Способ идентификации органических соединений на основе метода высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии



Способ идентификации органических соединений на основе метода высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии
Способ идентификации органических соединений на основе метода высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии
Способ идентификации органических соединений на основе метода высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии
Способ идентификации органических соединений на основе метода высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии
Способ идентификации органических соединений на основе метода высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии
Способ идентификации органических соединений на основе метода высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии

Владельцы патента RU 2469314:

Федеральное государственное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт Министерства обороны Российской Федерации" (RU)

Изобретение относится к исследованию или анализу материалов путем определения их химических или физических свойств, конкретно путем разделения на составные части (компоненты) с использованием адсорбции и их масс-спектрометрического исследования. Способ идентификации органических соединений на основе метода высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии заключается в том, что после хроматографического разделения веществ и ионизации электростатическим распылением при атмосферном давлении производят детектирование разделенных компонентов в режиме регистрации положительных и отрицательных ионов и выбирают режим детектирования по максимальной информативности. Затем измеряют спектр масс первой полярности и определяют вероятную молекулярную массу посредством распознавания аддуктов с учетом возможного изотопного состава атомов, входящих в молекулу. Далее измеряют масс-спектры дочерних ионов. При этом на основании масс-спектра первой полярности и дочерних масс-спектров рассчитывают идентификационные коэффициенты. Затем сравнивают хроматографические параметры и результаты масс-спектрометрических измерений с данными библиотеки спектров масс известных веществ.

Техническим результатом изобретения является повышение достоверности и надежности идентификации, расширение функциональных возможностей масс-спектрометрического метода. 6 табл., 2 ил.

 

Изобретение относится к исследованию или анализу материалов путем определения их химических или физических свойств, конкретно путем разделения на составные части (компоненты) с использованием адсорбции и их масс-спектрометрического исследования.

Изобретение может быть использовано для идентификации органических соединений с применением метода высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрического детектирования.

Современная масс-спектрометрия представляет собой эффективный метод исследования состава, строения, термодинамических и кинетических свойств веществ, находящихся в любом агрегатном состоянии. Высокая чувствительность, большой объем получаемой информации, почти универсальная применимость обусловили чрезвычайно бурный рост широты и разнообразия приложений масс-спектрометрических методов.

Хромато-масс-спектрометрические методы широко используются для качественного и количественного анализа смесей различных органических соединений. В основе хромато-масс-спектрометрии лежат колоночная газовая (ГХ-МС) или жидкостная хроматография (ВЭЖХ-МС) и масс-спектрометрия. С помощью хроматографических методов осуществляется разделение смеси на отдельные компоненты, а с помощью масс-спектрального метода - количественный анализ, идентификация и установление строения веществ.

Несмотря на общность методов, лежащих в основе хромато-масс-спектрометрии, и решаемых при анализе задач существуют принципиальные различия в ГХ-МС и ВЭЖХ-МС.

В методе ГХ-МС поток, вытекающий из капиллярной колонки газожидкостного хроматографа (элюата), состоит из газа-носителя (обычно гелия) и паров разделяемых веществ. Элюат можно непосредственно вводить в ионный источник масс-спектрометра, поскольку скорость потока газа в капиллярных колонках невелика (1…2 см3/мин) и вакуумный насос успевает откачать поступающий газ, не допуская создания повышенного давления в источнике. Если учесть высокую разрешающую способность капиллярной колоночной хроматографии, то станет понятно, почему именно она в сочетании с масс-спектрометрией вот уже в течение полувека является одним из наиболее эффективных методов исследования малых количеств смесей органических соединений.

Элюат, выходящий из колонки высокоэффективного жидкостного хроматографа, представляет собой раствор разделяемых веществ в элюенте. Такой раствор невозможно ввести в ионный источник без резкого повышения давления. Проблема сочетания жидкостного хроматографа с масс-спектрометром долгое время препятствовала широкому применению ВЭЖХ-МС. Решением этой проблемы, в частности, было использование другого метода ионизации по сравнению с тем методом ионизации, который традиционно используют в методе ГХ-МС.

Речь идет о наиболее распространенном в ГХ-МС методе ионизации электронным ударом (ЭУ), заключающемся в воздействии на анализируемое вещество пучка электронов (обычно при давлении 1·10-6 мм рт.ст.). Источником электронов является нагретая катодная нить, ускоряются электроны электрическим полем при разности потенциалов от 0 до 100 В.

Альтернативным методом является метод "мягкой" ионизации (химическая ионизация при атмосферном давлении и электростатическое распыление при атмосферном давлении). При "мягкой" ионизации масс-спектры содержат меньшее количество осколочных ионов, чем при ионизации электронным ударом. В результате "мягкая" ионизация позволяет обнаруживать молекулярные ионы (или протонированные молекулярные ионы), отсутствующие в масс-спектрах с ионизацией электронным ударом (Д.Броун, А.Флойд, М.Сейнзбери. Спектроскопия органических веществ. Перевод с английского А.А.Кирюшкина [Текст] / М.: Мир, 1992 - 300 с.).

