Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Разработка малогабаритных масс-спектрометрических систем для экологической биофизики

ВАК РФ 03.00.02, Биофизика

Автореферат диссертации по теме "Разработка малогабаритных масс-спектрометрических систем для экологической биофизики"

На правах рукописи

ВИКТОРОВ ИЛЬЯ ВИКТОРОВИЧ

РАЗРАБОТКА МАЛОГАБАРИТНЫХ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ ДЛЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БИОФИЗИКИ

Специальность 03 00 02 - биофизика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□030589Э4

Санкт-Петербург - 2007

003058994

Работа выполнена на кафедре физико-химических основ медицины государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет»

Научный руководитель

доктор медицинских наук, профессор Член-корреспондент РАМН Самойлов Владимир Олегович

Официальные оппоненты доктор физико-математических наук, профессор

Галль Лидия Николаевна,

кандидат технических наук, доцент

Мешалкина Марина Николаевна

Ведущая организация ФГУП НПО «Радиевый институт им В Г Хлопина»

Защита состоится "22." ¿7 £> 2007г в (<2

часов

на заседании диссертационного совета Д 212 229 25 при ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет» по адресу 195251, г Санкт-Петербург, ул Хлопина, д 5

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет»

Автореферат разослан "

2007 г

Ученый секретарь Диссертационного Совета Кандидат физико-математических наук

Власова О Л

Актуальность темы Важнейшей задачей экологической биофизики является определение состава проб, находящихся в различном фазовом состоянии Проведение мониторинга соединений вне лаборатории оказывается необходимым также в экологии и медицине Добиться высокой эффективности таких исследований можно лишь при условии применения надежных портативных инструментов высокой чувствительности Среди известных методов масс-спектрометрия обеспечивает минимальное время анализа, требует наименьшего количества пробы и позволяет получить наиболее полную и точную информацию о предмете исследования В экологической биофизике прямое определение летучих органических соединений, продуктов процессов метаболизма, определение токсичных веществ, нарушающих функции органов и систем организма, а также определение состава биологических проб различных тканей во многих случаях требует создания прибора простой конструкции, малого веса и размеров

Данные о составе веществ, полученные в процессе прямого внелабораторного анализа, часто являются ключевыми как в экологической биофизике, так и в экологических и медицинских исследованиях

Цель работы экспериментальное и теоретическое исследование процессов, связанных с введением целевых компонентов из пробы в вакуумную камеру масс-спектрометра и их ионизацией, направленное на создание портативных масс-спектрометров для проведения прямого физиологического и экологического мониторинга

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи

а)теоретически обосновать и исследовать двухмембранную систему, позволяющую изучать процессы метаболизма бактерий паразитов в организме человека, а также проводить экологический контроль окружающей среды,

б)рассчитать ионный источник с электронным ударом, позволяющий обеспечить масс-спектрометрическое определение следов тяжелых металлов в водных пробах в прямых измерениях, для изучения влияния избытка тяжелых металлов на организм человека,

в) рассчитать и разработать малогабаритный масс-спектрометр со вторичной ионной эмиссией для анализа пептидов, протеинов, олигонуклеотидов, а также других биополимеров до IО ООО а е м , с целью изучения регуляторных процессов клеток и контроля лекарств в фармакологии

Научная новизна Предложена модель прохождения летучих органических соединений через двухмембранную систему ввода, позволяющая обогащать пробу целевыми компонентами до 106 раз Создана методика расчета такой системы с учетом свойств материала мембраны и исследуемых соединений Выбран режим введения

ароматических органических соединений, тиолов и диметилдисульфида в масс-спектрометр через систему полидиметилсилоксановых мембран, обеспечивающий изучение процесса метаболизма трихомонад с помощью портативного инструмента

Получено экспериментальное распределение по энергии вторичных ионов, образованных под действием первичных частиц с энергиями —100 кэВ Впервые показано, что при фиксированной энергии первичных частиц ширина энергетического распределения вторичных ионов, в том числе и биологических, зависит от их массы и заряда и уменьшается обратно пропорционально величине (M/q)"2 Такой характер зависимости энергетического распределения позволил разработать малогабаритный линейный времяпролетный масс-анализатор для изучения регуляторных процессов клеток и контроля состава лекарств в фармакологии

Практическая значимость Создана двухмембранная система ввода пробы, позволяющая впервые с помощью малогабаритного масс-спектрометра определять летучие органические соединения в воле и воздухе на уровне единиц мкг/кг

Разработан и создан ионный источник с электронным ударом, обеспечивающий высокую эффективность ионизации нелетучих веществ, экстрагируемых из воды Впервые мобильный масс-спектрометр, оснащенный таким источником, позволяет определять тяжелые металлы в водной пробе на уровне ~10 мкг/л

Рассчитана и разработана схема малогабаритного линейного времяпролетного масс-спектрометра со вторичной ионной эмиссией для экспрессного определения молекулярного веса биополимеров до 10 ООО а е м Совместно с Радиевым Институтом им В Г Хлопина проведены испытания времяпролетного масс-анализатора Из результатов следует, что с ростом массы вторичного иона улучшаются аналитические характеристики малогабаритного масс-анализатора, так для ионов >5000 а е м его трансмиссия приближается к 90%, а разрешающая способность превышает 1000 Положения, выносимые на защиту

1 Физико-химическая модель процесса обогащения пробы летучими органическими соединениями при стационарной диффузии через двухмембранную систему ввода Выбор оптимальных параметров системы ввода, позволяющий обеспечить пределы определения а) индола, метантиола и диметилдисульфида в воздухе на уровне единиц мкг/м3, достаточном для идентификации процесса метаболизма бактерий паразитов Ttithomonas vaginalis в организме человека, б) ароматических органических соединений, н-алканов, и других веществ в атмосфере и гидросфере на уровне ПДК

2 Источник ионов, в котором экстрагированные из водной пробы молекулы солей тяжелых металлов десорбируются за счет нагрева и ионизуются электронным ударом с высокой эффективностью Результаты измерений градуировочных смесей, содержащих тяжелые металлы с концентрациями 100мг/л-10мкг/л, показывающие возможность использовать малогабаритный масс-спектрометр для изучения влияния избытка тяжелых металлов в воде на организм человека

3 Расчет схемы времяпролетного масс-анализатора Результаты определения зависимости энергетического распределения вторичных ионов от их массы Выбор оптимальных параметров малогабаритного масс-спеткрометра для анализа биополимеров с молекулярной массой до 10 ООО а е м , с целью изучения регуляторных процессов клеток и проведения контроля в фармакологии

