Разрешающая способность масс-спектрометра (Jg[jyogZpgx vhkvkQukvm, bgvv-vhytmjkbymjg)

Разрешающая способность (или разрешение) масс-спектрометра характеризует его способность отличить между собой две близкие массы $m$ и $m+\Delta m$ . Согласно определению ИЮПАК^[1]^[2]:

R={\frac {m}{\Delta m}}

Расчёт на примере магнитно-секторного прибора

Для магнитно-секторного анализатора разрешающая способность определяется напряжённостью магнитного поля $B$ и значением ускоряющего напряжения иона $V$ . Кинетическая энергия иона в ускоряющем поле выражается следующей формулой:

zeV={\frac {mv^{2}}{2}}

где:

z

— заряд иона в единицах заряда электрона

e

V

— ускоряющее напряжение (обычно от 2 до 8 кВ)

m

— масса иона

v

— скорость иона

Попадая в магнитное поле напряжённостью $B$ перпендикулярно магнитным силовым линиям, этот ион будет двигаться по окружности R, причём сила Лоренца уравновешивается центробежной силой:

Bzev={\frac {mv^{2}}{R}}

Магнитно-секторные приборы могут измерять значения $m/z$ до 10000, обладают наивысшей точностью измерения масс (< 5 м д.), а также наилучшим динамическим диапазоном — $10^{7}$ .

Масс-спектрометрия высокого разрешения

На этом рисунке приведён пример увеличения разрешающей способности масс-спектрометра, необходимой для разделения близких по массам молекул азота ( $28,006148$ Да), монооксида углерода ( $27,994915$ Да) и этилена ( $28,03300$ Да).

Для разделения пиков ионов $CO$ и $C_{2}H_{4}$ с массами $27,994915$ и $28,03300$ Да необходимо разрешение не менее $R=28/(28,03300-27,994915)=770$ , тогда как для разделения $CO$ и $N_{2}$ с массой $28,006148$ Да — уже более $2500$ .