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 (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0039914022007202?via%3Dihub).

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.

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.

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.

Источник: пресс-служба Национального исследовательского ядерного университета МИФИ