В масс-спектрометрии жесткой ионизации (электронным ударом) за более чем полувековую историю метода накоплен обширный справочный материал по масс-спектрам органических соединений, позволяющий по набору пиков и соотношению их интенсивностей осуществлять надежную идентификацию практически любого неизвестного соединения.

Этому в немалой степени способствовало развивавшееся в течение последних 20…25 лет все более активное применение вычислительной техники для целей регистрации и обработки масс-спектрометрических данных. Благодаря универсальности и воспроизводимости именно спектры электронной ионизации стали основой компьютерных библиотек масс-спектров. Наиболее эффективной в настоящее время является масс-спектральная библиотека NIST/EPA/NIH Mass Spectral Library, очередная версия которой NIST08 выпущена в 2008 г. В нее включено 220460 спектров для 192108 соединений. Кроме того, она содержит 224038 литературных и оценочных величин газохроматографических индексов удерживания для 21847 соединений библиотеки электронной ионизации, а также 5308 спектров МС/МС для 5308 прекурсор-ионов (Лебедев А.Т., Лебедев К.С., Мясоедов Б.Ф., Рыбальченко И.В., Сигейкин Г.И., Суворкин В.Н. Масс-спектрометрическая идентификация высокотоксичных алкилфторфосфонатов. Масс-спектрометрия. Т. 3, №4 (2006). Интернет-ресурс: www.sisweb.com/nist.).

Известны различные вариации способа идентификации на основе ГХ-МС, например способ, предусматривающий проведение хроматографического и масс-спектрометрического анализа и генерацию хотя бы одного профиля элюции в трехмерном измерении, координатами которого являются время удерживания соединения (хроматографический параметр), отношение m/z (масс-спектрометрический параметр) и интенсивность сигнала. Способ предусматривает также автоматическое присвоение профилей элюции (Способ и система для проведения хроматографического и масс-спектрометрического анализа. G01N 30/86. Патент № WO 2005015199 А1, приоритет от 06.07.2004 г. Изобретения стран мира (Реферативный журнал) 2006, №6).

Способ идентификации органических соединений на основе ГХ-МС электронной ионизации является ближайшим из аналогов предлагаемого изобретения.

Несмотря на несомненные достоинства способа идентификации органических соединений методом газовой хроматографии в сочетании с масс-спектрометрическим детектированием с ионизацией электронным ударом решение ряда аналитических задач требует применения метода высокоэффективной жидкостной хроматографии.

Возможность анализа высокомолекулярных органических соединений, отсутствие температурного воздействия на анализируемую пробу, масс-спектрометрическое детектирование с "мягкой" ионизацией, например электростатическим распылением при атмосферном давлении, создают условия преимущественного использования этого способа как для количественного, так и для качественного анализа. При этом в методе ВЭЖХ-МС для идентификации используют лишь два параметра: время удерживания и массу псевдомолекулярного иона.

Обнаружение молекулярных ионов (или протонированных псевдомолекулярных ионов) при "мягкой" ионизации, отсутствующих в масс-спектрах с ионизацией электронным ударом, с одной стороны, облегчает идентификацию соединения особенно в том случае, когда известна предполагаемая химическая формула вещества. С другой стороны, при отсутствии каких-либо данных о неизвестном соединении этих двух параметров оказывается недостаточно для надежной и достоверной идентификации.

Задача настоящего изобретения заключается в совершенствовании способа идентификации органических соединений на основе метода высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии.

Решение поставленной задачи предполагает технический результат, заключающийся в повышении достоверности и объективности идентификации, расширении функциональных возможностей масс-спектрометрического метода. На базе полученных результатов в перспективе представляется возможной реализация программного продукта для идентификации органических соединений.

Поставленная задача решается тем, что в способе идентификации органических соединений на основе метода высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии согласно предлагаемому решению после хроматографического разделения веществ и ионизации способом электростатического распыления при атмосферном давлении производят детектирование разделенных компонентов в режиме регистрации положительных и отрицательных ионов и выбирают режим детектирования по максимальной информативности; измеряют спектр масс первой полярности и определяют вероятную молярную массу посредством распознавания аддуктов с учетом возможного изотопного состава атомов, входящих в молекулу; измеряют масс-спектры дочерних ионов; на основании масс-спектра первой полярности и дочерних спектров рассчитывают идентификационные коэффициенты; сравнивают хроматографические параметры и результаты масс-спектрометрических измерений с данными библиотеки спектров масс известных веществ.

Объектами настоящего исследования являются пестициды, принадлежащие к различным классам органических веществ. В таблице 1 приведены объекты исследований и их характеристики.

