 3. В приборе необходимо поддерживать высокий вакуум, что обеспечивается вакуумными насосами различных типов. Как метод, используемый для контроля различных технологических процессов, массспектрометрия находит все большее применение в качестве детектора в гибридных методах, таких как газовая хроматографиямассспектрометрия 5, жидкостная хроматографиямассспектрометрия для анализа многокомпонентных смесей 6. Создание малогабаритных массспектрометров требует уменьшения размеров всех их составляющих системы ввода, ионного источника, массанализатора, ионного детектора, системы регистрации данных и вакуумных систем.