Разрешение масс-спектроскопии

Разрешение масс-спектроскопии

Разреше́ние (разрешающая способность) масс-спектроскопии — количественная мера, характеризующая способность анализатора разделять ионы с соседними массами или, иначе говоря, определять точную массу иона. Для магнитных масс-анализаторов, для которых расстояние между пиками масс-спектра не зависит от масс ионов, разрешение представляет собой величину, равную M/DM. Эта величина, как правило, определяется по 10% высоте пика. Так например, разрешение 1000 означает, что пики с массами 100,0 а. е. м. и 100,1 а. е. м. отделяются друг от друга, то есть не накладываются вплоть до 10% высоты.

Для анализаторов, у которых расстояние между пиками меняется в рабочем диапазоне масс (чем больше масса, тем меньше расстояние), таких как квадрупольные анализаторы, ионные ловушки, времяпролётные анализаторы, строго говоря, разрешение имеет другой смысл. Разрешение, определяемое как M/DM в данном случае характеризует конкретную массу. Имеет смысл характеризовать эти масс-анализаторы по ширине пиков, величине, остающейся постоянной во всём диапазоне масс. Эта ширина пиков, обычно, измеряется на 50% их высоты. Для таких приборов ширина пика на полувысоте равная 1 является неплохим показателем и означает, что такой масс-анализатор способен различить номинальные массы, отличающиеся на единицу практически во всём его рабочем диапазоне.

Номинальной массой или массовым числом называют ближайшее к точной массе иона целое число в шкале атомных единиц массы. Например, масса иона водорода Н+ равна 1,00787 а. е. м., а его массовое число равно 1. А такие масс-анализаторы, которые, в основном, измеряют номинальные массы, называют анализаторами низкого разрешения. Ионные ловушки в узком диапазоне масс могут работать как масс-спектрометры высокого разрешения, обеспечивая, как минимум, разделение пиков, отстоящих на 1/4 а. е. м. друг от друга. Масс-спектрометры с двойной фокусировкой (магнитной и электростатической), ионно-циклотронного резонанса — приборы среднего или высокого разрешения. Разрешения в несколько тысяч также можно добиваться при использовании времяпролётных масс-анализаторов.

Разрешение тесно связано с другой важной характеристикой — точностью измерения массы. Проиллюстрировать значение этой характеристики можно на простом примере. Массы молекулярных ионов азота и монооксида углерода (СО) составляют 28,00615 а. е. м. и 27,99491 а. е. м., соответственно (оба характеризуются одним массовым числом 28). Эти ионы будут регистрироваться масс-спектрометром порознь при разрешении 2500, а точное значение массы даст ответ — какой из газов регистрируется. Измерение точной массы доступно на приборах с двойной фокусировкой и на тандемном квадрупольном масс-спектрометре TSQQuantum.