Учитывая тот факт, что большинство исследуемых соединений является полярными веществами с несколькими возможными ионизируемыми химическими центрами, можно предположить возможность их детектирования в условиях "мягкой" ионизации за счет электростатического распыления и при этом ожидать более простую по количеству образующихся ионов-осколков картину по сравнению с условиями жесткой ионизации электронным ударом.

На первом этапе работы по идентификации органических соединений методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием был проведен сравнительный анализ раствора одного из исследуемых соединений в метаноле (раствор прометрина в концентрации 1 мг/мл) методами ВЭЖХ-МС и ГХ-МС. На фигурах 1, 2 приведены хроматограммы и масс-спектры прометрина, полученные методами ВЭЖХ-МС и ГХ-МС.

Анализ приведенных спектральных данных позволяет сделать следующие выводы:

спектрограмма прометрина, полученная методом ВЭЖХ-МС, содержит всего три характеристических пика, в то время как спектрограмма, полученная методом ГХ-МС, содержит целый спектр пиков разной интенсивности;

идентификация исследуемого соединения при использовании метода ВЭЖХ-МС облегчается тем, что из трех ионов наиболее интенсивным ионом первой полярности является псевдомолекулярный ион [М+Н]+ с массой, на единицу большей молекулярной массы соединения;

с другой стороны, в масс-спектрометрии жесткой ионизации (электронным ударом) использование известного программного аппарата позволяет по набору пиков и соотношению их интенсивностей надежно идентифицировать неизвестное соединение (в данном случае применение библиотеки масс-спектров NIST08 с высокой степенью вероятности подтвердило структуру прометрина).

На следующем этапе работы все объекты исследований, представленные в таблице 1, были подвергнуты анализу методом ВЭЖХ с масс-селективным детектированием в режиме регистрации положительных или отрицательных ионов. Было обнаружено, что соединения, детектируемые в режиме регистрации положительных ионов, не детектируются в режиме регистрации отрицательных ионов. Некоторые соединения не детектируются ни в том, ни в другом режиме; вероятно, для их детектирования необходимо использовать режим химической ионизации.

Для повышения надежности идентификации органических соединений при использовании "мягкой" ионизации (метод ВЭЖХ-МС) были проведены исследования по изучению соотношений образующихся псевдомолекулярных ионов.

Анализ исследованных органических соединений методом ВЭЖХ с масс-селективным детектированием по положительным ионам позволил выделить в масс-спектре кроме основного псевдомолекулярного иона с массой [М+Н]+ при том же времени удерживания дочерние псевдомолекулярные ионы с массой [М+2]+ и [М+3]+, соответствующие молекулярным массам соединения [М+1] и [М+2]. Их появление обусловлено изотопным составом атомов углерода и водорода, в первую очередь, входящих в молекулу соединения.

При работе с отрицательными ионами основным детектируемым ионом является ион [М-Н]-. Возможно образование дочернего отрицательного иона [М+е]-. Причем в соответствии с таблицей 1 возможно существование псевдомолекулярных ионов с несколькими массами, обусловленное наличием в природе нескольких изотопов атомов, входящих в состав молекулы органического соединения.

В таблицах 2-4 приведены результаты измерений масс-спектров метанольных растворов с концентрацией в диапазоне от 1,0·10-2 до 1,0 мг/мл прометрина и дифолатана (детектирование в режиме регистрации положительных ионов) и бромацила, детектируемого по отрицательным ионам.

Анализ данных таблиц 2 и 4 при детектировании в режиме регистрации положительных ионов и сопоставление величин площадей ионов первой полярности и дочерних ионов, принадлежащих одному соединению, позволили сделать вывод о том, что соотношение этих величин является индивидуальной характеристикой рассматриваемого соединения.

Так, для прометрина (таблица 2), время удерживания которого в условиях анализа методом ВЭЖХ с масс-селективным детектированием в режиме регистрации положительных ионов составляет 4,6 минуты, характерны следующие коэффициенты: K1=7,6; K2=19,0.

где К1 и К2 - относительные коэффициенты,

Smax - максимальная площадь иона, усл. ед. (в режиме детектирования положительных ионов это площадь иона первой полярности, псевдомолекулярного иона [M+H]+),

S2 и S3 - площади дочерних ионов с массой [М+2]+ и [М+3]+ соответственно, усл. ед.

Найденные коэффициенты (коэффициенты идентификации) прометрина сохраняют свое значение в интервале концентраций раствора от 1,0·10-2 до 1,0 мг/мл при относительном среднеквадратичном отклонении, не превышающем 6,8% (количество определений 12).

В случае дифолатана (таблица 4) картина осложняется наличием нескольких возможных ионов первой полярности за счет различного изотопного состава атомов молекулы, содержащей четыре атома хлора, атомы серы и азота. В масс-спектре дифолатана присутствуют псевдомолекулярные ионы первой полярности и их дочерние ионы, образованные присоединением аддукта (NH4)+, наличие которого возможно при использовании ацетата аммония в качестве компонента подвижной фазы. При этом характерно отсутствие дочерних ионов для иона первой полярности с массой 347.

