2) блок фокусировки частиц → ионизатор → электромагнитное поле → детектор → регистратор
3) источник излучения → блок фокусировки частиц → электромагнитное поле → детектор → регистратор
4) ионизатор → блок фокусировки частиц → электромагнитное поле → детектор → регистратор (+)
Правильная последовательность блоков масс-спектрометра: ионизатор → блок фокусировки частиц → электромагнитное поле → детектор → регистратор. Работа прибора начинается с превращения молекул исследуемого вещества в положительно или отрицательно заряженные ионы. Для этого применяют электронную ионизацию, химическую ионизацию, электроспрей и другие методы.
Сформированный ионный пучок фокусируется и направляется в анализатор, где под действием электрического и магнитного полей ионы разделяются по отношению массы к заряду (m/z). Разделённые ионы последовательно или одновременно достигают детектора, который преобразует ионный ток в электрический сигнал. Регистратор фиксирует сигналы в виде масс-спектра — совокупности пиков, положение которых характеризует m/z, а интенсивность отражает относительное содержание соответствующих ионов.
Именно поэтому источник излучения не является обязательным первым блоком общей схемы: он может использоваться только в отдельных способах ионизации. Электромагнитное поле не может выполнять функцию анализатора до образования и фокусировки ионов, поскольку нейтральные молекулы не отклоняются в нём так, как заряженные частицы. В судебно-химической экспертизе такая последовательность обеспечивает идентификацию лекарственных, наркотических и токсических веществ по характерному масс-спектру.
| Этап | Основная функция | Аналитический результат |
|---|---|---|
| Ионизация | Превращение молекул вещества в заряженные частицы и образование молекулярных и фрагментных ионов | Формирование набора ионов, пригодных для последующего разделения |
| Фокусировка ионного пучка | Сведение ионов в направленный поток и оптимизация их траектории | Повышение разрешающей способности и чувствительности измерения |
| Масс-анализатор | Разделение ионов в электрическом или магнитном поле по отношению массы к заряду (m/z) | Пространственное или временное распределение ионов по значениям m/z |
| Детектирование | Регистрация попавших на чувствительный элемент ионов и преобразование их потока в электрический сигнал | Сигнал, пропорциональный числу или интенсивности ионов |
| Регистрация данных | Обработка и визуализация сигналов в координатах m/z и относительной интенсивности | Масс-спектр с диагностически значимыми пиками |
| Идентификация вещества | Сопоставление положения молекулярного и фрагментных пиков с эталонным спектром | Подтверждение качественного состава и, при калибровке, количественная оценка вещества |
Масс-спектр обладает высокой специфичностью, поскольку сочетает молекулярный ион с характерным набором фрагментов. Надёжность заключения повышается при использовании стандартных образцов, библиотечного поиска и подтверждения методом тандемной масс-спектрометрии. В судебной экспертизе результаты интерпретируют с учётом матрицы образца, возможных изобарных соединений и аналитических интерференций. Нарушение последовательности блоков приводит к снижению интенсивности сигнала, потере разрешения или невозможности корректного определения состава вещества.