Апробация работы Результаты работы представлены на конференции "Охрана окружающей среды" (7 декабря 2001 года), прошедшей в рамках У1-ой Санкт-Петербургской ассамблеи молодых ученых и специалистов, на 6-ом Международном Конгрессе «Вода экология и технология» «ЭКВАТЭК-2004» (июнь, 2004 г , Москва, Россия), на международной школе-семинаре "Масс-спектрометрия в химической физике, биофизике и экологии" (4-7 октября, 2004г), Звенигород, Московская обл, Россия, на конференции «Вакуумная техника и технология-2005»(май, 2005г), Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, на Международной научно-практической конференции «МЕТРОМЕД - 2007»( 17-19 апреля 2007 года), Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Публикации Основные материалы диссертации опубликованы в 6 научных работах Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы Общий объем диссертации составляет 103 страницы текста, включая 2 таблицы, 19 рисунков Библиография содержит 93 наименования

Основное содержание диссертации Во введении обоснована актуальность и перспективность темы исследования, сформулирована цель работы, перечислены ее основные результаты, показана их научная и практическая значимость, указаны положения, выносимые на защиту, описана структура диссертации

В нериои главе диссертации, которая является обзорной, отмечено, что наиболее эффективными меюдами количественною анализа состава сложных органических и неорганических соединении в экологической биофизике, экологии и медицине, наряду со спектроскопией и хроматографией, является

также и масс-спектрометрия, причем масс-спектрометрия характеризуется наименьшими ограничениями для большинства областей применения Показано, что одной из черт, характеризующих современное развитие масс-спектрометрии, является разработка портативных инструментов

В настоящей главе описаны основные составляющие масс-спектрометрических систем системы введения пробы, источники ионов и масс-анализаторы, которые, с одной стороны, допускают применение в малогабаритных конструкциях, а с другой стороны, позволяют обеспечить высокую чувствительность Обоснованы преимущества мембранных систем введения пробы для проведения прямого анализа летучих органических соединений в жидких и газообразных пробах Отмечена высокая надежность данных масс-спектрометрического анализа, полученных с использованием ионизации электронным ударов при изучении состава сравнительно легких органических и неорганических соединений Показана возможность эффективного применения источника ионов со вторичной ионной эмиссией при изучении тяжелых биомолекул Рассмотрены способы масс-спектрометрического анализа летучих органических соединений в воздухе и воде, тяжелых металлов в воде, а также способы изучения состава биопроб, успешно применяемые в стационарных лабораторных приборах, указаны причины, по которым в настоящее время их невозможно использовать при создании малогабаритных инструментов Отмечено, что в экологической биофизике, медицине и экологии растет потребность в создании малогабаритных приборов для определения состава проб т-згП!

Рис 1 Мембранная система ввода пробы в масс-спектрометр, трубчатая мембрана - 1, плоская мембрана - 2, пьезокерамический вентиль - 3

Во второй главе рассмотрена мембранная система ввода (рис 1), позволяющая обеспечить эффект обогащения пробы летучими органическими соединениями в процессе подачи ее в прибор, равный произведению эффектов входящих в нее мембран

МСI вентиль

Это достигается применением полидиметилсилоксановой мембраны с высокой селективной проницаемостью для летучих органических соединений [Maden A J, Hayward М J Examination of a Variety of Sheet Materials for Use as Membranes in Membrane Introduction Mass Spectrometry //Anal Cliem 1996 V 68 P 1805-1811] и выбором режима введения пробы

В главе также представлена физико-химическая модель процесса избирательной диффузии летучих органических соединений через двухмембранную систему ввода Работа системы рассмотрена в квазистатическом режиме, раздельно для летучих органических соединений и компонентов матрицы (например, воздуха) и пояснена с помощью эквивалентных электрических схем на рис 2 В схемах потенциалы U имеют смысл парциальных давлений Р веществ в пробе, сопротивления R соответствуют обратным значениям проницаемостей мембран а и проводимости пьезовентиля, а токи через сопротивления R - потокам компонентов в системе

U(P») Е^НШиШЕ] UtPm) im-воздух! ]R1=RI>R'3 1'R"- jljR™= R'?"- 1 ООО Rj

I! =U/(3R{) I,rl-U't R'i 1000)=U'( R'JIO6)

MC IMC

Рис 2 Эквивалентные схемы мембранной системы ввода Целевые компоненты - у, вещество матрицы - т, трубчатая мембрана - 1, плоская мембрана - 2, пьезокерамический вентиль - 3

Применение предлагаемой модели оправдано при условии, что 1) концентрация летучих органических соединении в пробе не превышает величины 0,01% по массе (при более высоких значениях концентрация нелинейно соотносится с потоками компонентов в прибор), 2) проводимости двух мембран, по отношению к летучим органическим соединениям, имеют близкие между собой значения, а проводимость пьезовентиля не превышает проводимости мембран (выполнение этого условия обеспечивает низкое суммарное давление компонентов в объеме между мембранами, а следовательно, и высокую селективность системы, 3) поток компонентов в прибор не должен создавать проблем для системы вакуумной откачки (в противном случае нарушается поддержание стационарного режима)

Во второй главе проведено обоснование оптимальных параметров систем ввода, из которого следует, что выбор величины отношения проницаемости мембран к

проводимости пьезовентиля по целевым компонентам находится в интервале значении 1/5-1/10 и обеспечивает, с одной стороны, близкую к максимальной величину эффекта обогащения

£«,, = (М'/М"')!<2 (oJ/o"'f, где М - масса молекулы соответствующего компонента, а с другой стороны, не приводит к значительным потерям пробы при анализе

11а рис 2 представлен пример обогащения воздушной пробы ароматическими соединениями, для которого а'/а "' ~1000

Применение двухмембраиной системы ввода в составе масс-анализатора, описанного в статье [ V Т Kogan, et al Design and Testing of a Portable Magnetic Mass Spectrometer//Field Analytical Chemistiy and Technology V 1(6) P 331-342], позволило снизить пределы определения С02 в 10 раз, тиолов и ароматических органических соединений в 1000 раз без увеличения размеров инструмента (табл 1) Чувствительность такого прибора позволяет идентифицировать процессы метаболизма бактерий паразитов в организме человека Ttuhomonas vaginalis - по индолу (продукту распада триптофана), метантиолу и диметилдисульфиду (продуктам метаболизма трихомонад), выделяемых псевами клеток паразитарных бактерий, H-pilory - по маркеру |3С в выдыхаемом воздухе, а также контролировать токсичные летучие органические вещества в атмосфере и гидросфере на уровне ПДК