При работе с отрицательными ионами соотношение площадей ионов определяет коэффициент идентификации (K-) для соответствующей молекулярной массы:

где (K-) - коэффициент идентификации для соответствующей молекулярной массы при детектировании в режиме регистрации отрицательных ионов;

S[M-H] - и S[М+е] - - соответственно площадь пика иона с массой [М-Н]- и [М+е]-.

Для бромацила (таблица 3) значения коэффициента идентификации для двух возможных масс с учетом изотопного состава молекулы составляют 9,2 и 9,7 и сохраняют свое значение в широком концентрационном интервале.

Анализируя результаты, приведенные в таблицах 2-4, можно сделать вывод о том, что не только сами значения коэффициентов, но и наличие или отсутствие второго коэффициента являются индивидуальными характеристиками соединения, зависящими от его химического состава и строения.

Аналогичным образом были исследованы и другие представители пестицидов, выбранных в качестве объектов настоящей работы. Из них, кроме прометрина и дифолатана, в режиме регистрации положительных ионов детектируются форат, карбофос и его примесь, линурол, планавин, дактал. При этом для этих соединений не наблюдалось образования отрицательных ионов.

По отрицательным ионам было возможно детектирование, кроме бромацила, бан-вела, 2,4-Д, диносерба, пиклорама. Некоторые соединения (из класса полициклических галогенпроизводных - дильдрин; из производных тиомочевины - додин) не детектируются ни в том, ни в другом режиме.

В таблице 5 приведены результаты расчетов коэффициентов идентификации K1 и К2 для исследованных пестицидов при детектировании в режиме регистрации положительных ионов.

Таблица 5
Значения коэффициентов идентификации исследованных пестицидов при детектировании в режиме регистрации положительных ионов
Название соединения Масса псевдомолекулярного иона, [M+H]+, а. е. м. Время удерживания, мин Средние значения коэффициентов идентификации Число определений при расчете среднего значения Максимальное среднеквадратичное отклонение, %
К1 К2
Форат 261 7,7 10,5 6,2 8 5,6
Карбофос 331 4,8 8,4 10,8 9 3,9
Примесь карбофоса 285 4,8 10,3 9,1 5 6,2
Линурол 249 3,9 10,5 - 5 9,2
251 9,9 6,3
Прометрин 242 4,6 7,6 19,0 8 4,4
Планавин 346 5,8 6,1 15,0 7 2,5
Дифолатан 348 4,8 - - 9 9,1
350* 14,2 2,1
365** 7,8 -
367** 7,8 -
369*** 3,8 4,0
372**** 9,4 2,5
Дактал 331 6,8 Невозможность определения, низкая чувствительность
Примечание: * - в соответствии с таблицей 1 возможно существование четырех масс: 349, 351, 353 и 354 при наличии в молекуле одного, двух, трех или четырех изотопов хлора Cl37;
** - ионы [М+NH4]+, соответствующие молекулярным массам 347 и 349, образование которых возможно при использовании ацетата аммония в качестве одного из компонентов подвижной фазы;
*** - ион [М+NH4]+, соответствующий молекулярной массе 351, образование которого возможно при использовании ацетата аммония в качестве одного из компонентов подвижной фазы;
**** - ион [М+NH4]+, соответствующий молекулярной массе 354 при учете изотопного состава, образование которого возможно при использовании ацетата аммония в качестве одного из компонентов подвижной фазы.

Анализ данных таблицы 5 показывает, что для фората, карбофоса и его примеси, прометрина и планавина характерно наличие одного псевдомолекулярного иона [М+Н]+ и его дочерних ионов. Все эти соединения не содержат атомов галогенов (таблица 1).

В случае линурола, как и в случае дифолатана, наблюдается спектр ионов. Оба эти соединения содержат в своем составе атомы хлора, для которого возможно существование в природе двух изотопов, отличающихся по массе на 2 а.е.м., что согласуется с основными представлениями по ионизации галогенсодержащих соединений (Д.Броун, А.Флойд, М.Сейнзбери. Спектроскопия органических веществ. Перевод с английского А.А.Кирюшкина [Текст] / М.: Мир, 1992. - 300 с.). Все это подтверждает тот факт, что картина "мягкой" ионизации электрораспылением при атмосферном давлении уникальна для каждого соединения и отражает его индивидуальность.

В таблице 6 приведены результаты расчетов коэффициентов идентификации (K-) для исследованных пестицидов при детектировании в режиме регистрации отрицательных ионов.

