2) разделение соединений в составе пробы на отдельные атомы, придание частицам заряда
3) атомизацию пробы и ионизацию атомов элементов
4) разделение в пространстве частиц в соответствии с их соотношением m/z (+)
Электромагнитное поле в масс-спектрометре обеспечивает управляемое движение уже образовавшихся ионов и их масс-анализ. В магнитном секторе на заряженную частицу действует сила Лоренца, вследствие чего радиус траектории зависит от массы, заряда и скорости иона. При одинаковых условиях регистрации ионы с различным отношением массы к заряду (m/z) отклоняются на разные углы или движутся по траекториям с разным радиусом, что приводит к их пространственному разделению.
В квадрупольных анализаторах сочетание постоянного и радиочастотного электрических полей обеспечивает устойчивое прохождение через анализатор только ионов определённого m/z; в секторных приборах разделение происходит за счёт различного отклонения в магнитном и электрическом полях. Поэтому именно дифференцированное пространственное распределение ионов по отношению m/z является функцией электромагнитного поля, соответствующей отмеченному ответу. Образование ионов, атомизация вещества и придание частицам заряда относятся преимущественно к источнику ионизации, а формирование пучка — к ионной оптике.
| Узел масс-спектрометра | Основной процесс | Роль электромагнитного поля | Результат |
|---|---|---|---|
| Система ввода пробы | Поступление вещества в прибор | Непосредственно не определяет m/z | Доставка анализируемого материала |
| Источник ионизации | Образование молекулярных и атомарных ионов | Ионизация, ускорение и первичное извлечение заряженных частиц | Поток ионов из исследуемой пробы |
| Ионная оптика | Фокусировка и транспорт ионов | Электрические поля формируют и стабилизируют пучок | Узкий направленный ионный пучок |
| Магнитный сектор | Отклонение ионов в магнитном поле | Различное изменение траектории в зависимости от m/z | Пространственное разделение ионов |
| Квадрупольный анализатор | Селекция ионов по устойчивости траектории | Переменные электрические поля пропускают заданное значение m/z | Последовательное выделение ионов определённого состава |
| Времяпролётный анализатор | Разделение ионов по времени пролёта | Электрическое поле одинаково ускоряет ионы, после чего лёгкие достигают детектора раньше | Регистрация спектра по времени и пересчёт в m/z |
| Детектор | Регистрация ионного потока | Преобразование попадания иона в электрический сигнал | Интенсивность пика масс-спектра |
Масс-спектр представляет зависимость интенсивности сигнала от m/z и используется для идентификации веществ по молекулярным и фрагментным ионам. В судебно-химических исследованиях этот принцип позволяет обнаруживать наркотические средства, лекарственные препараты, яды и продукты их метаболизма. Точность разделения зависит от разрешающей способности анализатора, стабильности полей и корректности калибровки. Следовательно, электромагнитное поле выполняет прежде всего аналитическую функцию сортировки ионов, а не первичного образования заряженных частиц.