Пробы воздуха

Компоненты, J Пределы определен мкг/м3 ПДК,* мкг/м3

метантиол 2

этантиол 3

диме! илдисульфид 2

индол 2

тотуол 2 10

стирол 4 30

ксилол 5 200

бензол 3 10

С02 1000

Пробы воды

Компоненты, J Пределы определен мкг/л ПДК,* мкг/л

дихлорэтан 5 100

толуол 4 50

дихлорбензол 8 40

хлороформ 25 60

бензол 3 50

метан 60

этан 40

пропан 28

н-бутан 8

Таблица 1 Пределы определения летучих органических веществ и газов, полученные с помощью малогабаритного масс-спектрометра с двухмембранной системой ввода а) в пробах воздуха, б) в пробах воды Пробы ПИГС, чистые вещества (ВНИИМ) ""'Гигиенические нормативы", 2 1 5 689-98, Минздрав России, Москва, 1998г

В третье» главе рассмотрен малогабаритный масс-спектрометр для прямого определения тяжелых металлов, таких как Ъа, Си, Ре, Сс1, Лэ и других, в водных пробах В приборе предусмотрена автоматизация процессов введения пробы, экстракции целевых компонентов и проведения измерений Обоснован выбор схемы и конструкции источника ионов, встроенного в ионно-оптическую схему прибора Источник обеспечивает высокую эффективность ионизации электронным ударом молекул пробы, десорбированных с поверхности экстрактора Термодесорбция проводится при температурах 20°С-1500°С и позволяет определять концентрации как легкоплавких, так и тугоплавких веществ

В настоящей работе рассчитана, создана и испытана конструкция источника ионов, с помощью которой удалось увеличить чувствительность прибора в 100-1000 раз по сравнению с прототипом [Коган ВТ и др Портативный масс-спектрометр для экспресс анализа растворенных в воде веществ// ПТЭ Т42(9) С 141-145] и перейти к определению тяжелых металлов в воде на уровне ПДК (1мкг/л-100 мкг/л)

На рис 3 представлены фрагменты масс-спектров солей металлов, образованных в пробе, которая включает раствор металла в соляной кислоте, разбавленный дистиллированной водой Из спектров следует, что хлориды металлов устойчивы (относительные и абсолютные амплитуды молекулярных пиков оказываются значительными в общем спектре масс) как к высокотемпературному прогреву, так и к ионизации электронным ударом

Для увеличения надежности идентификации компонентов в смеси и повышения чувствительности анализа в приборе предусмотрена возможность определения масс-спектров соединений, десорбированных при различной температуре экстрактора (рис 4) Процесс термодесорбции солей тяжелых металлов с поверхности экстрактора, происходит под действием его нагрева током накала, дискретно нарастающим во времени Прогрев экстрактора перед введением новой пробы позволяет практически полностью исключить его «химическую память» в диапазоне масс > 100аем

Установлено, что понижение содержания кислоты в исследуемом растворе (< 1% по массе) сопровождается значительным повышением содержания в нем комплексных соединений, включающих тяжелые металлы, приводящим к значительному снижению концентрации хлоридов металлов, а, следовательно, и снижению чувствительности прибора (рис 5)

| г« (0,006%)

Относительная интенсивность

гп а+ 101

134 1136

99 юл

м

X сигнал/ Хшум= 2*10"

гп иХ

138

140

Л

Си (0,01%)

Си

N сигнал> N шум = 10

135 133

3

63

165

Со С1

98

Си

Л 100

/ч

112 Сд (0,01%)

114

С4 С!+ 147

N сигнал I шум = 100

186 184

са С1

182

Аь (0,01%)

Ах СГ

110 х- /v -1л3

Л снгнал< Л шум— Н>

112

145

♦ I

А$С12 ,147

I

м,г, а. т. и ./ц

Рис 3 Фрагменты масс-спектров хлоридов металлов

Ре (0 01%)

300 ООО 250 ООО

(Л

"В 200 ООО % 150 000 " 100 000 50 ООО О

эит

Рис 4 Фрагменты спектра хлорида железа при различных токах нагрева экстрактора

21\Т,

10' -

10

¡Ю5

10"

¡!'!%НС1

10

объем пробы 2 5|х/

/

У

1% НС16

о ¡°лна ■>%\иа

уровень фона

1% НО

!0%Ш'

/ у*

у:

0 1%НС1 —Ц-4—

<7/ 1> / /

1> /

гТТГ—

11

Си

1% НС!

10"

10"

10"

10"

10"

10'

•3

относительная концентрация , г/г

Рис 5 Соотношение между концентрацией определяемых компонентов и величиной

отклика прибора

Поддержание кислотности раствора на уровне рН ~ 2 позволяет снизить пределы определения металлов в воде до уровня (~ 1 Омкг/л), при котором становится возможным изучение влияния избытка тяжелых металлов на организм человека В абсолютных количествах пределы определения металлов в воде составляют 25пг - 2,5нг В четвертой главе представлен расчет линейного времяпролетного энерго-масс-анализатора, разработка которого проводилась для решения двух основных задач Первая - определение углового и энергетического распределения потока вторичных (биологических) ионов, образованных под действием первичных частиц Вторая задача -выбор оптимальных параметров малогабаритного масс-спектрометра со вторичной ионной эмиссией для изучения состава биопроб, нанесенных на твердую подложку Схема макета масс-анализатора представлена на рис 6

Рис 6 Схема времяпролетного энерго-масс-анализатора

Отличительной особенностью работы схемы является режим накопления вторичных ионов в области U Параметры схемы /о, 1\, /2 и Ui, Lb, U3 выбраны так, что позволяют обеспечить пространственно-временную фокусировку второго порядка вторичных ионов, то есть выполнить условие 8 21/д х '2 = 0 , в пренебрежении исходной энергией частиц Испытание макета прибора проходило с использованием проб, содержащих Csl и gramicidin Их демонстрационные временные спектры представлены на рис 7а,б

шшт

Г» Чт МСогимяН

МООЕ

<? г^с- : 514108 00000000:00000000

шшшшшт

Тте о1щк1аЬеЦ1те Сус1еа 250

§1акТе>42

Б(а1[сТех13

Ш)-Ш1 ■ 1Ш

гаи}:-

I (0013» КИСЕЮ

нм: ж ■ ж

о-

Н41 и.е.м.