Таблица 6
Значения коэффициента идентификации (K-) исследованных пестицидов при детектировании в режиме регистрации отрицательных ионов
Название соединения Масса псевдомолекулярного иона, [М-Н]-, а. е. м. Время удерживания, мин Средние значения коэффициента (K-) Число определений при расчете среднего значения Максимальное относительное среднеквадратичное отклонение, %
Диносеб 239 1,2 8,3 12 5,7
2,4-Д 219 1,4 11,2 9 3,9
221 11,0 9 1,9
223 - - -
Банвел Д 219 1,1 13,2 6 2,2
221 - - -
223 - - -
Бромацил 259 2,3 9,2 7 1,7
261 9,7 7 5,6
Пиклорам 239 1,1 16,0 5 10,1
241 14,5 5 9,7
243 - - -
Примечание: "-" в масс-спектре отсутствует дочерний ион [М+е]-

Анализ результатов детектирования исследованных пестицидов в режиме регистрации отрицательных ионов позволяет сделать следующие выводы:

коэффициент идентификации (K-) является индивидуальной характеристикой соединения и сохраняет свое значение в концентрационном интервале от 1,0·10-2 до 1,0 мг/мл;

для тех соединений, для которых возможно существование нескольких молекулярных масс, наблюдается близость значений коэффициента (K-), определенных для каждой из масс;

как и в случае детектирования в режиме регистрации положительных ионов, совокупность параметров: массовое число, время удерживания, а также значения коэффициента идентификации (K-) - позволит повысить надежность идентификации исследуемых соединений.

Пример осуществления способа

1. При анализе методом ВЭЖХ с масс-селективным детектированием (условия анализа приведены на фигуре 1) смеси пестицидов неизвестного состава обнаружен хроматографический пик с временем удерживания, равным 1,1…1,3 мин. Измеренный масс-спектр первой полярности позволяет определить молекулярную массу соединения. Эта величина составляет 240 а.е.м.

Близкими по значению молекулярной массы являются соединения: диносеб, пиклорам и прометрин. Идентификация только по хроматографическому параметру и массе основного псевдомолекулярного иона позволяет сделать предположение, что этот пик не может принадлежать прометрину, поскольку его время удерживания составляет 4,6 мин (таблица 2). Дополнительным подтверждением правильности сделанного предположения является тот факт, что его детектирование осуществляется в режиме регистрации положительных ионов, в то время как неизвестное соединение детектировалось по отрицательным ионам, как диносеб и пиклорам.

После сравнения хроматографических параметров, ионов первой полярности и режима детектирования следующей стадией идентификации является измерение дочерних масс-спектров и определение идентификационных коэффициентов. В случае детектирования по отрицательным ионам речь идет о коэффициенте (K-). Согласно таблице 6 диносеб имеет лишь один коэффициент, равный 8,3 для молекулярной массы 240. Пиклорам характеризуется двумя значениями коэффициента: для массы 240 он составляет 16,0, а для массы 242 - 14,5 (таблица 6). Существенные различия в значении коэффициента и в количестве коэффициентов позволяют с высокой достоверностью отличить пиклорам от диносеба.

2. Более сложным случаем распознавания двух соединений является случай 2,4-Д и банвела: оба они имеют одинаковую молекулярную массу, равную 220; одинаковое время удерживания в условиях хроматографирования методом ВЭЖХ с масс-селективным детектированием, равное 1,1…1,4 мин; оба соединения детектируются по отрицательным ионам. Поэтому использование идентификационного коэффициента (K-) - единственная возможность надежного различения этих двух соединений: для банвела характерно наличие лишь одного значения коэффициента для массы 220, равного 13,2; для 2,4-Д характерно наличие двух близких значений коэффициента для масс (220 и 222), равных 11,2 и 11,0 (таблица 6).

3. При анализе методом ВЭЖХ с масс-селективным детектированием в режиме регистрации положительных ионов обнаружено неизвестное соединение с массой иона первой полярности, равной 348, и временем удерживания, равным 4,3 мин. По массе иона первой полярности и времени удерживания наиболее близким соединением является дифолатан с временем удерживания, равным 4,8 мин (таблицы 4, 5).

Как известно (Вигдергауз М.С. Расчеты в газовой хроматографии [Текст] / М.С.Вигдергауз. - М.: Химия, 1978. - 248 с.), при хроматографическом анализе уменьшение концентрации соединения в растворе может привести к увеличению времени удерживания. В этом случае вполне возможно увеличение времени удерживания с 4,3 мин до (4,7…4,8) мин, что может привести к ошибке в идентификации. Использование идентификационных коэффициентов позволяет повысить достоверность идентификации.

Так, в приведенном примере неизвестное соединение характеризовалось наличием лишь одного первого коэффициента, равного 3,6. Для дифолатана, наоборот, характерно отсутствие первого коэффициента для массы, равной 347, но при этом имеются коэффициенты K1 и K2 для массы 349, равные 14,2 и 2,1 соответственно, и коэффициенты, рассчитанные для масс 347 и 349 и дочерних ионов, образованных за счет присоединения аддукта (таблица 4).

