В НИЯУ МИФИ придумали, как повысить точность определения состава сложных смесей

Ученые НИЯУ МИФИ нашли подход для более тонкого контроля фрагментации хрупких молекул при ионизации электронным ударом, что повысит чувствительность и точность определения состава смесей в задачах, связанных с нефтехимией, фармацевтикой и криминалистикой. Результаты исследования опубликованы в высокорейтинговом научном журнале Talanta.

Метод газовой хроматографии с масс-спектрометром (ГХ-МС) – самый распространенный сегодня аналитический метод, который позволяет определять молекулярный состав смесей. Этот высокоточный и чувствительный метод широко применяется в нефтехимии, фармацевтике, криминалистике и других отраслях.

Неотъемлемым этапом анализа для ГХ-МС является ионизация, как правило, методом электронного удара. «Несмотря на известные преимущества электронной ионизации, ее недостаток – неконтролируемая фрагментация молекулярных ионов некоторых классов соединений с хрупкими молекулами. Например, такие соединения, как алканы, фрагментируются слишком сильно, и в спектре пик от целой молекулы практически отсутствует. Это затрудняет идентификацию неизвестных веществ и снижает чувствительность метода», – рассказал доцент кафедры молекулярной физики НИЯУ МИФИ Сергей Потешин.

Исследователи НИЯУ МИФИ предложили достаточно простой в реализации метод электронной ионизации в молекулярной струе, сформированной капиллярной сборкой. С помощью капилляров можно просто и эффективно формировать область повышенного локального давления в области ионизации, которое и позволяет уменьшить внутреннюю энергию молекул и, в итоге, снижает вероятность фрагментации.

Обогащение пика от неразрушенной молекулы в спектре Hexadecane при применении источника ионов SoftEI

В результате проведенных экспериментов авторы обнаружили относительное увеличение молекулярного пика для различных соединений в 5-20 раз по сравнению с применением ионизации электронным ударом в обычном режиме.

Предполагается, что модифицированный источник ионов можно будет в виде опции дополнительно устанавливать на ГХ-МС приборы для расширения их возможностей.

Вакуумная камера серийного масс-спектрометра Thermo-DSQ-II. В выделенном фрагменте - разработанный источник ионов, который устанавливается в камеру в виде опции

Ученые планируют продолжить исследования, так как при проведении первых экспериментов они обнаружили ряд интересных эффектов. Более полное понимание происходящего позволит исследователям повысить эффективность применения предложенного подхода.