Рис.7, а. Фрагменты масс-спектров, полученные от пробы а) СэI, нанесенной на подложку ю рения, б) сгуггпскИп на подложку из кремния.

-100 y. a in u eV -

\ Cs+ ПЗ 124

\\ \\ (CsI)Cs+ 393 082

. •,0 \\ (C:,I)2Cs+ 6^3 0 75

■ \ \ gram cidin-s + 1141 0 50

с <u dm |{\ A

О > \ . d -irju ' (M'z7 2

<u \\ \\

•

+ 6 +5 +4 +3 +2 +1 о -1 -2 -3 -4 -5 -6 v

Рис 8 Относительная интенсивность вторичных ионов, генерируемых ионами кластеров золота (~10нм), ускоренных до 20 кВ, при различных потенциалах подложки

Подведение разных потенциалов к электроду (Uo), на который нанесена исследуемая проба, и к выталкивающему электроду (Ui) позволило за счет изменения потенциала Uo провести энергоанализ вторичных ионов и оценить их угловое распределение (рис 8)

Результаты экспериментальной проверки показали, что угловое распределение ионов, образованных под действием потока кластеров золота, лежит в пределах ~50 градусов относительно нормали к поверхности мишени, а ширина распределения по энергии (d) на половине интенсивности уменьшается с ростом отношения массы вторичного иона к его заряду как (M/q)1/2

Определена разрешающая способность масс-анализатора при различных режимах измерения, при этом величина положительного потенциала на подложке в интервале значений 1 В -5 В является наиболее приемлемой

Конструкция анализатора с геометрическими параметрами /», /,, /2 равными 5 см, 0,3см и 33 см, соответственно, обеспечила разрешающую способность по массе для грамицидина -500 (расчетное значение разрешающей способности для инсулина составило -1200) и трансмиссию близкую к 90%

Из полученных результатов следует, что чувствительность рассмотренного в настоящей работе линейного времяпролетного масс-спектрометра оказывается на порядок выше, а разрешающая способность приближается к значениям параметров масс-рефлектрона с ортогональным входом [Tempez, J А , et al Orthogonal Time-of-Flight

secondary ion mass spectrometry analysis of peptides using large gold clusters as primary ions II Rapid Com in Mass Speed V 18 2004 P 371-376]

Предлагаемый прибор может применяться для проведения анализа малых интерференционных РНК, олигонуклеотидов и пептидов, до 10 ООО а е м , для изучения регуляторных процессов клеток и проведения исследований в области биотехнологии

Основные результаты и выводы

1 Предложена физико-химическая модель процесса обогащения жидких и газообразных

проб летучими органическими соединениями за счет избирательной диффузии через двухмембранную систему ввода Обоснован выбор оптимальных параметров системы ввода, позволяющий обеспечить пределы определения а) индола, метантиола и диметилдисульфида в воздухе на уровне единиц мкг/кг, достаточном для идентификации процесса метаболизма бактерий паразитов TUthomonas vaginalis в организме человека, б) ароматических органических соединений, н-алканов, и других веществ в атмосфере и гидросфере на уровне ниже ПДК

2 Рассчитана и разработана схема источника ионов с электронным ударом, позволяющая осуществлять высокоэффективную ионизацию дееорбированных молекул солей тяжелых металлов С помощью мобильного масс-спектрометра, оснащенного таким источником, определены концентрации металлов в градуировочных смесях в интервале значений 100мг/л-10мкг/л (ПДК по тяжелым металлам лежат в интервале значений 1мкг/л-100 мкг/л), что позволяет использовать прибор для изучения влияния избытка тяжелых металлов в воде на организм человека

3 Предложена и рассчитана схема времяпролетного энерго-масс-анализатора для изучения энергетического распределения вторичных ионов, дееорбированных с поверхности твердых образцов Определена зависимость ширины энергетического распределения вторичных ионов биологических и неорганических молекул, образованных под действием потока ускоренных (до 20-40 кВ) первичных ионов, от массы и заряда вторичных частиц ДЕ — (M/Q)""2 Показана возможность применения предложенной схемы в малогабаритном масс-спектрометре со вторичной ионной эмиссией для анализа пептидов, протеинов, олигонуклеотидов и других биополимеров с массой до 10 000 а е м , с целью изучения регуляторных процессов клеток и проведения контроля в фармакологии

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях

1 Викторова, О С. Портативный масс-спектрометр высокой чувствительности для контроля загрязнений атмосферного воздуха и воды токсичными органическими веществами [Текст]/0 С Викторова, С Л Маннинен, И В Викторов //Тезисы докладов У1-ой Санкт-Петербургской ассамблеи молодых ученых и специалистов,"Охрана окружающей среды", Санкт-Петербург, СПбГТУ -2001 - С 42

2 Дубенский, Б М Мультимембранные системы ввода токсичных веществ нз воды или воздуха в мобильный масс-спектрометр. [Текст]/ Б М Дубенскии, С П Паринов , О В Смирнов, В Т Коган, О С Викторова, И В Викторов // Материалы 6-ого Международного Конгресса «Вода экология и технология» «ЭКВЛТЭК-2004» - 2004 -улууу есууа<есЬ ги статья 1357г

3 Коган, В.Т. Возможности масс-спектрометра, оснащенного системой ввода Левеллиновского типа, при анализе воздушных и водных проб. [Текст]/ В Т Коган, О С Викторова, И В Викторов //ПТЭ -2005 -№48(1) -С 1001-1004

4 Дубенский, Б М. Масс-спектрометрическне системы «Гранат» и мембранные системы ввода. [Текст]/ Б М Дубенский, С П Паринов, О В Смирнов, В Т Коган, О С Викторова, И В Викторов //Материалы международной школы-семинара "Масс-спектрометрия в химической физике, биофизике и экологии", Звенигород, Россия -2004 -С 63

5 Коган, В Т. Малогабаритные масс-спектрометры для космических исследований, экологического и технологического мониторинга [Текст]/ В Т Коган, А К Павлов, Ю В Чичагов, О С Викторова, И В Викторов, Д С Лебедев // Вакуумная техника и технология - 2005 -№15(2) -С 77-88

6 Викторов, И В Малогабарнгныи линейным времяпролетнын масс-спектрометр со вторичной ионной эмиссией для анализа бноионов [Текст]/ И В Викторов, С А Власов Труды международной научной конференции «Измерительные и информационные технологии в охране здоровья МЕТРОМЕД - 2007», Санкт-Петербургский государственный политехнический университет -2007 -С 46

Лицензия ЛР №020593 от 07 08 97

Подписано в печать 19 04 2007 Формат 60x84/16 Печать цифровая Уел печ л 1,0 Тираж 100 Заказ 1539Ь

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в Цифровом типографском центре Издательства Политехнического университета 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул , 29 Тел 550-40-14 Тел/факс 297-57-76

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Викторов, Илья Викторович

Введение.

