CC BY
23Масс-спектрометрия с лазерно-индуцированной десорбцией/ионизацией
для высокочувствительного детектирования органических комплексных соединений металлов
1 2 1 Лаптинская П.К. , Кузьмин И.И. , Пенто А.В.
1 - ОК, лаборатория лазерной диагностики 2 - ГЕОХИРАН, лаборатория инструментальных методов и органических реагентов
Е-mail: polinalaptinskaya@,gmail. com Введение
Целью работы является развитие нового масс-спектрометрического метода с «мягкой» ионизацией для высокочувствительного определения органических комплексных соединений металлов. Актуальность работы обусловлена необходимостью создания новых, более эффективных методов ионизации для сложных органических соединений, образование молекулярных ионов которых обычными методами неэффективно.
Предложен новый подход к масс-спектрометрии с лазерной десорбцией-ионизацией, в котором органические соединения предварительно переводятся в комплексные соединения, наносятся на поверхность специально приготовленной подложки - эмиттера ионов, после чего система аналит-эмиттер подвергается воздействию импульсного лазерного излучения для инициирования десорбции/ионизации с переносом электрона (Laser-induced Electron Transfer Desorption/Ionization, LETDI).
Экспериментальная часть В исследовании использовались: линейный времяпролетный масс-спектрометр, импульсный Nd:YAG лазер с диодной накачкой и генератором гармоник, работающий на длине волны 355 nm (длительность импульса излучения 0,37 ns).
В качестве эмиттеров ионов были исследованы кремний, графит, ряд металлов и их оксидов.
В качестве аналитов исследовались химические соединения различных групп: органические аналитические реагенты, пестициды и действующие вещества лекарственных препаратов. Для каждого
соединения найдены условия комплексования, которые позволяют получить наиболее высокое значение ионного сигнала. В экспериментах применялись два варианта перевода исследуемого соединения в комплексы: проведение реакции с ионами металлов в растворе (с последующим нанесением полученного комплекса на подложку) и взаимодействие непосредственно с оксидным слоем материала подложки.
Результаты и обсуждение
Эффективность ионизации в LETDI не зависит от основности исследуемого соединения, что позволяет детектировать комплексы органических лигандов с металлами. Для данного показателя выявлена зависимость от природы металла комплексообразователя и материала эмиттера.
В разрабатываемом методе рабочая подложка должна иметь на поверхности специально приготовленный активный слой, который выполняет ряд функций, в том числе: поглощение лазерного излучения, ионизацию комплексов путем переноса электронов, десорбцию ионов в газовую фазу, а также, в ряде случаев, комплексование нанесенных на поверхность молекул аналита. Установлено, что лучшими ионизационными свойствами в LETDI обладают подложки с поверхностным слоем из оксидов переходных металлов (широкозонных полупроводников).
Получены характерные спектры положительных молекулярных ионов комплексов исследуемых соединений.
Экспериментально показано, что разработанный метод позволяет определять соединения на уровне единиц пикограмм вещества, нанесенного на подложку.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 18-32-01018.