Все это подтверждает тот факт, что картина "мягкой" ионизации электрораспылением при атмосферном давлении уникальна для каждого соединения и отражает его индивидуальность. Не только сами значения коэффициентов, но и наличие или отсутствие второго коэффициента являются индивидуальными характеристиками органического соединения, зависящими от его химического состава и строения. Использование дополнительной информации наряду с массой исследуемого иона и параметром удерживания позволит повысить надежность и достоверность идентификации органических соединений и расширить функциональные возможности масс-спектрометрического метода.

Способ идентификации органических соединений на основе метода высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии, отличающийся тем, что после хроматографического разделения веществ и ионизации электростатическим распылением при атмосферном давлении производят детектирование разделенных компонентов в режиме регистрации положительных и отрицательных ионов и выбирают режим детектирования по максимальной информативности; измеряют спектр масс первой полярности и определяют вероятную молекулярную массу посредством распознавания аддуктов с учетом возможного изотопного состава атомов, входящих в молекулу; измеряют масс-спектры дочерних ионов; на основании масс-спектра первой полярности и дочерних масс-спектров рассчитывают идентификационные коэффициенты; сравнивают хроматографические параметры и результаты масс-спектрометрических измерений с данными библиотеки спектров масс известных веществ.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области медицины, а точнее к клинической химии, в частности к способам оценки уровня содержания эндогенных стероидов в организме. .

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для анализа газов живого организма. .

Изобретение относится к биоинформационным методам идентификации белков и пептидов по геномным базам данных. .

Изобретение относится к способу и может быть использовано для хромато-масс-спектрометрической идентификации контролируемых токсичных химикатов в сложных многокомпонентных смесях.

Изобретение относится к области разработки способа установления состава природного материала путем разделения жидкостей, полученных в результате пробоподготовки, методом газовой хроматографии.

Изобретение относится к масс-спектроскопии а более конкретно к квадрупольным масс-анализаторам. .

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способу подготовки проб для определения содержания элементов и их изотопов в углеводородных, минеральных и синтетических, в частности вакуумных маслах, нефтепродуктах и горюче-смазочных материалах.

Изобретение относится к аналитической технике, предназначенной для анализа газовых сред, в частности к детектированию веществ, разделяемых в хроматографических колонках для их последующего изотопного анализа, и может быть использовано в газовой и нефтяной промышленности, энергетике, геохимии, гидрологии, экологии, аналитическом приборостроении при проведении высокоточных измерений концентраций органических газов, кислорода, газообразных оксидов и для определения изотопного состава водорода в природных водных материалах.

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к инструментальным оптическим методам анализа

Предлагаемое изобретение относится к области ион-дрейфовой и масс-спектрометрии и найдет широкое применение при решении аналитических задач органической и биоорганической химии, иммунологии, биотехнологии, криминалистике, протеомике, метаболомике и медицины, метабономики и посттрансляционной модификации. Устройство электрораспыления хроматографических потоков анализируемых растворов веществ для источников ионов выполнено в виде коаксиально расположенных капилляров, ориентированных вертикально. По внутреннему металлическому капилляру подается раствор, к этому же капилляру прикладывается напряжение от высоковольтного источника питания. С торца этого капилляра происходит электрораспыление вертикально вверх. Коаксиальный внешний капилляр имеет внутренний диаметр больше внешнего диаметра внутреннего капилляра. Излишки не распыленного раствора, стекающие по внешней стенке внутреннего капилляра, вместе с лабораторным воздухом откачиваются воздушным насосом через зазор между коаксиальными капиллярами. Техническим результатом является увеличение потока распыляемого раствора, монодисперсность микрокапель, отсутствие крупных не контролируемых капель, а следовательно, уменьшение шумов в регистрируемом спектре. 4 ил.