Глава 1. Малогабаритные масс-спектрометры в экологической биофизике, экологии и медицине.

1.1 Масс-спектрометрия.

1.2 Системы введения пробы.

1.3 Применение малогабаритных масс-спектрометров в экологической биофизике, экологии и медицине в режиме реального времени.

Глава 2. Многомембранная система левллиновского типа для введения пробы в масс-спектрометр.

2.1.Мультимембранная система вода пробы.

2.2.0писание процесса обогащения. Физико-химическая модель.

2.3.Результаты экспериментальной проверки.

2.4.Используемые приборы и стандарты.

2.5.Вывод ы.

Глава 3. Численное моделирование и экспериментальная проверка мобильного масс-спектрометра для определения солей тяжелых металлов в воде.

3.1 .Система ввода пробы. Экстракция пробы.

3.2.Ионный источник и масс-анализатор.

3.3.Экстракция тяжелых металлов из водной пробы.

3.4.Приготовление калибровочных смесей.

3.5.Подстройка прибора по массе.

3.6.Обсуждение результатов.

3.7.Выводы.

Глава 4. Малогабаритный линейный времяпролетный масс-спектрометр со вторичной ионной эмиссией для анализа биоионов.

4.1 .Описание масс-спектрометра.

4.2. Детектор.

4.3.Результаты испытаний.

4.4.Функция пропускания масс-анализатора.

4.5.Распределение ионов gramicidin-s по углу в области их генерации.

4.6.Распределение ионов gramicidin-s по энергии в области их генерации.

4.7.Вывод ы.

Основные результаты работы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Разработка малогабаритных масс-спектрометрических систем для экологической биофизики"

Актуальность темы. Важнейшей задачей экологической биофизики, экологии и медицины является определение состава проб, находящихся в различном фазовом состоянии при проведении мониторинга соединений вне лаборатории. Добиться высокой эффективности таких исследований можно лишь при условии применения надежных портативных инструментов высокой чувствительности. Среди известных методов масс-спектрометрия обеспечивает минимальное время анализа, требует наименьшего количества пробы и позволяет получить наиболее полную и точную информацию о предмете исследования. В экологической биофизике прямое определение летучих органических соединений, продуктов процессов метаболизма, определение токсичных веществ, нарушающих функции органов и систем организма, а также определение состава биологических проб различных тканей во многих случаях требует создания прибора простой конструкции, малого веса и размеров. До настоящего времени промышленность не выпускает таких инструментов, тем не менее, данные о составе веществ, полученные из прямого внелабораторного анализа, часто являются ключевыми как в экологической биофизике, так и в экологических и медицинских исследованиях.

Цель работы: экспериментальное и теоретическое исследование процессов, связанных с введением целевых компонентов из пробы в вакуумную камеру масс-спектрометра и их ионизацией, направленное на создание портативных масс-спектрометров для проведения прямого физиологического и экологического мониторинга и экспресс-контроля.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: а)теоретически обосновать и исследовать двухмембранную систему, позволяющую изучать процессы метаболизма бактерий паразитов в организме человека, а также проводить экологический контроль окружающей среды, б)рассчитать ионный источник с электронным ударом, позволяющий обеспечить масс-спектрометрическое определение следов тяжелых металлов в водных пробах1 в прямых измерениях, для изучения влияния избытка тяжелых металлов на организм человека, в) рассчитать и разработать малогабаритный масс-спектрометр со вторичной ионной эмиссией для анализа пептидов, протеинов, олигонуклеотидов, а также других биополимеров до 10 ООО а.е.м., с целью изучения регуляторных процессов клеток и контроля лекарств в фармакологии.

Научная новизна. Предложена модель прохождения компонентов с существенно отличающимися физико-химическими свойствами через двухмембранную систему ввода в масс-спектрометр, описывающая процесс обогащения пробы летучими органическими соединениями. Создана методика расчета такой системы и выбран режим введения ароматических органических соединений, тиолов и диметилдисульфида в масс-спектрометр через систему полидиметилсилоксановых мембран, позволяющий изучать процесс метаболизма трихомонад с помощью портативного инструмента.

Предложен, рассчитан и разработан составной источник с электронной ионизацией термодесорбированных молекул. Показано, что благодаря высокой эффективности образования ионов в источнике (в сотни раз превышающей возможности прототипа), можно определять тяжелые металлы в водных пробах на уровне ПДК с помощью портативного магнитного масс-спектрометра.

Рассчитан и разработан линейный времяпролетный энерго-масс-анализатор для оценки распределения вторичных ионов по углу и энергии в области их генерации. Его испытания в Радиевом институте им. В.Г.Хлопина позволили выбрать параметры малогабаритного масс-спектрометра для изучения регуляторных процессов клеток и контроля состава лекарств в фармакологии.

Практическая значимость. Совместно с лабораторией масс-спектрометрии ФТИ им. А.Ф.Иоффе создан опытный малогабаритный магнитный масс-спектрометр с двухмембранной системой ввода пробы, позволяющий впервые определять летучие органические соединения в воде и воздухе на уровне единиц мкг/кг.

Ионный источник, рассчитанный и созданный в настоящей работе, был встроен в первый опытный мобильный масс-спектрометр для определения тяжелых металлов в водных пробах, разработанный в соответствии с контрактом между ФТИ им. А.Ф.Иоффе (С.Петербург, Россия) и Институтом Океанологии (Циндао, Китай) в 2003-2006 годах. Испытания прибора показали возможность проведения экспресс анализа тяжелых металлов в жидких пробах на уровне -10 мкг/л.

Положения, выносимые на защиту

1. Физико-химическая модель процесса обогащения пробы летучими органическими соединениями при стационарной диффузии через двухмембранную систему ввода. Выбор оптимальных параметров системы ввода, позволяющий обеспечить пределы определения а) индола, метантиола и диметилдисульфида в воздухе на уровне единиц мкг/м3, достаточном для идентификации процесса метаболизма бактерий паразитов Trichomonas vaginalis в организме человека, б) ароматических органических соединений, н-алканов, и других веществ в атмосфере и гидросфере на уровне ПДК.

