2) атомизированном
3) ионизированном (+)
4) возбужденном
В масс-спектрометрии анализируемые частицы должны находиться в ионизированном состоянии, то есть обладать положительным или отрицательным электрическим зарядом. Только заряженная частица испытывает действие электрического и магнитного полей, поэтому может быть ускорена, сфокусирована, отклонена и направлена к детектору. Нейтральные молекулы не поддаются управляемому разделению в масс-анализаторе и непосредственно не регистрируются.
После введения пробы в источник ионов молекулы превращаются в молекулярные или фрагментные ионы. В масс-анализаторе их траектория зависит от отношения массы к заряду — m/z. Частицы с различными значениями m/z разделяются во времени или пространстве, а детектор регистрирует интенсивность соответствующих ионных потоков, формируя масс-спектр.
Фрагментация, атомизация и возбуждение могут происходить при отдельных вариантах анализа, но не являются универсально обязательными условиями. Например, мягкие методы ионизации позволяют сохранять молекулярный ион практически без распада, а атомизация преимущественно применяется при элементном анализе. Обязательным этапом любой масс-спектрометрической регистрации остается образование заряженных частиц.
| Состояние или процесс | Сущность | Значение для масс-спектрометрии |
|---|---|---|
| Ионизация | Образование положительно или отрицательно заряженных частиц | Обязательна для ускорения, разделения и детектирования в электромагнитном поле |
| Фрагментация | Распад молекулярного иона на более мелкие ионы | Помогает установить структуру вещества, но при мягкой ионизации может быть минимальной |
| Атомизация | Переход вещества в свободные атомы | Характерна преимущественно для элементной масс-спектрометрии, но не для всех методов |
| Возбуждение | Переход частицы на более высокий энергетический уровень | Может сопровождать ионизацию, однако само по себе не обеспечивает отклонение частицы полем |
| Молекулярный ион | Заряженная молекула, сохранившая основную структуру | Позволяет определить молекулярную массу исследуемого соединения |
| Фрагментный ион | Заряженный продукт распада исходной молекулы | Создает характерный спектральный профиль, используемый для идентификации вещества |
| Нейтральная частица | Атом или молекула без суммарного электрического заряда | Не управляется электрическим полем и не регистрируется стандартным масс-спектрометрическим детектором |
В судебно-химическом исследовании масс-спектрометрия применяется для подтверждающей идентификации лекарственных веществ, наркотических средств, токсикантов и их метаболитов. Высокая специфичность метода определяется сочетанием времени удерживания при хроматографическом разделении и характерного набора значений m/z. Тандемная масс-спектрометрия дополнительно анализирует фрагментацию выбранного иона, повышая достоверность идентификации в сложных биологических объектах. Следовательно, именно наличие электрического заряда является физической основой масс-спектрометрического разделения.