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к масс-спектрометрии, к способам осуществления дейтеро-водородного обмена в ионном источнике масс-спектрометра и может быть использовано для проведения структурного экспресс-анализа биомакромолекул. Для создания атмосферы, насыщенной дейтерирующим агентом, в ионном источнике испаряют каплю дейтерирующего агента, помещенную на металлической подложке, обогреваемой путем контакта с нагретым входным конусом масс-спектрометра. В качестве растворителя для исследуемого образца используют растворитель, не содержащий дейтерий, или дейтерированный растворитель. Техническим результатом является возможность в несколько раз повысить глубину дейтеро-водородного обмена подвижных атомов водорода на дейтерий, используя стандартный ионный источник масс-спектрометра при атмосферном давлении. 2 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к высокочувствительному способу определения количества глицирризина, глицирретиновой кислоты и их фармакологически приемлемых солей, присутствующих в плазме крови человека. Высокочувствительный способ определения количества глицирризина, глицирретиновой кислоты и их фармакологически приемлемых солей характеризуется тем, что смесь плазмы крови человека с метанолом или раствором аммиачной воды с определенной концентрацией вводят в твердую фазу, обладающую обращенно-фазовой распределительной функцией и функцией анионного обмена, затем промывают твердую фазу очищающей жидкостью, представляющей собой однокомпонентную жидкость или жидкую смесь, по меньшей мере, двух компонентов, выбранных из группы, включающей воду, щелочь, спирт и ацетонитрил. Далее проводят элюирование из твердой фазы кислым спиртом, выбранным из муравьиной кислоты-метанола или муравьиной кислоты-этанола, после чего проводят стадию количественного определения глицирризина, глицирретиновой кислоты и их фармакологически приемлемых солей методом ЖХ-МС или ЖХ-МС/МС. Высокочувствительный способ позволяет обнаружить и количественно определить глицирризин, глицирретиновую кислоту и их фармакологически приемлемые соли в плазме крови человека. 4 ил., 17 табл., 7 пр.

Изобретение относится к области аналитической химии и касается способа определения амина в образце. Сущность способа заключается в контактировании образца, содержащего амин, с раствором соли, содержащей 2,2',2”,6,6',6”-гексаметокситритильный карбокатион, и последующем определении конъюгатов методами высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии. Способ пригоден как для летучих аминов малой массы, так и для полярных аминогликозидных соединений. Образующиеся производные аминов обладают поглощением в УФ-области и повышенной склонностью к ионизации, что облегчает их детекцию указанными выше методами. Использование способа позволяет с высокой точностью определить амины в образце. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 33 пр., 33 ил.

Изобретение относится к области масс-спектрометрии, а именно к источникам ионов с ионизацией при атмосферном давлении (фотоионизация, химическая ионизация при атмосферном давлении в коронном разряде и другие), и найдет широкое применение в масс-спектрометрии, спектрометрии подвижности ионов при решении задач органической и биоорганической химии, иммунологии, медицины, диагностики заболеваний, биохимических исследований, фармацевтике, токсикологии и экологии, проведении анализов в криминалистике и следового анализа наркотиков и их метаболитов. Способ основан на формировании газовой, транспортирующей ионы, струи, коаксиально обдувающей область образования ионов закрученной вихревой струей с образованием объемного закрученного потока с осевым течением, и дополнительного газового потока, формирующего вихревую пробоотборную струю в виде составного вихря, фокусирующего ионы на оси пробоотборного потока в центре вихревого ядра. Особенностью способа являются равенство линейных скоростей ламинарных потоков: газа-носителя из хроматографической колонки и внешнего коаксиального потока газа; при этом суммарный объемный поток, транспортирующий ионы, должен немного превышать поток газа с транспортируемыми ионами, поступающего в интерфейс масс-спектрометра. Техническим результатом является обеспечение транспортировки ионных потоков без дискриминации ионов по массам, уменьшения плотности ионов в транспортируемом потоке, потери хроматографического разделения при нормальных условиях, не прибегая к нагреву внешнего газа носителя, что существенно упрощает реализацию метода в широком диапазоне объемных скоростей потоков газа-носителя, при этом ионный ток анализируемых веществ хроматографической фракции поступает в анализатор без примесей из лабораторного воздуха. 1 ил.

Изобретение относится к области ион-дрейфовой и масс-спектрометрии и найдет широкое применение при решении аналитических задач органической и биоорганической химии, иммунологии, биотехнологии, криминалистики, протеомики, метаболомики, медицины, экологии и охраны окружающей среды. Устройство непрерывного стабильного электрораспыления растворов в источнике ионов при атмосферном давлении выполнено в виде коаксиально расположенных капилляров, ориентированных вертикально. По внутреннему металлическому капилляру подается анализируемый раствор, к этому же капилляру прикладывается напряжение от высоковольтного источника питания. С торца этого капилляра происходит электрораспыление вертикально вверх. Для непрерывного стабильного электрораспыления вводимых проб (анализируемых растворов в узел электораспыления) и стабильного процесса распыления в канал подачи растворов устанавливается инжектор, например кран-переключатель с петлевым вводом пробы, позволяющий проводить ввод пробы без разрыва потока жидкости, а следовательно, и без переходных неустойчивых процессов выхода на стабильный режим распыления. В канал откачки парогазовой смеси из зазора между коаксиальными капиллярами устанавливается осушитель. Излишки нераспыленного раствора отделяются от парогазовой смеси и осушенный лабораторный воздух откачивается воздушным насосом. Технический результат - увеличение времени непрерывного стабильного распыления раствора, а следовательно. устойчивой работы прибора и стабильности регистрируемых спектров, уменьшение частоты обслуживания устройства распыления и источника ионов для их чистки. 4 ил.