2. Источник ионов, в котором экстрагированные из водной пробы молекулы солей тяжелых металлов десорбируются за счет нагрева и ионизуются электронным ударом с высокой эффективностью. Результаты измерений градуировочных смесей, содержащих тяжелые металлы с концентрациями ЮОмг/л-ЧОмкг/л, показывающие возможность использовать малогабаритный масс-спектрометр для изучения влияния избытка тяжелых металлов в воде на организм человека.

3.Расчет схемы времяпролетного масс-анализатора. Выбор оптимальных параметров малогабаритного масс-спектрометра для анализа биополимеров с молекулярной массой до 10 000 а.е.м., с целью изучения регуляторных процессов клеток и проведения контроля в фармакологии.

Заключение Диссертация по теме "Биофизика", Викторов, Илья Викторович

Основные результаты работы;

1. Обоснован выбор оптимальных параметров системы ввода пробы в масс-спектрометр, позволяющий обеспечить определение а) индола, метантиола и диметилдисульфида в воздухе на уровне единиц мкг/кг, достаточном для идентификации процесса метаболизма бактерий паразитов Trichomonas vaginalis в организме человека, б) ароматических органических соединений, н-алканов, и других веществ в атмосфере и гидросфере на уровне ПДК.

2. Рассчитана и разработана схема источника ионов с электронным ударом для анализа тяжелых металлов из водных проб, проведены её испытания на градуировочных смесях, показана возможность использовать масс-спектрометр с таким источником для изучения влияния избытка тяжелых металлов в воде на организм человека на уровне ПДК (1мкг/л-И00 мкг/л).

3. Предложена и рассчитана схема времяпролетного энерго-масс-анализатора, показана возможность применения предложенной схемы в малогабаритном масс-спектрометре со вторичной ионной эмиссией для анализа пептидов, протеинов, олигонуклеотидов и других биополимеров с массой до 10 ООО а.е.м., с целью изучения регуляторных процессов клеток и проведения контроля в фармакологии.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Викторов, Илья Викторович, Санкт-Петербург

1. Лебедев А.Т. Масс-спектрометрия в органической химии. Москва. «БИНОМ». 2003. 493 С.

2. White F.A., Wood G.M. Mass Spectrometry. Application in Science and Engineering. New York: A Wiley-Interscience Publication. 1987. 774P.

3. Watson J.T. Introduction to Mass Spectrometry. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins. 1997.457P.

4. Lopez-Avila: V., Hill H. Field Analytical Chemistry// Anal. Chem. 1997. V.69(12). P.289R-306R

5. McFadden W. Techniques of Combined Gas Chromatography/Mass Spectrometry: Applications in Organic Analysis, New York: A Wiley-Interscience Publication. 1973.450P.

6. Brown M.A., Ed. Liquid Chromatography-Mass Spectrometry: Applications in Agricultural, Pharmaceutical and Environmental Chemistry// ACS Symposium Series 420. ACS:Washington. D.C. 1990.

7. Kotiaho T. On-site Environmental and In-situ Process Analysis by Mass Spectrometry// J. Mass Spectrom. 1996. V.31. P. 1-15.

8. Badman E.R., Cooks R.G. Miniature Mass Analyzers// J. Mass Spectrom. 2000. V. 35. P.659-671.

9. Wise M.B., Guerin M.R. Direct Sampling Mass Spectrometry for Environmental Screening//Anal.Chem. 1997.V.63. P.26A-32A.

10. Overton E.B., Dharmasena H.P., Ehrmann U., Carney K.R. Trends and Advances in Portable Analytical Instrumentation// Field Anal. Chem. Technol. 1996. V.l(2). P.87-92.

11. Poziomek E.J., Koglin E.N. Screening Technologies// Environ. Lab. 1994/1995. V. 6(6). P. 18-24.

12. Henderson-Kinney A., Kenny J.E. Spectroscopy in the Field: Emerging Techniques for On-Site Environmental Measurements// Spectroscopy. 1995. V.10(7). P.32-38.

13. McDonald W.C., Ericson M.D., Abraham B.M., Robbat A. Developments and Applications of Field Mass Spectrometry//Environ. Sci. Tech. 1994. V.28. P.336A-343A.

14. Kogan V.T., Pavlov A.K., Chichagov Y.V., et al. Design and Testing of a Portable Magnetic Mass Spectrometer// Field Anal. Chem. Technol. 1997. V.l(6). P.331-342.

15. Коган В.Т., Павлов А.К., Савченко М.И., Добычин О.Е. Портативный масс-спектрометр для экспресс анализа растворенных в воде веществ//ПТЭ . Т.42. !4.1999. С. 141-145.

16. Lammert S.A., Wise J.M. Experimental Investigation into the Performance of Ion Trap Using Air versus Helium as the Buffer Gas// Rapid Commun. Mass Spectrom. 1996. V.10. P.597-618.

17. Grace L.I., Chambers D.M., Thomas S.W., Andersen B.D. A Portable Atmospheric Sampling QUISTOR/reTOF-MS for Air Monitoring// Proc.43th Conf. on Mass Spectrom. and Allied Topics. 1995. Atlanta. GA.P. 991-997.

18. Harrison A.G. Chemical Ionization Mass Spectrometry. Florida: CRC Press. Inc. Boca Raton. 1992.452P.

19. Ling Y., Lifshitz C. The C-H Bond Energy of the Triphenylene Radical Cation. A Photoionization Mass Spectrometry Study// J. Mass Spectrom. 1997. V. 32. P.1219-1225. :

20. Ling Y., Lifshitz C. Plasmon Excitation in Polycyclic Aromatic Hydrocarbons Studied by Photoionization// Chem. Phys. Lett. 1996. V. 257. P. 587-591.

21. Busch K.L. Desorption Ionization Mass Spectrometry// J.Mass Spectrom. 1995. V.30. P.233-240.

22. Barber M., Bordoli R.S., Sedgewick R.D. Fast Atom Bombardment of Solids (FAB): A New Ion Source for Mass Spectrometry// J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1981. V.3. P.325-327.

23. Bennighoven A., Rudenauer F.G., Werner H.W. Secondary Ion Mass Spectrometry: Basic Concepts, Instrumental Aspects, Applications and Trends. NY:Wiley. 1987.

