Орбитрэп

Орбитрэ́п или орбитрап (англ. Orbitrap, орбитальная ионная ловушка) — специальная ионная ловушка, использующая принципиально новую концепцию масс-анализа, реализованную только в 2000-х годах.

Принцип работы

Отличие от других видов ионных ловушек заключается в наличии центрального электрода специальной формы, к которому приложен отрицательный потенциал, а также отсутствие магнитных полей (как в МС с двойной фокусировкой и ионно-циклотронного резонанса) и радиочастот (как в квадруполе или квадрупольных ионных ловушках).

В основе метода лежит симметричное статическое электрическое поле между внешним и внутренним электродами.

Ионы вводятся с относительно высокой скоростью перпендикулярно центральному электроду и начинают осциллировать вокруг него с постоянной траекторией. Частота осциллирования может быть в принципе использования для регулирования отношения массы к заряду циркулирующих ионов. Хотя радиальная и угловая частоты зависят от m/z, гармоническая осцилляция ионов вдоль оси электрода не зависит от этих частот. При изменении напряжения на электроде ионы с конкретным значением m/z выбрасываются из ионной ловушки и детектируются электронным умножителем, либо регистрируется их масс-спектр.

Ионы также осциллируют в направлении оси z подобно ион-циклотронному резонансу. В отличие от последнего для Орбитрэп не нужно детектировать ионы в z направлении.

Соответственно существуют два типа масс-анализа:

а) режим Фурье-преобразования — поток ионов индуцируется по направлению к внешнему электроду (перпендикулярно центральному электроду). Ионы детектируются по наведённому изображению тока на внешних электродах (как в МС ионно-циклотронного резонанса), с помощью Фурье-преобразования выделяются частоты, соответствующие разным m/z, и конвертируются в масс-спектр.

б) режим масс-селективной нестабильности: посредством приложенного напряжения ионы движутся вдоль оси центрального электрода. При этом детектируются только ионы с конкретным отношением массы к заряду.

В российском варианте этот метод называется также «Орбитальная ионная ловушка».

История

Теория этого масс-анализатора разработана группой сотрудников СПбГПУ Радиофизического факультета под руководством проф. Юрия Константиновича Голикова, а техническая реализация прибора осуществлена российским физиком Александром Макаровым, работающим в Германии, в Бремене, в компании Thermo Fisher Scientific. Приборы с орбитрэп доступны для коммерческого использования с 2005 года.

Преимущества метода
  • высокое разрешение — до 1 000 000 FWHM[1][2] (благодаря точности установки и стабильности электрического поля).
  • совместимость с непрерывными методами разделения
  • Диапазон определяемых масс до 50 000
  • Высокая точность : 1-2ppm
  • Недеструктивное определение ионов
  • Возможность тандемной масс-спектрометрии
  • Высокая ёмкость ионов => больше точность измерения, шире динамический диапазон и диапазон m/z

Недостатки метода
  • Необходимость поддержания очень низкого давления 10-10 Торр
  • Максимально стабильное электропитание

Примечания
  1. Orbitrap Fusion™ Tribrid™ Mass Spectrometer. Дата обращения: 26 марта 2016.
  2. Eduardo M. Schmidt, Marcos A. Pudenzi, Jandyson M. Santos, Celio F. F. Angolini, Rosana C. L. Pereira. Petroleomics via Orbitrap mass spectrometry with resolving power above 1 000 000 at m/z 200 (англ.) // RSC Advances. — 2018. — Vol. 8, iss. 11. — P. 6183—6191. — ISSN 2046-2069. — doi:10.1039/c7ra12509g.

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.