2) атомно-абсорбционного спектрометра
3) масс-спектрометра (+)
4) атомно-эмиссионного спектрометра
Описанная последовательность соответствует принципиальной схеме масс-спектрометра. В ионизаторе исследуемое вещество превращается в газофазные ионы, которым придают определённую кинетическую энергию. Система ионной оптики формирует и фокусирует пучок, а электрическое и/или магнитное поле масс-анализатора разделяет ионы в соответствии с отношением их массы к заряду (m/z). Детектор регистрирует ионный ток, после чего регистратор или компьютер формирует масс-спектр.
Именно разделение ионов по m/z является принципиальным отличием масс-спектрометрии от методов элементного спектрального анализа. В рентгенофлуоресцентном анализе регистрируют характеристическое рентгеновское излучение, в атомно-абсорбционной спектрометрии — поглощение света свободными атомами, а в атомно-эмиссионной спектрометрии — излучение возбужденных атомов и ионов. Поэтому наличие ионизатора, фокусировки пучка частиц и электромагнитного анализатора указывает на масс-спектрометр.
| Критерий | Масс-спектрометрия | Рентгенофлуоресцентный анализ | Атомно-абсорбционная спектрометрия | Атомно-эмиссионная спектрометрия |
|---|---|---|---|---|
| Регистрируемая частица или сигнал | Ионы, различающиеся по отношению m/z | Характеристические рентгеновские фотоны | Ослабление аналитической линии при поглощении света атомами | Фотоны, испускаемые возбужденными атомами и ионами |
| Источник сигнала | Ионизация образца: электронная, химическая, электроспрей, лазерная или плазменная | Облучение образца первичным рентгеновским излучением | Атомизация образца в пламени или графитовой печи и освещение специфическим источником | Возбуждение и атомизация в пламени, плазме, дуге или искре |
| Принцип разделения | Электрические и магнитные поля разделяют ионы по m/z | Разделение рентгеновских линий по энергии или длине волны | Выделение аналитической длины волны монохроматором | Спектральное выделение линий излучения по длине волны |
| Основной детектор | Электронный умножитель, микроканальная пластина, чашка Фарадея или другой ионный детектор | Полупроводниковый детектор, например кремниевый дрейфовый детектор | Фотоумножитель или фотодиод | Фотоумножитель, фотодиодная матрица или ПЗС-детектор |
| Результат измерения | Масс-спектр: пики ионов с определёнными значениями m/z и интенсивностью | Спектр характеристических рентгеновских линий и содержание элементов | Оптическая плотность, пропорциональная концентрации элемента | Интенсивность эмиссионных линий, связанная с концентрацией элемента |
| Типичные судебно-экспертные задачи | Идентификация наркотиков, лекарств, токсикантов, метаболитов и органических соединений | Неинвазивное определение элементного состава металлов, стекла, красок и почв | Количественное определение металлов и токсичных элементов в биологических объектах | Многоэлементный анализ металлов, сплавов, биологических и минеральных проб |
В судебной экспертизе достоверность масс-спектрометрической идентификации повышают сравнением с библиотечными спектрами, анализом изотопных соотношений и использованием внутренних стандартов. Количественные результаты должны учитывать матричные эффекты, полноту экстракции, калибровку и предел обнаружения метода. Сочетание масс-спектрометрии с газовой или жидкостной хроматографией дополнительно разделяет компоненты сложной смеси до их поступления в масс-анализатор.