24. Honig R.E. in Advances in Mass Spectrometry, ed. by R.M. Elliott, Hiden and Son. London. 1962. V.2.P.25.

25. Karas M., Hillenkamp F. Laser Desorption Ionization of Proteins with Molecular Masses exceeding 10,000 daltons// Anal. Chem. 1988.V.60. P.2299-2301.

26. Blakeley C.R., Vestal M.L. Thermospray Interface for Liquid Chromatography/Mass Spectrometry// Anal. Chem. 1983. V.55, P.750-754.

27. Willoughby R.C., Browner R.F. Monodisperse Aerosol Generation Interface for Combining Liquid Chromatography with Mass Spectrometry// Anal. Chem. 1984. V.56. P.2626-2631.

28. Dole M., Mack L.L., Hines R.L., Mobley R.C., Ferguson L.D., Alice M.B. Molecular Beams ofMacroions// J. Chem. Phys. 1968. V. 49. P.2240-2249.

29. Yamashita M., Fenn J.B. Electrospray Ion Source. Another Variation on the Free-jet Theme// J. Phys. Chem. 1984. V. 88.P.4451-4459.

30. Iribame J.V., Thompson B.A. On the Evaporation of Small Ions from Charged Droplets// J. Chem. Phys. 1976. V. 64. P.2287-2294.

31. McDowell C.A. Mass Spectrometry. NY:McGraw-Hill. 1963.

32. Paul W., Steinwedel H. A New Mass Spectrometer without a Magnetic Field// Z. Naturforsch. 1953. V.8a. P.448-450.

33. Fischer E. Tree-demensional Stabilization of Charged Carries in a Quadrupole Field//Z. Phys. 1959. V. 156.P.1-26.

34. Wiley W.C., McLaren I.H. Time-of-flight Mass Spectrometer with Improved Resolution// Rev.Sci.Instrum. 1955. V.26. P.150-1157.

35. Мамырин Б.А. Диссертация на соискание степени доктора физ.-мат.наук. Физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе Ленинград, 1966г.

36. Comisarow М.В., Marshall A.G. Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Spectroscopy// Chem. Phys. Lett. 1974. V. 25. P.282-283.

37. Zubarev R.A., Hakansson P., Sundqvist B. .and Talrose L. Enhancement of the molecular ion yield in plasma desorption mass-spectrometry using explosive matrices. Rapid Com. in Mass Spectr., 1997, 11, P.63-70.

38. Wu K.J.*, Odom R.W.Matrix-Enhanced Secondary Ion Mass Spectrometry: A Method for Molecular Analysis of Solid Surfaces/1 Anal. Chem. 1996,68,P.873-882.

39. Kotiaho Т., Lauritsen F.R., Choudhury Т.К., Cooks R.G., Tsao G.T. Membrane Introduction Mass Spectrometry//Anal. Chem. 1991. V.63(18). P.875A-883A.

40. Wise M.B., Guerin M.R. Direct Sampling Mass Spectrometiy for Environmental Screening.//Anal. Chem. 1997. V.69. P.26A-32A.

41. Wise M.B., Thompson C.V., Buchanan M.V., Merriweather R., Guerin M.R. Direct Sampling Ion Trap Mass Spectrometry// Spectroscopy 1995. V.2(5).P.14-22.

42. Philip S.H., Wong R., Cooks R.G. Trace Level Analysis of Volatile and Semi-volatile Organic Compounds in Water Using a Membrane/jet Separator Interface to an Ion Trap Mass Spectrometer// Anal. Chim. Acta. 1995. V.310.P.387-398.

43. Bauer S., Solyom D. Determination of Volatile Organic Compounds at the Parts-per-trillion Level in Complex Aqueous Matrices Using Membrane Introduction Mass Spectrometry//Anal. Chem. 1994. V.66. P.4422-4431.

44. Wong S.H.P., Cooks R.G., Cisper M.E., Hemberger P.H. On-line, In-situ Analysis with Membrane Introduction MS// Environ. Sci. Tech. 1995. V.29(5). P.215A-218A.

45. Cisper M.E, Gill C.G., Townsend L.E, Hemberger P.H. On-line Detection of Volatile Organic Compounds in Air at Part-per-trillion Levels by Membrane Introduction Mass Spectrometry// Anal. Chem. 1995. V. 67. P. 1413-1417.

46. Maden A J, Hayward M.J. Examination of a Variety of Sheet Materials for Use as Membranes in Membrane Introduction Mass Spectrometry.// Proc.43rd Conf. on Mass Spectrometry and Allied Topics. 1995. Atlanta, GA.P.l 16-126.

47. Bier M., Cooks R. G. Membrane Interface for Selective Introduction of Volatile Compounds Directly into the Ionization Chamber of a Mass Spectrometer// Anal. Chem. 1987. V.59. P.597-601.

48. Rogers C.T., Sternberg S. Transport Through Permselective Membranes// J. Macromol. Sci. Phys. 1971. V.135. P.189-206.

49. Christensen P.M. Membran karakterisering med henblik pa ultrafiltrering og pervaporering.// Ph.D. Thesis. The Technical University, Denmark, 1987.

50. Barrer R.M., Chio H.T. Solution and Diffusion of Gasses and Vapors in Silicone Rubber Membranes//J. Polym. Sci. 1965. V.C10. P. 111-138.

51. LaPack M.A., Tou J.C., Enke C.G. Membrane Mass Spectrometry for the Direct Trace Analysis of Volatile Organic Compounds in Air and Water// Anal. Chem. 1990. V.62. P.1265-1271.

52. Lauritsen F. R., Kotiaho T. Advances in Membrane Inlet Mass Spectrometry// Rev. Anal. Chem. 1996. V.15. P.237-264.

53. Lauritsen F.R. Membrane Inlet Tandem Mass Spectrometry. Theory and Praxis//Noter Til Bk 43. Forar 1994.82P.

54. Lundsgaard J.S., Gronlund J., Degn H. Error in Oxygen Measurements in Open Systems Owing to Oxygen Consumption in Unstirred Layer// Biotech. Bioeng. 1978. V.20. P.809-819.

55. Lauritsen F.R., Lloyd D. Direct Detection of Volatile Metabolites Produced by Microorganisms using Membrane Inlet Mass Spectrometry// ACS Symp. Ser. 541: Mass Spectrometry for the Characterization of Microorganisms. Fenselau. C. Ed. ACS. 1994.P.91-106.