Изобретение относится к исследованию или анализу паров веществ путем измерения их физических свойств с использованием метода масс-спектрометрии и масс-спектрометрии отрицательных ионов резонансного захвата электронов, в том числе в сочетании с методом хроматографии. Способ идентификации органических соединений на основе использования методов газовой хроматографии, масс-спектрометрии электронной ионизации. При этом для получения аналитической информации применен метод масс-спектрометрии отрицательных ионов резонансного захвата электронов и для установления структуры соединения используют совместно данные трех методов: газовой хроматографии, масс-спектрометрии электронной ионизации и масс-спектрометрии отрицательных ионов резонансного захвата электронов. После хроматографического разделения вещества ионизируются методом электронной ионизации с детектированием положительных ионов (ПИ) и/или ионизируются электронами, обладающими энергией от 0 до 15 эВ, с регистрацией отрицательных ионов. Затем по данным зарегистрированных масс-спектров определяют вероятную молекулярную массу, определяют брутто-формулы осколочных ионов и изотопных ионов, входящих в структуру молекул, сравнивают полученные результаты с данными библиотек: масс-спектров положительных ионов (NIST) и масс-спектров отрицательных ионов, содержащих более 100 масс-спектров исследованных соединений. Техническим результатом является повышение достоверности и надежности идентификации веществ, расширение функциональных возможностей масс-спектрометрического метода отрицательных ионов резонансного захвата электронов. 2 ил.

Изобретение относится к области ион-дрейфовой и масс-спектрометрии и найдет широкое применение при решении аналитических задач органической и биоорганической химии, иммунологии, биотехнологии, криминалистике, протеомике, метаболомике при электрораспылении растворов исследуемых лабильных веществ. Устройство образования бескапельного ионного потока при электрораспылении анализируемых растворов в источниках ионов с атмосферным давлением выполнено в виде коаксиально расположенных капилляров. Внутренний металлический капилляр находится под потенциалом земли, по нему подается жидкостным насосом анализируемый раствор. На торце этого капилляра образуется мениск, с поверхности которого происходит образование ионного потока при электрораспылении. Коаксиальный зазор между капиллярами подключен к воздушному регулируемому откачивающему насосу. Напротив мениска расположен плоский противоэлектрод с отверстием в центре закрытый скользящей заслонкой, которые электрически соединены между собой и подключены к высоковольтному регулируемому источнику питания. Скользящая заслонка перекрывает попадание капель в анализатор ионного потока в начале процесса электрораспыления и при его завершении, когда процесс не стационарен. В варианте горизонтальной ориентации оси отверстия в противоэлектроде капилляр, в торце которого расположен мениск распыляемого раствора, устанавливается под углом к оси в горизонтальной плоскости для компенсации деформации симметрии конической формы мениска под воздействием силы тяжести. Технический результат - получение бескапельного ионного потока при электрораспылении анализируемых растворов в источниках ионов с атмосферным давлением при нормальных условиях, а следовательно, непрерывного стабильного распыления, устойчивой работы анализатора и стабильности регистрируемых спектров, уменьшение частоты обслуживания устройства транспортировки ионного потока в анализатор для его чистки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области ион-дрейфовой и масс-спектрометрии и найдет широкое применение при решении аналитических задач в органической и биоорганической химии, иммунологии, биотехнологии, криминалистике, протеомике при исследовании лабильных веществ с использованием метода «электроспрей». Устройство стабильного электрораспыления при атмосферном давлении растворов веществ для источников ионов выполнено в виде металлического капилляра, по которому подается раствор. На торце этого капилляра образуется мениск жидкости, из которого происходит эмиссия заряженных частиц под воздействием электрического напряжения подаваемого на противоэлектрод. Снаружи металлического капилляра устанавливается коаксиальная насадка из химически стойкого, не-смачиваемого, непористого диэлектрика. Торец насадки со стороны мениска имеет форму усеченного конуса с диаметром сечения и внутренним каналом, равным двум диаметрам капилляра, на котором расположен мениск. Внутренний канал расположен по оси прямого усеченного конуса и имеет переменное сечение, длина внутреннего канала в его узкой части равна диаметру сечения конуса и составляет пять его диаметров. Внутренний канал в его широкой части имеет диаметр много больше диаметра в его узкой части. Вершина конуса имеет угол не более 90 градусов. Плоский противоэлектрод электрически присоединен к высоковольтному источнику питания, а металлический капилляр заземлен. Коаксиальный зазор между капилляром и насадкой подключен к воздушному откачивающему насосу для устранения излишков нераспыленного раствора вместе с лабораторным воздухом. Технический результат - увеличение времени режима стабильного электрораспыления при атмосферном давлении растворов веществ для источников ионов, уменьшение шумов в регистрируемых спектрах, отсутствие ложных пиков в спектрах из-за электрохимической эрозии, повышение электрической прочности узла электрораспыления на пробои. 4 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2012-12-10 2013-03-19T07:54:11
Наверх