56. Woldring S. Biomedical Application of Mass Spectrometry for Monitoring Pressures. A Technical Review//!Assoc.Adv.Med.Instrum.l970.V.4.P.43-56.

57. Wald A., William K.H, Ransehoff J. Experience with a Mass Spectrometer System for Blood Gas Analysis in Humans// J. Assoc. Adv. Med. Instrum. 1971. V.5.P 325-341.:

58. Brantigan J.W., Gott V.L., Martz M.N. A Teflon Membrane for the Measurement of Blood and Intramyocardial Gas Tensions by Mass Spectrometry// J. Appl. Physiol. 1972. V.32. P.276-282.

59. Lundsgaard J.S.„Jensen B.,G, ronlund J., Fast-responding flow-independent blood gas catheter for oxygen measurement// J.Appl.Physiol.l980.V.48.P.376-381.

60. Reuss M., Piehl H., Wagner F. Application of Mass Spectrometry for the Measurement of Dissolved Gases and Volatile Substances in Fermentation// Eur. J. Appl. Microbiol. 1975. V 1. P. 323-325.

61. Hoch G., Кок B. A Mass Spectrometer Inlet System for Sampling Gases Dissolved in Liquid Systems// Arch. Biochem. 1963. V. 101. P. 160-170.

62. Bier M., Cooks R.G. Membrane Interface for Selective Introduction of Volatile Compounds Directly into the Ionization Chamber of a Mass Spectrometer// Anal. Chem. 1987. V.59. P.597-601.

63. Lauritsen F.R. A New Membrane Inlet for On-line Monitoring of Dissolved, volatile Organic Compounds with Mass Spectrometry// Int. J. Mass Spectrom. Ion Proc. 1990. V.95. P. 168-259.

64. Bier M., Kotiaho Т., Cooks R.G. Direct Insertion Membrane Probe for Selective Introduction of Organic Compounds into a Mass Spectrometer// Anal. Chim. Acta 1990. V.231. P.175-190.

65. Tsai G.-J., Austin G.D., Syu M.J., Tsao G.T., Hayward M.J., Kotiaho Т., Cooks R.G. Theoretical Analysis of Probe Dynamics in Flow Injection/Membrane Introduction Mass Spectrometry// Anal. Chem. 1991. V.63. P.2460-2465.

66. Weaver J.C., Abrams J.H. Use of Variable pH Interface to a Mass Spectrometer for the Measurement of Dissolved Volatile Compounds// Rev. Sci. Instr. 1979. V.50. P.478-48L

67. Pungor Jr.E., Pecs M., Szigeti L., Nyeste L. Mass Spectrometric monitoring of 2-oxoglutaric Acid in Fermentation Broth//Anal.Chim.Acta 1984.V. 163 .P. 185-191.

68. Lauritsen F.R., Kotiaho Т., Lloyd D. Rapid and Direct Monitoring of Volatile Fermentation Products in the Fungus Bjercandera adusta by Membrane Inlet Tandem Mass Spectrometry// Biol. Mass Spectrom. 1993. V.22. P.585-589.

69. Slivon L.E., Bauer M.R., Ho J.S., Budde W.L. Helium-Purged Hollow Fiber Membrane Mass Spectrometer Interface for Continuous Measurement of Organic Compounds in Water// Anal. Chem. 1991. V.63. P.1335-1340.

70. Dejarme L.E., Bauer S., Cooks R.G., Lauritsen F., Kotiaho Т., Graf T. Jet separator/membrane introduction mass spectrometry for on-line quantification of volatile organic compounds in aqueous solution//Rapid Commun.l993.V.7.P.935-942.

71. Shoemaker J.A., Bellar T.A., Eichelberger J.W., Budde W.L. Determination of Polar Volatile Organic Compounds in Water by Membrane Permeate and Trap GC-MS//J. Chromatogr. Sci. 1993. V.31. P.279-284.

72. Rivlin A.A. Sorption Technique in Membrane-inlet Mass Spectromwtry// Rapid Commun. Mass Spectrom. 1995. V.9. P.397-399.

73. Mendes M.A., Pimpim R.S., Kotiaho Т., Eberlin M.N. A Criotrap Membrane Introduction Mass Spectrometry System for Analysis of Volatile Organic Compounds in Water at the Low Parts-per-Trillion Level// anal/ Cheem. 1996. V.68. P.3502-3506.

74. Xu C., Patric J.S., Cooks R.G. Affinity Membrane Introduction Mass Spectrometry//Anal. Chem. 1995. V.67. P.724-728.

75. Yakovlev B.S., Talrose V.L., Fenselau C. Membrane Ion Source for Mass Spectrometiy//Anal. Chem. 1994. V.66. P.l704-1707.

76. Cisper M.E., Garrett A.W., Cameron D., Hemberger P.H. Analysis of Polar Organic Compounds Using Charge Exchange Ionization and Membrane Introduction Mass Spectrometry//Anal. Chem. 1996. V.68. P.2097-2101.

77. Jarvis, K.E., Gray, A.L. and Houk, R. S. Handbook of inductively coupled plasma mass spectrometry. Glasgow, Blackie. (1992).

78. Montaser, A. Inductively coupled plasma mass spectrometry. New York,Wiley. 1998.

79. Van Berkel G .J., Electrolytic deposition of metals to the high voltage contact in an electrospray emitter: implication for gas-phase formation.HJ.Mass Spectrom. 2000.35,773-783.

80. Brever T.M., Castro J., R.K.Marcus. Particle beam sample introduction into glow discharge plasmas for speciation analysis.//Spectrochimica Acta Part В 61. 2006.134-149.

81. Коган В.Т., Павлов А.К., Чичагов Ю.В., Викторова О.С., Викторов И.В., Лебедев Д.С. Малогабаритные масс-спектрометры для космических исследований, экологического и технологического мониторинга. // Вакуумная техника и технология.- 2005.-15(2).-С.77-88.

82. Lucero D.P., Haley F.C., J. Gas Chromatogr. 1968.V. 6. p. 477.

83. Llewellyn.P.M., Littlejohn D.P., Conference on Analytical Chemistry and Applied Spectroscopy, Pittsburgh, PA USA, 1966.

84. Коган В.Т, Викторова О.С., Викторов И.В. Возможности масс-спектрометра, оснащенного системой ввода Левеллиновского типа, при анализе воздушных и водных проб. //ПТЭ.-2005-48(1).С.1001-1004.

85. Vitenberg A.G., Kostkina M.I., Ioffe B.V., Anal.Chem. 1984. V. 56. P. 2496.